ПОДДЕРЖАНИЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ РАЗНООБРАЗИЯ И ОБИЛИЯ ЭКТОМИКОРИЗЫ, КАК ВАЖНЫЙ ФАКТОР УСТОЙЧИВОСТИ БОРЕАЛЬНЫХ ЛЕСОВ
Никитин А.Н. (Институт леса НАН Беларуси, г.Гомель, Беларусь)
This extension note summarizes the latest research on ectomycorrhizae, including information on the role that ectomycorrhizal fungi play in forest ecosystems. The author show several helpful forest management practices that can maintain a diverse community of ectomycorrhizal fungi across the landscape.
Эктомикориза представляет собой ассоциацию между грибами и тонкими корнями большинства хозяйственно ценных древесных пород растений, произрастающих в бореальной и умеренной зоне. Микоризообразующие грибы вступают в тесную физиологическую связь с тонкими корнями многих сосудистых растений. При этом как сосудистые растения, так и грибы получают выгоду от такого сообщества. Имеющие огромную поверхность гифы грибов, улучшают снабжение древесных растений минеральными веществами и водой, и получают от деревьев взамен органические вещества для энергетических и биосинтетических потребностей.
Роль микоризы в жизни древесных растений весьма разнообразна:
1) она улучшает условия питания минеральными веществами (главным образом фосфором и азотом) и водой;
2) является барьерами для проникновения патогенных микроорганизмов и тяжелых металлов;
3) гифы грибов формируют благоприятную для корневых систем структуру почвы;
4) содействуют внутрипочвенному обмену химическими соединениями между отдельными индивидами растений;
5) видоизменяет конкурентные взаимоотношения между деревьями различных видов.
В мире известно более 5000 видов грибов, которые образуют эктомикоризу, при этом зафиксировано несколько различных типов эктомикоризы. Гифы большинства микоризообразующих грибов распространяются в подстилочном горизонте, но некоторые предпочитают верхние минеральные горизонты почвы. Известны такие виды микоризообразователей, которые поселяются в мертвой древесине и разрушают ее. Можно выделить несколько основных экологических критериев, по которым различаются микоризообразующие грибы: по способности мобилизовать различные формы питательных элементов; по скорости, с которой они поглощаю минеральные элементы; толерантностью к водному и температурному стрессу; субстрату, необходимому для их обитания; частям корневых систем, с которыми они вступают в контакт и др. Ряд микоризообразующих грибов формируют надземные плодовые тела, которые пригодны для употребления в пищу. Большинство видов древесных растений, произрастающих в бореальной зоне, формирует эктомикоризу. Только кедр и клен образуют другой тип микоризы, а у тополя и ольхи можно встретить как экто-, так и эндомикоризу.
Большинство эктомикоризообразующих грибов не могут оставаться жизнеспособными на длительное время, если не найдут растение хозяина, – с которым они вступают во взаимовыгодный контакт. Биоразнообразие грибов, образующих эктомикоризу с древесными растениями, падает быстрыми темпами при сплошнолесосечных рубках и пожарах. Восстановление естественного разнообразия этого важного компонента лесного биогеоценоза, при нарушениях лесных территорий требует не одного десятилетия. Рядом исследователей показано, что прямое и косвенное антропогенное воздействие может весьма отрицательно сказаться на развитии эктомикоризы. Вместе с тем, видовое разнообразие микоризообразующих грибов в почве важно с нескольких позиций. Среди них:
1) Различные виды микоризообразующих грибов играют неодинаковую роль в росте и развитии деревьев;
2) Для лесных насаждений разного возраста характерны свои особенности в строении и видовой структуре микоризных сообществ.
Можно выделить несколько основных способов, которые способствовали бы сохранению и повышению биологического разнообразия грибов, образующих микоризу, в лесных экосистемах. Сохранение деревьев маяков (в данном контексте – деревьев убежищ), деревьев высокого возраста и спелых и перестойных насаждений позволяет сохранить виды грибов, которые вступают во взаимодействие с корневыми системами древесных растений, достигших определенного возраста, а так же сохранить достаточный запас жизнеспособных зачатков грибов на местах сплошных рубок. Многие грибы переживают период отсутствия лесного полога, поселяясь на древесных остатках. Так как большинство грибов распространяют свои гифы в лесной подстилке, сохранение ее в ходе рубки и подготовки к лесовосстановлению будет благоприятствовать высокой представленности микоризы сразу после образования нового насаждения.
Не вызывает сомнения тот факт, что огневой фактор в значительной степени снижает резерв спор, склеротиев и гиф микоризы в почве. Рядом исследователей показано, что сокращение сроков лесовосстановления в значительной степени способствует сохранению микоризообразующих грибов. Уже через 5 лет после рубки в почве остается недостаточное, для успешного образования эктомикоризной системы, количество зачатков грибов. Значительное влияние на сохранность микоризы оказывает ширина лесосеки. Так как корни древесных растений способны распространятся в радиусе 8 – 13 м от ствола, то на таком расстоянии от стен леса поддерживается достаточный уровень разнообразия грибов. Как правило, смешение пород в насаждении, способствует поддержанию более высокого разнообразия микоризообразующих грибов. Предупреждение проникновения под полог насаждения нехарактерных травянистых и кустарниковых видов, является одним из факторов поддержания высокого биологического разнообразия нативных микоризообразующих грибов.
На наш взгляд, взаимоотношениям микоризообразующих грибов и древесных растений, роли микоризы в продуктивности и устойчивости лесных экосистем уделяется незаслуженно мало внимания. Требуются детальные исследования состояния микоризы в бореальных лесных экосистемах, лесных питомниках, изучение воздействия на это явление негативных антропогенных факторов и глобальных изменений окружающей среды. Поиск эффективных способов повышения уровня разнообразия и обилия эктомикоризообразующих грибов в лесных почвах.