Введение к работе
Актуальность темы. Добыча полезных ископаемых является одним из наиболее катастрофичных воздействий хозяйственной деятельности человека на таежные экосистемы, в результате которого практически полностью уничтожаются естественные сообщества, изменяется рельеф, водный режим рядом расположенных территорий, образуются новые, не свойственные территории субстраты.
Исследования карьеров и отвалов имеют большую практическую значимость с точки зрения разработки рекомендаций по восстановлению исходной растительности или использованию нарушенных территорий в хозяйственных целях. Проблема восстановления растительности техногенных ландшафтов стоит особенно остро для северных регионов, где процессы идут относительно медленно. В Республике Карелия, карьеры и отвалы занимают около 1% земель (Государственный доклад..., 2011), но объемы добычи строительных материалов с каждым годом возрастают.
Фитоценозы техногенных ландшафтов являются хорошим модельным объектом для исследования структуры и динамики фитоценозов. В условиях формирования растительности на свободном субстрате можно получить ценный материал для выявления механизмов развития растительных сообществ. Можно проследить все этапы сукцессии, от момента заселения пионерными видами до образования устойчивого лесного фитоценоза, выявить смены одних сообществ другими и причины их вызывающие.
С целью исследовать закономерности формирования растительности на техногенных субстратах решались следующие задачи:
1. Выявить разнообразие растительных группировок, сложившихся при зарастании песчано-гравийных карьеров и отвалов пустой породы Костомукшского ГОКа (КГОК).
2. Изучить структуру растительных сообществ, формирующихся в песчано-гравийных карьерах Карелии и на отвалах пустой породы КГОКа.
3. Выявить основные факторы, определяющие развитие растительных сообществ нарушенных территорий.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные сведения вносят определенный вклад в исследование закономерностей формирования растительных сообществ на голом (техногенном) субстрате. Факторы, определяющие процессы формирования структуры растительного сообщества, на начальных стадиях первичных сукцессий четко проявляются, что позволяет делать теоретические обобщения по динамике растительности. Материалы по видовому составу растительных сообществ карьеров и отвалов, формированию лесных сообществ могут быть использованы для разработки рекомендаций по рекультивации техногенных земель в таежной зоне.
Научная новизна. Работы, посвященные исследованию зарастания техногенных земель на территории Карелии, касались вопросов почвообразования и лесной рекультивации отвалов вскрышных пород железорудного месторождения ОАО «Карельский окатыш» КГОК, а также песчано-гравийных карьеров (Отчет…, 1980, 1993; Федорец и др., 1998; Начальные стадии…, 1999) и содержат некоторые данные по видовому составу сосудистых растений и древесной растительности. Исследуются переувлажненные нарушенные местообитания (Канцерова, 2010; Канцерова, Кузнецов, 2012). О развитии растительного покрова, характере распределения и взаимодействии напочвенного покрова с развивающимся древесным ярусом на нарушенных территориях имеются лишь отрывочные данные (Отчет..., 1980, 1993). Таким образом, до настоящего времени механизмы формирования растительных сообществ в условиях карьеров по добыче стройматериалов на территории Карелии специально не изучались. В диссертации приводятся результаты комплексных исследований с привлечением материалов предыдущих работ, содержащих данные по составу и обилию отдельных карьеров и схемы опытов по восстановлению растительности на отвалах КГОКа.
Апробация работы. Материалы диссертации представлялись на Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы Северных регионов и пути их решения» (г. Апатиты, 14–16 октября 2008), XVI международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «ЛОМОНОСОВ» (г. Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 13–18 апреля 2009 г.), Международной научно-практической конференции «Сохранение биологического разнообразия наземных и морских экосистем в условиях высоких широт» (г. Мурманск, 13–15 апреля 2009 г.), Всероссийской конференции «Биологическое разнообразие северных экосистем в условиях изменяющегося климата» (г. Апатиты, 10–12 июня 2009 г.), Всероссийской конференции «Растительность Восточной Европы» (г. Брянск 19–21 октября 2009 г.), Всероссийской научной конференции «Лесные ресурсы таежной зоны России: проблемы лесопользования и лесовосстановления» (г. Петрозаводск, 30 сентября – 3 октября 2009 г.), Всероссийской конференции «Развитие геоботаники: история и современность» (г. Санкт Петербург, 31 января – 2 февраля 2011 г.), Международной конференции «Костомукша – вчера, сегодня, завтра: современные экологические проблемы и пути их решения» (Костомукша, 21–22 сентября 2011 г.), Всероссийской научной конференции с международным участием «Отечественная геоботаника: основные вехи и перспективы» (г. Санкт-Петербург, 20–24 сентября 2011 г.), Всероссийской с международным участием научной конференции «Почвы России: современное состояние, перспективы изучения и использования» (Петрозаводск, 13–17 августа 2012 г.), IV всероссийской школе–конференции «Актуальные проблемы геоботаники» (Уфа 1–7 октября 2012 г.).
Материалы диссертационных исследований использованы в работах по проектам РФФИ «Динамика видовой структуры, распределение и типология производных лесов Восточной Фенноскандии» (2006–2008), а также программ Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов» и отделения биологических наук РАН «Биологические ресурсы России: динамика в условиях глобальных климатических и антропогенных воздействий» (2012–2014), при выполнении бюджетной темы Института леса КарНЦ РАН «Восстановление лесов на северо-западе таежной зоны: экологические и генетические основы» (2008–2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 1 монография (в соавторстве), 4 статьи в журналах из списка ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, шести глав, выводов, и приложения, а также списка литературы, включающего 260 наименований. Работа изложена на 176 страницах текста и содержит 23 таблицы и 57 рисунков.
