Выявление видов растений-индикаторов антропогенной нагрузки на территории острова Ряжков Кандалакшского заповедника
|
Введение ................................................................................................................................. 2
1. Общая характеристика .......................................................................................................... 5
2. Методика исследований........................................................................................................ 8
2.1. Методика полевых исследований ................................................................................. 8
2.2. Методика камеральных исследований ......................................................................... 9
3. Физико-географическая характеристика........................................................................... 14
3.1. Геология и рельеф ......................................................................................................... 14
3.2. Климат............................................................................................................................ 18
3.3. Природные воды ........................................................................................................... 21
3.4. Почвы ............................................................................................................................. 23
3.5. Растительность .............................................................................................................. 24
3.6. Животный мир .............................................................................................................. 26
4. Источники антропогенного воздействия .......................................................................... 28
4.1. Виды антропогенных воздействий .............................................................................. 28
4.2. Ртуть в донных осадках ................................................................................................ 29
4.3. Нефтяные углеводороды (НУ)..................................................................................... 30
4.4. Тяжёлые металлы (ТМ) ................................................................................................ 32
4.5. Остальные источники воздействия ............................................................................. 33
5. Влияние природных и антропогенных факторов на формирование растительности
острова Ряжков Кандалакшского залива................................................................................... 40
6. Принципы и основы биоиндикации .................................................................................. 42
6.1. Бионидикатор и объект индикации ............................................................................. 42
6.2. Биоиндикация рекреационной и пастбищной дигрессии ......................................... 46
6.3. Биоиндикация изменения кислотности почв ............................................................. 47
6.4. Биоиндикация загрязнения биогенными элементами ............................................... 47
6.5. Биоиндикация загрязнения нефтью и нефтепродуктами .......................................... 47
7. Виды растения-индикаторы антропогенной нагрузки на острове Ряжков
Кандалакшского заповедника .................................................................................................... 49
8. Заключение........................................................................................................................... 53
9. Приложения ......................................................................................................................... 54
Список литературы .............................................................................................................. 62
1. Общая характеристика .......................................................................................................... 5
2. Методика исследований........................................................................................................ 8
2.1. Методика полевых исследований ................................................................................. 8
2.2. Методика камеральных исследований ......................................................................... 9
3. Физико-географическая характеристика........................................................................... 14
3.1. Геология и рельеф ......................................................................................................... 14
3.2. Климат............................................................................................................................ 18
3.3. Природные воды ........................................................................................................... 21
3.4. Почвы ............................................................................................................................. 23
3.5. Растительность .............................................................................................................. 24
3.6. Животный мир .............................................................................................................. 26
4. Источники антропогенного воздействия .......................................................................... 28
4.1. Виды антропогенных воздействий .............................................................................. 28
4.2. Ртуть в донных осадках ................................................................................................ 29
4.3. Нефтяные углеводороды (НУ)..................................................................................... 30
4.4. Тяжёлые металлы (ТМ) ................................................................................................ 32
4.5. Остальные источники воздействия ............................................................................. 33
5. Влияние природных и антропогенных факторов на формирование растительности
острова Ряжков Кандалакшского залива................................................................................... 40
6. Принципы и основы биоиндикации .................................................................................. 42
6.1. Бионидикатор и объект индикации ............................................................................. 42
6.2. Биоиндикация рекреационной и пастбищной дигрессии ......................................... 46
6.3. Биоиндикация изменения кислотности почв ............................................................. 47
6.4. Биоиндикация загрязнения биогенными элементами ............................................... 47
6.5. Биоиндикация загрязнения нефтью и нефтепродуктами .......................................... 47
7. Виды растения-индикаторы антропогенной нагрузки на острове Ряжков
Кандалакшского заповедника .................................................................................................... 49
8. Заключение........................................................................................................................... 53
9. Приложения ......................................................................................................................... 54
Список литературы .............................................................................................................. 62
В основу ВКР положены материалы, полученные в результате геоэкологических
исследований, проводимых на о. Ряжков с 15 по 21 июля 2020 года по запросу
Кандалакшского заповедника, что показывает заинтересованность заповедника в
выполнении этой работы. Материалы включали в себя геоэкологические описания 86
площадок с 77 видами растений, что позволяет проводить анализ данных, обоснованный
на достаточно большой выборке.
Актуальность работы подтверждается тем, что по данной тематике было
произведено немалое число работ. Кандалакшскому заповеднику была важна данная
работа, а проведение таких исследований в будущем скорее всего будет востребовано в
связи с необходимостью оценки состояния и восстанонвления природных сообществ.
Идея выделения видов-индикаторов антропогенной нагрузки уже рассматривалась в науке
уже по крайней мере 65 лет. Крупная работа была произведена Раменским и его
коллегами в 1956 году. Многие работы связаны с южными зонами степей и полупустынь,
что объясняется наличием там важных экономических районов и проблем деградации земель.
Деятельность человека неизбежно изменяет окружающую среду. Для сохранения
хотя бы части территории и иногда акватории нетронутой или минимально изменённой,
создаются Особо охраняемые природные территории (ООПТ), самыми закрытыми из
которых являются заповедники (ФЗ N 33 «Об особо охраняемых природных
территориях», ст. 2, 6 и 9). Они могут преследовать различные цели, например, охрана
мест гнездования птиц, мест произрастания редких видов растений или целых экосистем
(http://kandalaksha-reserve.ru/priroda/territoriya/). ООПТ может быть местом, где
сохранилось большое разнообразие видов, за счёт чего окружающие нарушенные земли
могут восстановить свой видовой запас.
Кандалакшский заповедник был создан с целью сохранения окружающей
природной среды, точнее – морских природно-территориальных комплексов (ПТК), как
среды обитания и размножения организмов, по большей части мест гнездовий птиц. На
рассматриваемом одном из многих островов заповедника – острове Ряжков – ведётся
охрана гнездовий обыкновенной гаги (Somateria mollissima (Linnaeus 1758)1. Гнездовья –
территории, на которых птицы устраивают гнёзда. Человеческая деятельность прямо
(несанкционированно и в меньшей степени санкционировано) и косвенно (с территорий и
акваторий, прилегающих к заповеднику) влияет на функционирование общей экосистемы
острова, в том числе на отдельные части – ПТК. ПТК острова неразрывно связаны между
собой, также, как и их компоненты – биотические и абиотические. Нарушения,
приводящие к изменению растительности литорали острова Ряжков, могут повлечь за
собой изменения сначала на ПТК литорали, а после чего и на всём острове в целом – то
есть в местах гнездования птиц (http://www.kandalaksha-reserve.ru/).
Объект исследования – остров Ряжков. Остров входит в состав Кандалакшского
природного заповедника, являясь местом гнездования многих видов птиц, в том числе
обыкновенной гаги. Это небольшой лесной остров, размерами примерно 3,5 км в длину и
1,5 км в ширину, покрытый в основном сосновым (Pinus sylvesris L. (P.
friesiana Wichura; P. lapponica Mayr)) лесом, с выходами магматических пород на
поверхность. По побережью по всему его контуру простирается каменисто-песчано-
илистый пляж, затопляемый во время приливов, которые здесь бывают дважды в сутки
(http://www.kandalaksha-reserve.ru/). Стоит упомянуть, что часто о. Ряжков пишется как «о.
Ряшков», особенно на картах. Эти названия часто взаимозаменяемые, но в кадастровых
данных, приведённых на официальном сайте заповедника, используется «о. Ряжков».
Целью работы является выявление закономерностей пространственного распределения видов растений на территориях, располагающихся в северных широтах, испытывающих антропогенную нагрузку и похожих на исследованный остров Ряжков по физико-географическим характеристикам.
Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:
1) выявить необходимую территорию для проведения работ, данные с которой можно
будет интерпретировать на наибольшее число других местностей;
2) провести анализ литературных источников;
3) провести дешифрирование снимков местности;
4) разработать или найти похожую и преобразовать методику сбора и обработки материалов;
5) собрать и проанализировать материалы;
6) выявить и дать оценку природных и антропогенных факторов, воздействующих на
состояние растительности, что включает в себя:
• построение многомерного графика зависимости встречаемости видов
растений от экологических факторов;
• анализирование графика, поиск наиболее показательных видов;
• предположение причин таких численных значений факторов;
• выявление значимых факторов, которые могут включать измеренные на
практике факторы и интерпретированные или вычисленные во время
анализа графика.
Автор работы выражает благодарность Кандалакшскому заповеднику за возможность
проведения работ на его территории, также его сотруднику и, кроме того, преподавателю
СПбГУ, Хайтову Вадиму Михайловичу за помощь и организацию работ в заповеднике, а
также Аристову Дмитрию Александровичу, преподавателю СПБГУ, за помощь в
обработке данных.
исследований, проводимых на о. Ряжков с 15 по 21 июля 2020 года по запросу
Кандалакшского заповедника, что показывает заинтересованность заповедника в
выполнении этой работы. Материалы включали в себя геоэкологические описания 86
площадок с 77 видами растений, что позволяет проводить анализ данных, обоснованный
на достаточно большой выборке.
Актуальность работы подтверждается тем, что по данной тематике было
произведено немалое число работ. Кандалакшскому заповеднику была важна данная
работа, а проведение таких исследований в будущем скорее всего будет востребовано в
связи с необходимостью оценки состояния и восстанонвления природных сообществ.
Идея выделения видов-индикаторов антропогенной нагрузки уже рассматривалась в науке
уже по крайней мере 65 лет. Крупная работа была произведена Раменским и его
коллегами в 1956 году. Многие работы связаны с южными зонами степей и полупустынь,
что объясняется наличием там важных экономических районов и проблем деградации земель.
Деятельность человека неизбежно изменяет окружающую среду. Для сохранения
хотя бы части территории и иногда акватории нетронутой или минимально изменённой,
создаются Особо охраняемые природные территории (ООПТ), самыми закрытыми из
которых являются заповедники (ФЗ N 33 «Об особо охраняемых природных
территориях», ст. 2, 6 и 9). Они могут преследовать различные цели, например, охрана
мест гнездования птиц, мест произрастания редких видов растений или целых экосистем
(http://kandalaksha-reserve.ru/priroda/territoriya/). ООПТ может быть местом, где
сохранилось большое разнообразие видов, за счёт чего окружающие нарушенные земли
могут восстановить свой видовой запас.
Кандалакшский заповедник был создан с целью сохранения окружающей
природной среды, точнее – морских природно-территориальных комплексов (ПТК), как
среды обитания и размножения организмов, по большей части мест гнездовий птиц. На
рассматриваемом одном из многих островов заповедника – острове Ряжков – ведётся
охрана гнездовий обыкновенной гаги (Somateria mollissima (Linnaeus 1758)1. Гнездовья –
территории, на которых птицы устраивают гнёзда. Человеческая деятельность прямо
(несанкционированно и в меньшей степени санкционировано) и косвенно (с территорий и
акваторий, прилегающих к заповеднику) влияет на функционирование общей экосистемы
острова, в том числе на отдельные части – ПТК. ПТК острова неразрывно связаны между
собой, также, как и их компоненты – биотические и абиотические. Нарушения,
приводящие к изменению растительности литорали острова Ряжков, могут повлечь за
собой изменения сначала на ПТК литорали, а после чего и на всём острове в целом – то
есть в местах гнездования птиц (http://www.kandalaksha-reserve.ru/).
Объект исследования – остров Ряжков. Остров входит в состав Кандалакшского
природного заповедника, являясь местом гнездования многих видов птиц, в том числе
обыкновенной гаги. Это небольшой лесной остров, размерами примерно 3,5 км в длину и
1,5 км в ширину, покрытый в основном сосновым (Pinus sylvesris L. (P.
friesiana Wichura; P. lapponica Mayr)) лесом, с выходами магматических пород на
поверхность. По побережью по всему его контуру простирается каменисто-песчано-
илистый пляж, затопляемый во время приливов, которые здесь бывают дважды в сутки
(http://www.kandalaksha-reserve.ru/). Стоит упомянуть, что часто о. Ряжков пишется как «о.
Ряшков», особенно на картах. Эти названия часто взаимозаменяемые, но в кадастровых
данных, приведённых на официальном сайте заповедника, используется «о. Ряжков».
Целью работы является выявление закономерностей пространственного распределения видов растений на территориях, располагающихся в северных широтах, испытывающих антропогенную нагрузку и похожих на исследованный остров Ряжков по физико-географическим характеристикам.
Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:
1) выявить необходимую территорию для проведения работ, данные с которой можно
будет интерпретировать на наибольшее число других местностей;
2) провести анализ литературных источников;
3) провести дешифрирование снимков местности;
4) разработать или найти похожую и преобразовать методику сбора и обработки материалов;
5) собрать и проанализировать материалы;
6) выявить и дать оценку природных и антропогенных факторов, воздействующих на
состояние растительности, что включает в себя:
• построение многомерного графика зависимости встречаемости видов
растений от экологических факторов;
• анализирование графика, поиск наиболее показательных видов;
• предположение причин таких численных значений факторов;
• выявление значимых факторов, которые могут включать измеренные на
практике факторы и интерпретированные или вычисленные во время
анализа графика.
Автор работы выражает благодарность Кандалакшскому заповеднику за возможность
проведения работ на его территории, также его сотруднику и, кроме того, преподавателю
СПбГУ, Хайтову Вадиму Михайловичу за помощь и организацию работ в заповеднике, а
также Аристову Дмитрию Александровичу, преподавателю СПБГУ, за помощь в
обработке данных.
Остров Ряжков Кандалакшского заповедника располагается в северных районах на
границе северной тайги и тундр и на берегу Белого моря, и потому имеет особенный
морской климат.
Именно исходя из этих особенностей территории можно выделить виды-
индикаторы по степени антропогенной нагрузки. Из наиболее ярких это будут такие
группы и виды индикаторов:
• Индикаторы антропогенной нагрузки (Solidago virgaurea ssp. lapponica, Galeopsis
bifidia, Festuca ovina, Rubus saxatilis, Ranunculus acris, Luzula pilosa, Veronica
longifolia);
• Индикаторы природных сообществ (Carex rariflora);
• Нейтральные индикаторы, которые в свою очередь делятся на:
o Индикаторы с низким ОПП территории (черника – Vaccinium myrtillus);
o Индикаторы, полностью безразличные к ОПП и антропогенной нагрузке
(брусника – Vaccinium vitis-idaea).
Данные, полученные на острове Ряжков, показали неплохую сходимость с
крупномасштабными исследованиями.
Важно отметить, что эти индикаторы подходят только для островов и побережий
Кандалакшского залива, на смежных территориях их показательность может быть заметно снижена.
границе северной тайги и тундр и на берегу Белого моря, и потому имеет особенный
морской климат.
Именно исходя из этих особенностей территории можно выделить виды-
индикаторы по степени антропогенной нагрузки. Из наиболее ярких это будут такие
группы и виды индикаторов:
• Индикаторы антропогенной нагрузки (Solidago virgaurea ssp. lapponica, Galeopsis
bifidia, Festuca ovina, Rubus saxatilis, Ranunculus acris, Luzula pilosa, Veronica
longifolia);
• Индикаторы природных сообществ (Carex rariflora);
• Нейтральные индикаторы, которые в свою очередь делятся на:
o Индикаторы с низким ОПП территории (черника – Vaccinium myrtillus);
o Индикаторы, полностью безразличные к ОПП и антропогенной нагрузке
(брусника – Vaccinium vitis-idaea).
Данные, полученные на острове Ряжков, показали неплохую сходимость с
крупномасштабными исследованиями.
Важно отметить, что эти индикаторы подходят только для островов и побережий
Кандалакшского залива, на смежных территориях их показательность может быть заметно снижена.
