РЕФЕРАТ 2
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 7
1 Обзор литературы 7
1.1 Характеристика субстрата золоотвалов 7
1.2 Особенности растительного покрова золоотвалов 11
1.3 Экологическая оценка местообитаний 11
2 Объекты и методика исследования 17
2.1 Характеристика природных условий района исследований 17
2.1.1 Физико-географические условия 17
2.1.2 Климатические условия 18
2.1.3 Характеристика почв и растительности 19
2.2 Характеристика объекта 20
2.3 Методика исследования 22
3 Результаты и их обсуждение 23
3.1 Флористический анализ растительности 23
3.1.1 Систематический анализ 23
3.1.2 Экологический анализ 26
3.1.3 Ценотический анализ 27
3.2 Доминантные виды 29
3.3 Продуктивность растительных сообществ 33
3.4 Оценка по экологическим шкалам 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЯ 47
В современных условиях усиления эксплуатации природных ресурсов все большее распространение приобретают техногенно нарушенные земли. Карьеры и отвалы являются примером существенной трансформации естественных ландшафтов и экосистем на больших территориях. Большинство промышленных ландшафтов малопригодны для жизни в связи с неблагоприятными физико-химическими свойствами субстратов, ограничивающих развитие биоты, прежде всего растительности. Техногенные почвогрунты существенно отличаются от зональных почв и представляют собой стерильный неоэкотоп, осваиваемый организмами «с нуля» [Гаджиев, 2017; Горлов, 1984; Собенин, 2017]. Решающими факторами для восстановления почвенного покрова техногенных экосистем являются климатические условия и физико-химические свойства субстрата, а также актив-ность микрофлоры, определяющей специфику и скорость биохимических процессов накопления органического вещества. На разных стадиях сукцессий на таких субстратах поселяются разные виды растения, образующие травянистые и лесные сообщества, их виды можно использовать как биоиндикаторы для характеристики условий местообитания.
Фитоиндикация - оценка состояния среды по растениям, развивается как направление научных исследований с использованием разных биоиндикаторов. На ценопопуляционном уровне индикаторами выступают различные показатели ценопопуляций, изменяющиеся в зависимости от условий среды. На уровне сообществ используются как индикаторные группы видов, так и признаки состава и структуры сообществ. Широкое распространение получила оценка условий среды с использованием метода экологических шкал [Экологические шкалы и методы анализа..., 2010].
Целью работы являлась характеристика начальных этапов формирования луговых фитоценозов на неоэкотопах отвалов и их оценка с использованием экологических шкал.
Исследования были проведены в 2017-2020 гг. на золоотвалах Верхнетагильской и Среднеуральской ГРЭС. В связи с поставленной целью были определены следующие задачи:
- составить характеристику района работ;
- изучить состав растительных сообществ, сформированных при самозарастании отвалов;
- оценить общий запас фитомассы сообществ;
- выявить доминирующие виды;
- провести оценку местообитаний с использованием экологических шкал.
В работе проанализирована луговая растительность и дана оценка неоэкотопов территорий Верхнетагильской ГРЭС и Среднеуральской ГРЭС в сравнении с зональным сообществом.
Зольный субстрат золоотвалов ВТГРЭС и СУГРЭС имеет близкие показатели содержания AI2O3, К2О, отмечается практическое отсутствие азота и различие содержания SiO2, P2O5, Fe2O3. Вероятно, субстрат повлиял на формирование ценотически близких сообществ.
Сравнение флористического состава лугов золоотвалов и фоновой территории показало, что они несколько различаются по своему составу. Флора лугов золоотвала ВТГРЭС насчитывает 67 вида травянистых растений, СУГРЭС - 20 видов, а на фоновой территории - 98 видов. Ведущими семействами на лугах золоотвала ВТГРЭС являются Asteraceae, Poaceae и Caryophyllaceae. На лугах СУГРЭС по количеству видов преобладают Poaceae и Fabaceae, а также Asteraceae. Во флоре фоновой территории присутствуют почти все семейства, находящиеся во флоре лугов золоотвалов, кроме двух семейств Euphorbiaceae и Onagraceae.
Экологический анализ флоры показал, что на лугах золоотвалов преобладают виды экологической группы мезофитов, наименее широко представлены растения влажных местообитаний (гигрофиты, гигромезофиты и мезогигрофиты). На фоновой территории преобладают также мезофиты. По ценотическому составу наиболее широко представлены луговые виды, как и на фоновой территории.
Доминантами на территории ВТГРЭС по встречаемости и запасу фитомассы являются Calamagrostis epigeios, Poa pratensis, Pimpanella saxífraga, Silene nutans. СУГРЭС - Bromopsis inermis, Calamagrostis epigeios, Poa pratensis, Dianthus deltoides, Erigeron acris, Potentilla argentea, Rumex acetosella, Stellaria graminea. На фоновой территории доминан-тами являются Alchemilla vulgaris, Anthoxanthum odoratum, Centaurea phrygia, Dactylis glomerata, Festuca pratense, Taraxacum officinalis.
Луговые сообщества золоотвалов образуют в 4 раза меньше запас живой наземной фито массы, чем в контроле - на золоотвале ВТГРЭС - 80,37±6,17 г/м2, на золоотвале СУГРЭС - 81,67±7,95 г/м2. На фоновой территории 349,81±34,38 г/м2, что соответствует данному показателю для лугов Среднего Урала. Несмотря на то, что на ВТГРЭС количество видов в 3 раза больше, чем на СУГРЭС, на общий запас фито массы это не повлияло. Сравнивая луговые сообщества золоотвалов и фоновой территории, можно отметить, что на данном этапе сукцессионного развития сообществ на золе степень восстановления продуктивности составляет около 23 %.
Оценка неоэкотопов по шкале увлажнения Л. Г. Раменского показала, что луга золоотвалов ВТГРЭС и СУГРЭС относятся к сухолуговому интервалу ступеней шкалы увлажнения. Луга фоновой территории относятся к влажнолуговому интервалу.
Оценка по шкале богатства и засоления территорий золоотвала ВТГРЭС, СУГРЭС и фоновой территории показала, что данные местообитания относятся к ступеням 10-13, т е. довольно богатые почвы.
По шкале увлажнение почв Д. Н. Цыганова неоэкотопы ВТГРЭС и СУГРЭС оцениваются как сухолесолуговые, а фоновая территория - свежелесолуговая, что не противоречит данным шкал по увлажнению Л. Г. Раменского.
По шкале солевого режима почв неоэкотопы ВТГРЭС и СУГРЭС относятся к гликосубэвтрофная экологической группе (довольно богатых почв/богатых почв), а фоновая территория к гликосемиэвтрофная экологической группе (довольно богатых почв).
По термоклиматической шкале Д. Н. Цыганова исследуемые местообитания золоотвала ВТГРЭС, золоотвала СУГРЭС и фоновой территории относятся к бореонеморальной экологической группе. По шкале континентальности климата относятся к материковой экологической группе. По омброклиматической шкале аридностигумидности к семиаридной экологической группе. По криоклиматической шкале к субкриотермная 1-я. По шкале кислотности почв местообитания относятся к субацидофильной 1-й экологической группе (слабокислые почвы (рН=5,5-6,5)).
По шкале богатства почв азотом золоотвал ВТГРЭС и фоновая территория относятся к субнитрофильной 1-й экологической группе (бедны азотом почв или недостаточно обеспеченных азотом почв). А золоотвал СУГРЭС относится к геминитрофильной 2-й экологической группе (это бедные азотом почвы).
