Проанализированы данные 30-летнего ежегодного мониторинга гнездования мухоловки-пеструшки на загрязненных и контрольных участках в районе воздействия атмосферных выбросов Среднеуральского медеплавильного завода. Результаты изложены в статье сотрудников Института экологии растений и животных УрО РАН Евгения Бельского и Андрея Ляхова «Improved breeding parameters in the pied flycatcher with reduced pollutant emissions from a copper smelter», которая опубликована в ведущем международном журнале Environmental Pollution (импакт-фактор 8.1).

Атмосферные выбросы промышленных предприятий негативно влияют на природные популяции растений и животных. Обширные зоны поражения экосистем возникают вокруг крупных металлургических предприятий, которых особенно много в Уральском регионе. В лаборатории экотоксикологии популяций и сообществ на протяжении многих лет исследуют природные экосистемы вблизи Среднеуральского, Карабашского и Кировградского медеплавильных заводов, а также ряда других предприятий. Модернизация заводов в последние десятилетия привела к сокращению промышленных выбросов, что позволяет исследовать закономерности естественного восстановления экосистем. Например, валовые выбросы в атмосферу Среднеуральского медеплавильного завода к настоящему времени сократились в 50 раз по сравнению с концом 1980-х годов. Такое снижение заметно даже невооруженным глазом (рис. 1).

Сокращение промышленных выбросов должно приводить к увеличению обилия популяций и улучшению репродуктивных показателей. Однако скорость восстановления может различаться у разных видов, поэтому исследованиями важно охватить максимально широкий набор объектов. Сотрудники Института экологии растений и животных УрО РАН Евгений Бельский и Андрей Ляхов на протяжении 30 лет ежегодно регистрировали популяционные параметры мухоловки-пеструшки – представителя мелких воробьиных птиц. Этот вид охотно заселяет искусственные гнездовья (синичники), что делает его удобным объектом популяционных исследований. Еще одно преимущество этого вида перед другими связано с тем, что в период гнездования мухоловки занимают небольшую территорию (менее 1 га), поэтому подвержены воздействию локальных природных и антропогенных факторов. В ходе мониторинга исследователи фиксировали сроки гнездования, количество откладываемых яиц и слетков, т.е. вылетающих из гнезд птенцов (рис. 2). Количество слетков на гнездо – это итоговый репродуктивный показатель того, способна ли локальная группировка птиц воспроизводить себя или существует за счет притока особей с других территорий.

Синичники были развешены на участках леса с разным уровнем загрязнения: в зоне сильного загрязнения (1–2 км от завода), умеренного загрязнения (4–6 км, окрестности деревни Хомутовка) и на незагрязненной (контрольной) территории (16–27 км, окрестности поселка Дружинино). Установлено, что на загрязненных участках мухоловки-пеструшки приступают к гнездованию позже, чем на контрольных, откладывают меньше яиц и выкармливают меньше птенцов. За 30 лет гнездование мухоловок-пеструшек сдвинулось на более ранние сроки на всех участках, скорее всего, из-за потепления климата. Основной результат работы заключается в выводе, что от начала к концу наблюдений количество яиц и слетков в зоне сильного загрязнения возрастало, особенно после 2010 года, когда промышленные выбросы резко сократились (рис. 3). Тем не менее репродуктивные показатели птиц вблизи завода пока не достигли контрольного уровня.

Еще один результат работы – сравнение смертности потомства на двух стадиях – насиживания яиц и выкармливания птенцов. Встречаются яйца, из которых птенцы не вылупляются: они либо имеют дефекты скорлупы, либо не оплодотворены, либо эмбрионы в них погибают. Кроме того, часть птенцов может не доживать до вылета из гнезда, например, из-за нехватки корма, плохих погодных условий или паразитов. Разделение гибели потомства по этапам гнездования позволяет выделить критические стадии в период размножения птиц. Оказалось, что смертность потомства наиболее велика в период насиживания кладок, особенно в зоне сильного загрязнения. Но за 30 лет отход яиц в гнездах мухоловки вблизи завода сократился, обеспечив увеличение выхода слетков.

Восстановление популяций птиц на территориях вокруг промышленных предприятий после прекращения их выбросов – длительный процесс, который может растянуться на многие десятилетия. Для него необходимо не только снижение собственно загрязнения, но и восстановление местообитаний, в том числе растительного покрова и беспозвоночных животных – кормовых объектов птиц.