У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Развитие почвенно—растительного покрова на песчанык карьеран в северной тайге Западной СиБири
Количество страниц 151
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 24276.doc 
Содержание Содержание
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ... 4

Глава 1. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ И ОСОБЕННОСТИ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В СЕВЕРНОЙ

ТАЙГЕ (Литературный обзор)... 8

1.1. Сукцессия в биогеоценозах... 8

1.2. Первичная сукцессия растительности в техногенных ландшафтах ... 11

1.3. Почвообразование в техногенных ландшафтах... 18

1.4. Общая характеристика песчаных почвообразующих пород и почвообразование на песках в северной тайге... 25

Глава 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ. .. 33

2.1. Геологическое строение и рельеф... 33

2.2. Почвообразующие породы... 35

2.3. Климат... 37

2.4. Почвы... 38

2.5. Растительность... 41

Глава 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ... 46

3.1. Характеристика зарастающих карьеров в северной тайге ... 46

3.2. Методы изучения растительного покрова... 55

3.2.1. Методы изучения запасов растительного вещества... 55

3.2.2. Методы определения первичной продукции... 58

3.3. Методы изучения свойств почвенно-грунтовой толщи... 60

3

Глава 4. ФОРМИРОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА НА

ПЕСЧАНЫХ КАРЬЕРАХ В СЕВЕРНОЙ ТАЙГЕ... 62

4.1. Фитоценотическая характеристика растительности на

карьерах... 62

4.2. Динамика запасов растительного вещества на карьерах с травяным зарастанием... 73

4.3. Динамика запасов растительного вещества на карьерах с лесным зарастанием... 80

4.4. Чистая первичная продукция фитоценозов... 82

4.4. Закономерности первичной сукцессии на песчаных карьерах

в северной тайге Западной Сибири... 84

Глава 5. РАЗВИТИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НА ПЕСЧАНЫХ

КАРЬЕРАХ В СЕВЕРНОЙ ТАЙГЕ... 86

5.1. Морфология эмбриоземов... 86

5.2. Гранулометрический состав... 97

5.3. Гидротермические свойства эмбриоземов... 101

5.4. Объемный вес эмбриоземов... 109

5.5. Содержание фосфора и калия... 111

5.6. Накопление азота и органического углерода... 116

5.7. Направление почвообразования на песчаных карьерах в северной тайге Западной Сибири... 127

ВЫВОДЫ... 130

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ... 132

ПРИЛОЖЕНИЯ... 151

Введение



& ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. В настоящее время природа северной тайги Западной Сибири подвергается все большему антропогенному воздействию. Карьеры, возникающие после выемки песка для строительных целей, являются одной из часто встречаемых форм техногенного ландшафта. После выработки на карьерах начинаются процессы естественного зарастания, в ходе которого возникают фитоценозы, отличающиеся от окружающих естественных растительных сообществ. Прогноз естественного зарастания необходимо учитывать при проведении восстановительных работ на нарушенных ландшафтах севера [Капелькина, 1997; Месяц, Кириллова, 1997]. Восстановление растительности обусловливает развитие почвенных процессов. Изучение восстановления почвенного покрова в ходе

** первичной сукцессии важно, поскольку знание закономерностей почвооб-

разования в техногенных ландшафтах северной тайги позволяет разрабатывать способы рекультивации нарушенных земель. Также, как отмечают многие исследователи, техногенный ландшафт, на котором идут процессы первичной сукцессии, - это идеальная модель для исследования скорости и направления почвообразующих процессов, стадий сукцессии, влияния на почвообразование сукцессии и биологической продуктивности [Махонина, 1974; Гумусообразование..., 1986; Основы использования..., 1989].

Восстановлению экосистем в техногенных ландшафтах северной тайги Западной Сибири посвящено мало работ, объем знаний по данному вопросу незначителен. Имеющиеся данные касаются в основном состава и структуры растительного компонента биогеоценозов первично зарастающих техногенных субстратов. Сведения о запасах растительного вещества, продукции, начальном почвообразовании и характере биологического круговорота при первичной сукцессии на севере в литературе минимальны. В

/N конце 80-х годов XX века была сформулирована основная задача исследо-

ваний в Сибири в области рекультивации земель, нарушенных промыш-

5

™ ленностью - разработка теории и технологии биологической рекультива-

ции. Одним из ключевых исследований в рамках этой задачи было изучение организации, функционирования и эволюции техногенных ландшафтов и биогеоценозов и процессов формирования почв [Биологические ресурсы Сибири, 1988]. В связи с этим нами проводилось изучение развития растительного покрова и почвы на карьерах в северной тайге, что представляет собой практический и теоретический интерес и является актуальной проблемой экологии и почвоведения.

Цель исследований. Изучить направление сукцессии, продуктивность растительных сукцессионных сообществ и некоторые черты инициального почвообразования на карьерах в северной тайге Западной Сибири. Задачи исследований:

1. Изучить начальные стадии сукцессии растительности при зарастании карьеров разного возраста.

2. Определить продуктивность растительного компонента экосистем карьеров и ее изменение в течение сукцессии.

3. Установить факторы, влияющие на характер зарастания.

4. Выявить физико-химические параметры молодых почв карьеров.

5. Установить ведущие почвенные процессы и направление почвообразования на карьерах.

Научная новизна. Впервые для зарастающих карьеров северной тайги Западной Сибири определены запасы надземной и подземной фито-массы и чистая первичная продукция (надземная и подземная) травяных фитоценозов на различных стадиях сукцессии. Новым для подзоны северной тайги является определение запасов надземной фитомассы и корней в древостоях при лесном зарастании карьеров, а также определение годового прироста и надземной продукции деревьев. К научной новизне относится оценка накопления органического углерода и элементов питания (N, Р, К) .# в молодых почвах карьеров. Высказана гипотеза о направлении почвообра-

зования при первичной сукцессии в северной тайге Западной Сибири.

6

'* Личный вклад. Все образцы (растительные и почвенные) отбира-

лись самим автором в течение трех полевых сезонов. В лабораторных условиях автором проводилась обработка всех растительных образцов, которая заключалась в разделении фитомассы на фракции в соответствии с видовой принадлежностью, возрастом и выполняемыми функциями. Автором проводилось определение температуры, влажности и полной влагоем-кости почвы. Определение содержания органического углерода, элементов питания и гранулометрический состав почвенных образцов проводились в лаборатории географии и генезиса почв и лаборатории агрохимии ИПА СО РАН с предварительной подготовкой образцов для анализа автором. Полученные материалы анализировались и обобщались лично автором.

Теоретическая значимость. Выявлены особенности формирования фитоценозов и особенности начальных этапов почвообразования в карьер-ных выработках в северной тайге Западной Сибири. Описаны стадии сукцессии зарастания карьеров и показана роль антропогенного фактора в развитии сукцессии. Полученные результаты вносят вклад в теорию биологического круговорота. В зависимости от типа зарастания, ведущими почвенными процессами являются дерновый при травяном зарастании и альфегумусовый при зарастании сосной.

Практическая значимость. Травяное зарастание карьерных выработок идет достаточно активно, внесение торфа на поверхность карьеров не увеличивает скорость сукцессии. Было показано, что на карьерах, использовавшихся под складирование отходов, развиваются высокопродуктивные мезофитные луга, где растения используют питательные элементы, находящиеся в мусоре. Поэтому для более интенсивного травяного зарастания можно в течение некоторого времени использовать карьеры под свалку нетоксичного бытового мусора, после чего засыпать слоем песка и оставлять для естественного зарастания. Восстановление растительности и

<Ф почвообразование на карьерах с сосновым древостоем идет медленно и

требует разработки комплекса мер по улучшению лесовозобновления.

7

* Защищаемые положения.

Первые стадии сукцессии зависят от глубины залегания грунтовых вод. При близком залегании грунтовых вод на начальных этапах развивается травянистая растительность, при глубоком - лесная.

Чистая первичная продукция на карьерах при травяном зарастании и при зарастании березой достигает зональных величин, при зарастании сосной - ниже зональных величин.

В зависимости от типа зарастания, ведущими почвенными процессами являются дерновый при травяном зарастании и альфегумусовый при зарастании сосной.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийской конференции "Проблемы региональной экологии" (Томск, 2000 г.), IV Всероссийской конференции "Проблемы эволюции почв" (Пу-щино, 2001 г.), Международном полевом симпозиуме "Торфяники Западной Сибири: прошлое и настоящее" (Ноябрьск, 2001 г.), на конференции молодых ученых " Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты" (Екатеринбург, 2004), а также на лабораторных семинарах в Институте почвоведения и агрохимии СО РАН.

Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано четыре статьи, в том числе две — в рецензируемом журнале "Вестник Томского университета", а также трое тезисов докладов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и приложений. Она изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 14 рисунков, 18 фотографий и приложения, включающие 7-таблиц. Библиографический список использованной литературы включает 176 источников, из них 7 на иностранных языках.

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность руководителю этой работы д.б.н., проф. А.А. Титляновой и сердечную при-(if- знательность сотрудникам лаборатории и коллегам по работе за ценные

советы и замечания, которые помогли автору при подготовке диссертации.

8

№ Глава 1. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО

ПОКРОВА В ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ И ОСОБЕННОСТИ

ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В СЕВЕРНОЙ ТАЙГЕ

(Литературный обзор)

1.1. Сукцессия в биогеоценозах

Сукцессия - это необратимое и направленное изменение отдельных компонентов, всей экосистемы и биоценотических процессов во времени [Одум, 1986; Работнов, 1992]. Сукцессия может быть развернута как континуум в пространстве вдоль градиентов среды [Миркин, Наумова, 1998]. Смена фитоценозов в пространстве вдоль градиента влажности формирует катену, которая отражает различные стадии сукцессии [Мордкович, Шато-хина, Титлянова, 1985]. Причиной сукцессии является изменение среды под действием внешних и внутренних факторов [Шенников, 1964]. Сукцессия характеризуется направленностью, стадийностью, скоростью и продолжительностью, изменением структуры сообщества, соотношением автохтонных и аллохтонных процессов и др. [Тишков, 1994].

Сукцессии бывают первичными (при заселении растительностью субстратов, лишенных почвы) и вторичными (при возобновлении нарушенного растительного покрова на сохранившейся почве). Первичная сукцессия происходит различно на скальных и рыхлых породах. На рыхлых породах на начальной стадии обычно отсутствует развитие мохово-лишайникового покрова, но поселяются водоросли, которые способствуют накоплению органического вещества и азота [Одум, 1996; Работнов, 1992].

В ходе первичной сукцессии происходит смена стадий развития фитоценоза. Работами А.Г. Воронова [1973] было показано, что на первой стадии возникает пионерная группировка, которая сменяется простой группировкой, когда фитоценоз состоит из групп растений, являющихся ф, потомками единичных экземпляров. Для продвинутой стадии характерна

сложная группировка многовидового состава. На данной стадии видовой

9

v состав не постоянен, сообщество не замкнуто. На конечной стадии возни-

кает замкнутый фитоценоз, в который другие виды не проникают. Сложный фитоценоз характеризуется многоярусностью и большим числом видов. Такая последовательность не обязательна, некоторые стадии могут выпадать, что определяет разный путь формирования фитоценозов.

В таежной зоне число стадий составляет 5-6, на первых стадиях всегда поселяется травянистая растительность, сложенная видами, отсутствующими в климаксовом сообществе, после чего коренные леса восстанавливаются либо сразу, либо через стадию производных лесов. В тайге направление сукцессии определяется характером субстрата, мерзлотными процессами и рельефом [Тыртиков, 1974; Тишков, 1994; 1996].

Дж. Коннел и Р. Слейтер выделяют четыре модели механизма сукцес-

, сии [цит. по: Сукцессии и биологический..., 1993; Миркин, Наумова, 1998]:

W

1. Модель облегчения (благоприятствования) - на открытом пространстве

поселяются только определенные виды, которые изменяют среду таким образом, что способствуют поселению других видов.

2. Модель толерантности - поселяются разные виды, в ходе сукцессии условия среды ухудшаются, и выживают наиболее приспособленные к неблагоприятным условиям виды.

3. Модель ингибирования - ранние колонисты препятствуют поселению других видов, смена доминирующих видов происходит при изменении условий среды.

4. Модель нейтральности - популяционный процесс смены видов с разными жизненными циклами и эколого-фитоценотическими стратегиями.

Биологический круговорот является концептуальной и количественной основой моделей сукцессии [Логофет, 1999], так как наряду с изменением видового состава растительности в ходе сукцессии изменяются компоненты растительного вещества и его структура [Титлянова, Тесаржова, Ф 1991; Сукцессии и биологический..., 1993; Миронычева-Токарева, 1998].

Биологический круговорот характеризуется определенным режимом, то

10

есть видом изменения параметров биологического круговорота во времени [Ляпунов, Титлянова, 1974; Титлянова, Тесаржова, 1991]. Согласно данной концепции, разработанной А.А. Ляпуновым и А.А. Титляновой [1974], при стационарном режиме интенсивности всех процессов и запасы вещества во всех блоках биологического круговорота остаются постоянными в течение длительного времени. Однако, в реальных климаксовых биогеоценозах данные параметры флуктуируют под воздействием меняющихся факторов внешней среды, и только средние значения параметров в многолетнем разрезе остаются постоянными. Такой режим называется периодическим. В ходе сукцессии биологический круговорот характеризуется переходным режимом, когда с течением времени изменяются интенсивности процессов и запасы вещества в блоках. В ходе первичной сукцессии при зарастании отвалов формируется переходный режим с накоплением, при этом на разных позициях катены продвижение к терминальной стадии происходит с разной скоростью. Под терминальной стадией сукцессии понимается заключительная стадия в развитии биогеоценоза, приводящая к возникновению климаксового сообщества. Переходный режим при первичной сукцессии сопровождается быстрым накоплением углерода вначале в растительном, а затем в почвенном органическом веществе [Титлянова, Тесаржова, 1991]. А.А. Титляновой [Титлянова, Тесаржова, 1991; Сукцессии и биологический..., 1993] выделяются четыре фазы в развитии биологического круговорота при переходном режиме в ходе сукцессии:

1. Чистая первичная продукция возрастает до терминального уровня, накопление почвенного органического вещества незначительно, накопление углерода 75-290 г/м2 в год, продолжительность фазы 5-25 лет.

2. Запас компонентов растительного вещества начинают приближаться к зональному уровню, быстро накапливается почвенное органическое веще-ство, накопление углерода 75-180 г/м в год, продолжительность фазы при первичной сукцессии 20-50 лет.

11

3. Все компоненты, кроме гумуса, находятся на стационарном уровне, органическое вещество почвы продолжает накапливаться до уровня зональ-ных экосистем, накопление углерода около 2 г/м в год, продолжительность фазы 70-250 лет.

4. Формирование полного почвенного профиля, продолжительность от сотен до тысяч лет; в лесных почвах происходит более быстрое формирование гумусового профиля в связи с его фульватным составом и активным передвижением органических кислот с фильтрующимися водами.

1.2. Первичная сукцессия растительности в техногенных ландшафтах

В ходе изучения первичной сукцессии в техногенных ландшафтах Кузбасса в степной, лесостепной и горно-таежной зонах были выделены группировки растительности, соответствующие стадиям зарастания А.Г. Воронова [1973]: пионерная, простая, сложная [Экология и рекультивация..., 1992]. На стадии пионерной группировки появляются представители семейства сложноцветных, маревых, крестоцветных и др., относящиеся обычно к однолетним, анемохорным, сегетальным и рудеральным видам. Общее проективное покрытие растительности (ОНИ) около 10-12 %. В степной и лесостепной зонах на стадии простой группировки доминируют корнеотпрысковые, корневищные и глубоко-стержнекорневые виды, способные образовывать с азотофиксирующими микроорганизмами симбиотические связи. Время формирования данной группировки отмечено на 3-4-й год, ОПП составляет 35-50 %. В сложных группировках начинают доминировать рыхлокустовые злаки, бобовые исчезают. Сложные разнотравно-злаковые группировки возникают на 6-8-й год в лесостепной зоне и на 10-12-й год в степной зоне. Стадия перехода к замкнутому фитоценозу начинается через 11-15 лет [Экология и рекультивация..., 1992]. На стадии замкнутого фитоценоза в флористическом составе преобладают сложноцветные и злаки, относящиеся к мезофи-

12

W там, а также ксеромезофитам [Шилова, 1974]. По характеру подземных ор-

ганов преобладают стержнекорневые, иногда - длиннокорневищные виды [Щербатенко, Кандрашин, 1977]. В горно-таежной зоне на первой стадии появляются проростки березы и ивы. На второй стадии на 7-8-й год зарастания под пологом березы поселяются мхи, из которых доминирует мох Шребера. В древесных насаждениях травянистый покров развит слабо. В возрасте 18-21 года под пологом осиново-березового леса начинает развиваться таежная растительность [Экология и рекультивация..., 1992].

Первичная сукцессия на отвалах КАТЭКа идет по модели ингибиро-вания несмотря на улучшение среды - формирование почвы. Это связано с тем, что терминальные виды, будущие доминанты, присутствуют уже на ранних стадиях сукцессии и постепенно занимают место пионерных видов. Выпадение пионерных видов из состава фитоценоза происходит как по внешним причинам, так и в связи с закономерностями их развития [Сукцессии и биологический..., 1993].

Скорость первичной сукцессии в техногенных ландшафтах замедляется с течением времени и при движении с юга на север. В ходе этого процесса увеличивается замкнутость, видовое разнообразие, формируется ярусность [Экология и рекультивация..., 1992; Миронычева-Токарева, 1998]. Скорость сукцессии зависит от экспозиции и крутизны склонов. На 25-летнем отвале в лесостепи на крутых склонах развитие фитоценоза задерживается на стадии пионерной группировки. На пологих склонах и на плоских участках возникают сложные луговые или лесные группировки. Наиболее заросшими являются южные и восточные склоны [Шилова, 1974; Клевенская, Таранов, Трофимов и др., 1985]. Растительный покров мозаичен, что обусловлено неоднородностью среды, взаимным влиянием растений и деятельностью человека [Таранов, Фаткулин, Родынюк, 1979].

Общее проективное покрытие растительности в техногенных ланд-

ift' шафтах значительно различается в зависимости от условий произрастания.

Так, в лесостепной зоне на спланированных отвалах ОПП достигает

13 .А V" 50-60 % на второй год зарастания [Щербатенко, Кандрашин, 1977], на не-

спланированных отвалах - 50 % через шесть лет зарастания [Махонина, 1979], а в южной тайге через 10-15 лет составляет около 20-25 % [Баран-ник, Кандрашин, 1979]. Обогащение грунтов калием и фосфором определяет увеличение ОПП растительности в два раза по сравнению с необога-щенными грунтами [Моторина, Ижевская, 1967]. Чем хуже условия влаго-обеспеченности, тем медленнее идет зарастание [Моторина, Ижевская, 1967; Щербатенко, Шушуева, 1974]. Недостаток увлажнения стимулирует развитие корней, особенно на песках [Ижевская, 1974].

Данные, полученные разными авторами для запасов растительного вещества в техногенных ландшафтах, значительно различаются, поскольку зарастание растительностью зависит от многих факторов: гранулометрического состава почвообразующих пород, запасов элементов питания, усло-вии увлажнения, экспозиции и крутизны склона, биологии доминирующих видов и т.д. Так, в лесостепной зоне на отвалах, сложенных алевролитами, . аргиллитами, лессовидными суглинками и супесями, запас биомассы возрастает от 0,9 т/га в первые несколько лет зарастания до 19,8 т/га через 11-15 лет [Экология и рекультивация..., 1992]. В этой же зоне на песках при зарастании гидроотвала в условиях хорошего увлажнения запас надземной фитомассы увеличивается от 0,6 т/га в первый год зарастания до 1,1 т/га через 10 лет, запас корней повышается соответственно от 0,2 до 0,6 т/га [рассчитано по данным: Щербатенко, Шушуева, 1974]. На сухих песках время прохождения сукцессии увеличивается в два раза [Денисик, 1984]. На песках отмечено наименьшее число видов растений при их высокой мозаичности [Федотов, 1984]. Запас подстилки при зарастании отвалов в лесостепи составил 3,9-4,3 т/га, что выше, чем в окружающих ненарушенных биогеоценозах [Таранов, Фаткулин, Родынюк, 1979].

Изучение биологического круговорота в ходе сукцессии в техноген-

(д' пых ландшафтах (на отвалах КАТЭКа) показало, что в ходе первичной

сукцессии продвижение к терминальной стадии экосистем различных по-

14 зиции катены, а также различных компонентов растительного вещества происходит с разной скоростью [Титлянова, Тесаржова, 1991; Сукцессии и биологический..., 1993]. Так, по данным Н.П. Миронычевой-Токаревой [1998], зеленая фитомасса и надземная мортмасса выходят на зональный уровень через 8-9 лет зарастания, а запасы фракций подземного растительного вещества достигают зонального уровня через 26-28 лет и только на элювиальной позиции катены. При движении от элювиальной к аккумулятивной позиции увеличиваются запасы живых корней и уменьшается фитомасса остальных фракций. Структура растительного вещества изменяется в пользу преобладания подземной фитомассы над надземной и живой над мертвой. Ход первичной сукцессии на отвалах зависит от положения на катене. Через семь лет зарастания на элювиальной и транзитной позициях доминируют мезофитные и мезогигрофитные сорные виды, а на наи-более богатой по видовому составу аккумулятивной позиции - лесолуговые и лугово-болотные виды. Через 25 лет зарастания на каждой позиции формируется специфичный фитоценоз [Миронычева-Токарева, 1998].

В северной тайге Западной Сибири одной из часто встречаемых форм техногенного ландшафта являются карьеры, возникшие в результате выработки песка для строительных целей. Зарастание песчаных карьеров севера является первичной сукцессией [Шилова, 1977; Хитун, Ребристая, 1997; Сумина, 1997], так как в ходе их выработки почвенный слой удаляется, и растения заселяют обнажившуюся материнскую породу.

Исследователи отмечают, что ведущими семействами при травяном зарастании техногенных ландшафтов севера являются злаки и сложноцветные, большая роль принадлежит также осокам, осоковидным и разнотравью [Сумина, Яцкевич, 1990а; Груздев, Мартыненко, 1994]. На карьерах севера Западной Сибири повсеместно встречались представители семейств Poaceae, Asteraceae, Salicaceae, Cyperaceae, Juncaceae, Polygonaceae, (j? Onagraceae, Empetraceae, Eqiusetaceae [Сумина, 1997]. В составе расти-

тельности велика доля видов с единичной встречаемостью, что определяет

15

специфичный видовой состав для каждого карьера [Сумина, Яцкевич, 1990а, б]. По данным разных авторов число видов сосудистых растений в одном карьере от 12 до 93, ОПП от 1 % до 90 %. Значительная доля принадлежит малолетникам [Груздев, Мартыненко, 1994; Миронова, 1994].

И.И. Шилова [1977] выделяет четыре стадии первичной сукцессии на песках в северной и средней тайге Западной Сибири:

1. Стадия единичных травянистых растений-пионеров, а также проростки сосны и березы, и экотопических группировок в первые 1-2 года; ОПП 1-5 %, сорные составляют около 47 %.

2. Образование открытых фитоценозов на 3-4-й год, ОПП 30 %, доминируют Calamagrostis epigeios, Chamerion angustifolium, Equisetum arvense и др.

3. Формирование сомкнутых фитоценозов на 5-8-й год, ОПП 50 %.

4. Формирование замкнутых фитоценозов зонального типа на 9-12-й год, ОПП 80-90 % с доминированием сосны или березы.

В карьерно-отвальных комплексах Якутии в первые пять лет зарастания встречаются единичные виды сорных растений, причем ОПП на южных склонах выше, чем на северных. На последующих стадиях на повышениях поселяются злаки и бобовые, при этом в северной тайге высока роль злаков, а в средней - бобовых. В понижениях развивается осоково-пушицевый фитоценоз [Миронова, 1994, 2000]. На полуострове Ямал техногенные экосистемы могут оставаться лишенными растительности в течение первых четырех лет, и только к 10-20-ти годам формируются осоко-во-злаковые и разнотравно-злаково-осоковые группировки с ОПП 40-70 % [Магомедова, Морозова, 1997].

В ходе первичной сукцессии на отвалах и карьерах Якутии происходит смена следующих механизмов сукцессии: механизм нейтральности на инициальных стадиях, когда между растениями нет конкуренции, сменяется механизмом облегчения в условиях улучшения условий среды под воз- действием злаковых и бобовых растений, а затем механизмом толерантности на самых поздних стадиях [Миркин, Наумова, 1998; Миронова, 2000].

16

Проективное покрытие растительности в техногенных ландшафтах севера прямо зависит от влагозапаса в почве [Васильевская, Григорьев, 2002]. Недостаток увлажнения создает неблагоприятные условия для восстановления растительности здесь [Хитун, Ребристая, 1994; Магомедова, Морозова, 1997; Сумина, 1997]. Зависимость зарастания от увлажнения и положения в рельефе характеризуется следующим образом: на вершине холмов ОПП 2-7 %, в нижней части склонов - 20-30 %, в обильно-обводненных местообитаниях - 40-50 % и до 90 % [Смирнов, Марахтанов, Ливеровская и др., 1980; Хитун, Ребристая, 1994]. По данным Н.Г. Москаленко и Ю.Л. Шур [1980] на севере Западной Сибири в случае уничтожения болотного фитоценоза при строительстве линейных сооружений в условиях избыточного увлажнения на третий год зарастания складываются растительные группировки с участием пушиц, осок, вейника, морошки и политриховых мхов с ОПП 40-60 %, на пятый год появляются сфагновые мхи, ОПП 80-100 %, через 20 лет растительный покров болота полностью восстанавливается. В случае уничтожения почвенно-растительного покрова на дренированных залесенных участках на пятый год зарастания появляются политрихово-вейниковые группировки с ОПП 30 %, восстановление растительности тормозится из-за недостаточного увлажнения и подверженности действию ветров [Москаленко, Шур, 1980]. На хорошо дренированных песках первичная сукцессия приводит к формированию сосняка, а на песках в поймах рек - к формированию травянистых фитоцено-зов [Шилова, 1977]. Кроме условий увлажнения, естественное зарастание песков зависит от рельефа, характера окружающей растительности, площади обнажений, механического состава грунтов, их подвижности, залеживания снега [Шилова, 1977; Миронова, 1994; Сумина, 1997].

Данные по запасам растительного вещества в техногенных ландшафтах севера Западной Сибири практически отсутствуют. Для подземной фи- томассы было показано, что основная масса корней в дренированных техногенных местообитаниях сосредоточена в верхних 10 см грунта: в слое

17

0-10 см 611-667 г/м2сух. вещ., в слое 10-20 см 333-500 г/м2, в слое 20-30 см около 220 г/м2 [рассчитано по данным: Виталь, 1980]. В.Д. Васильевской и В.Я. Григорьевым [2002] установлено, что в тундре в ходе вторичной сукцессии, когда возникает стадия злакового сообщества (так же, как при первичной сукцессии), надземная биомасса злакового фитоценоза превышает биомассу зональных фитоценозов, а при смене злакового сообщества на коренное надземная биомасса уменьшается. Эта смена происходит в возрасте 40-50 лет и связана с изменением некоторых почвенных параметров.

При лесном зарастании техногенных ландшафтов в северной тайге образуется сосновый или березовый древостой. Поселение этих пород обусловлено следующими эколого-биологическими свойствами.

Сосна обыкновенная светолюбива, неприхотлива, обладает пластичной корневой системой, способной адаптироваться к разным почвенным условиям. При недостатке элементов питания и влаги сосна развивает мощную корневую систему [Щербатенко, Кандрашин, 1977; Внуков, 1997] без значительного увеличения надземной части [Баранник, 1977]. На дражных отвалах Урала лесовозобновление длится около 20 лет, после чего начинается формирование лесных биоценозов. Сосновый древостой характеризуется разновозрастностью и разновысотностью [Прокопьев, Коршунова, Разин, 1974]. Поселение древесной растительности приурочено к микропонижениям [Щербатенко, Кандрашин, 1977]. Зарастание отвалов южной тайги сосной сопровождается поселением травянистой растительности, представленной злаками и бобовыми [Махонина, 1979].

Береза пониклая морозоустойчива, неприхотлива к эдафическим факторам, имеет глубоко проникающую, сильно разветвленную корневую систему. Она более требовательна к увлажнению, чем сосна. Береза пушистая отличается большей морозоустойчивостью, теневыносливостью и более требовательна к увлажнению [Баранник, 1977].
Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 24276.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.