Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Хотеев Вячеслав Владимирович

Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области
<
Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Хотеев Вячеслав Владимирович. Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.16.- Тюмень, 2003.- 182 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-3/1029-1

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор литературы 7

1.1. Природные и техногенные ландшафты и их трансформация 7

1.2. Развитие фитоценозов на техногенных ландшафтах 13

1.3. Взаимодействие нефти с окружающей средой, механизмы и этапы её разложения 18

1.4. Воздействие нефти на растения 24

1.5. Рекультивация нефтезагрязнённых земель 27

2. Физико-географическая характеристика районов исследования 34

3. Материал и методы исследования 38

4. Результаты исследований 44

4.1. Флора нефтезагрязнённых территорий с различными почвенно-климатическими условиями 44

4.1.1. Соотношение семейств как показатель состояния сообщества 47

4.1.2. Сходство растительности полигона и окружающих сообществ 52

4.1.3. Анализ соотношения видов, относящихся к разным экологическим группам 54

4.1.4. Видовое разнообразие 56

4.1.5. Влияние почвенно-климатических условий на развитие растительности 60

4.1.6. Построение хроноклинов на основе данных о встречаемости видов растений 67

4.2. Проективное покрытие, участие отдельных видов на начальной стадии развития сообщества 79

4.2.1. Проективное покрытие 79

4.2.2. Варьирование общего проективного покрытия и среднего количества видов на учётной площадке 84

4.3. Воздушно-сухая надземная фитомасса 85

Выводы 89

Список литературы 91

Приложения 106

Введение к работе

В условиях ускоренного развития промышленного производства одними из основных и наиболее важных аспектов являются охрана и воспроизводство природных ресурсов, подвергающихся интенсивному антропогенному воздействию. Деятельность человека на поверхности земли приобрела масштабы геологических процессов (Экология ..., 1997; Чижов, 1998). Прогрессивное развитие нефтегазового комплекса Тюменской области в последнее время вовлекло в хозяйственную деятельность огромные пространства естественных ландшафтов (Соромо-тин, 2000). По имеющимся данным (Экологическое состояние ..., 2002} площадь нарушенных земель в Тюменской области на начало 2002 г составила 173,1 тыс. га. Одной из главных причин нарушения является загрязнение нефтепродуктами. В связи с поликомпонентным составом нефти воздействие на наземные экосистемы зависит как от почвенных так и физико-географических условий.

Во многих регионах разработаны и применяются на практике комплексы рекультивационных мероприятий. Они чаще всего позволяют создавать биоценозы на нарушенных ландшафтах, но, как правило, эти сообщества отличаются от исходных видовым составом, биомассой, круговоротом веществ и энергии, устойчивостью к факторам среды.

Степень развития и состав растительного покрова сравнительно легко поддаются изучению и являются достаточно четкими показателями состояния биогеоценоза (Экологические основы..., 1985).

Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы являлось изучение процесса формирования растительности на неф-тезагрязнённых территориях в зависимости от восстановительных мероприятий и почвенно-климатических условий.

Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи: изучить растительность (видовой состав, проективное покрытие, экологические группы, фитомасса) территорий, подвергшихся нефтяному загрязнению в южной подтайге и северной тайге Тюменской области; выявить особенности формирования фитоценозов после загрязнения нефтяными углеводородами по динамике видового состава, проективного покрытия, участия рудеральных видов и экологических групп растений; выяснить влияние антропогенного воздействия на динамику восстановления растительных сообществ; сравнить эффективность проведённых рекультивационных работ на нефтезагрязненной территории в южной подтайге Тюменской области.

Научная новизна. В условиях южной подтайги и северной тайги Тюменской области впервые проведён анализ изменений, происходящих при развитии растительности на нефтезагрязнённых территориях. Получены качественно новые данные о характере восстановления нарушенных участков по видовому составу растений, проективному покрытию и динамике этих показателей.

Для характеристики устойчивости и скорости восстановления растительных сообществ в различных почвенно-климатических зонах определены; количество видов, проективное покрытие, фитомасса. коэффициент Жаккара. Установлена зависимость этих показателей от антропогенного воздействия и способов рекультивации.

По результатам обследования Суторминского месторождения установлен характер воздействия нефти в зависимости от концентрации, почвенно-климатических условий, типа увлажнения; определена площадь нефтезагрязнения.

Положение, выносимое на защиту:

Применение ряда показателей (видовой состав растений, проективное покрытие, коэффициент Жаккара, фитомасса) эффективно для характеристики формирования растительности на нефтезагрязненных территориях. Сравнение участков подвергнутых разным способам рекультивации показало нецелесообразность проведения полного комплекса восстановительных работ в южной подтайте Тюменской области.

Практическая значимость. Изученные особенности формирования растительности нефтезагрязненных территорий могут служить основой при планировании и проведении работ по восстановлению нарушенных ландшафтов в различных экологических условиях.

Результаты исследования реализованы в картографическом материале Научно-исследовательского института экологии и рационального использования природных ресурсов Тюменского государственного университета. Полученная информация о масштабах и степени нефтяного загрязнения, почвенных условиях, темпах восстановления растительности в районе Суторминского месторождения может быть использована для разработки нормативов платежей за загрязнение почвы.

Показана эффективность проведения как полного комплекса восстановительных мероприятий, так и проведённых по упрощённой схеме. Для условий южной подтайги, проведение рекультивационных работ по упрощённой схеме более предпочтительно, так как в обоих случаях не выявлено значительных отличий.

Собранный в результате работы гербарий, а также другие полевые материалы используются в учебном процессе в общих курсах «Почвоведение» и «Геоэкология».

Апробация работы. Наиболее полно результаты исследования изложены в научных отчётах (2000-2002гг.) и представлены на заседаниях кафедры ботаники и биотехнологии растений Тюменского государственного университета. Основные положения диссертации апробированы на научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Тюменская государственная сельскохозяйственная академия, 1999 г.), конференции молодых ученых «Биосфера и человече- б ство», посвященная памяти Н.В. Тимофеева-Ресовского (Екатеринбург. 2000 г.), международном совещании «Проблемы охраны растительного мира Сибири» (ЦСБС, Новосибирск, 2001 г.), Ill международной научно-практической конференции «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов» (Пенза, 2001 г.). Опубликовано 4 научных работы.

Природные и техногенные ландшафты и их трансформация

Ландшафты - это, прежде всего, конкретный участок земной поверхности, ограниченный природными рубежами. Характеризуется территориальной целостностью, однородностью геологического состава, единством рельефа, климата, единообразным сочетанием гидротермических условий, почвенных разностей, биоценозов.

Структура ландшафта определяется особенностью взаимодействия между его компонентами (рельеф, климат и др.) и характером простых природных комплексов (например: пойма небольшой реки, занятая лугом на дерново-аллювиальной почве), так называемых урочищ и фаций. Структура - это каркас, который обуславливает его устойчивость. Нарушение человеком структуры приводит к изменению комплекса (вырубка леса приводит к изменению растительного покрова и, как следствие, меняется микроклимат, почва, животный мир).

По мнению В.Б. Сочавы ландшафт соответствует понятию основной геосистемы; это не изолированная система, и поэтому на его структуру влияют внешние по отношению к нему факторы: величина солнечной радиации, перемещение воздушных масс и др. Особое воздействие оказывает человек. Ландшафт - это определённая среда жизни человека, арена его культурной и производственной деятельности. Человек в процессе труда не только изменяет почву, растительность, природные комплексы, но и насыщает ландшафты инженерными сооружениями, каналами, водохранилищами и другими образованиями, которые «вносит» в геосистемы. Таким образом трудно найти «чистые» природные ландшафты, почти все они преобразованы в результате деятельности человека. Отпечаток антропогенного воздействия присутствует во всех компонентах ландшафта (Бондаренко и др., 1988). Рельеф вместе со слагающими его породами образует фундамент ландшафта, определяет его границы. Но стабильность его относительна и не повсеместна. В отдельных районах произошли заметные изменения в рельефе, связанные с горнопромышленной, сельскохозяйственной, градостроительной и другими видами деятельности. В результате горных работ, мощных откачек подземных вод при разработках месторождений нефти и газа происходит опускание земной поверхности на огромных территориях. Особенно глубокие нарушения поверхности ландшафтов - открытая разработка ресурсов (Баландин, Бондарев, 1988).

Выделяют антропогенные формы рельефа: карьеры, терриконы, отвалы, плотины, каналы.

Пожалуй, нет другого компонента ландшафта, который бы так ярко отражал особенности человеческой деятельности, как почвы. Современные технические возможности делают почву хорошо управляемым компонентом ландшафта. Однако это же делает её беззащитной перед неразумным использованием. По данным мировой статистики, наиболее активным фактором эрозии земель стала техническая деятельность человека, точнее, её последствия (Баландин, Бондарев, 1988).

Сильное антропогенное влияние испытывают поверхностные водотоки и водоёмы. Идёт процесс формирования особых водных систем, которым нет аналогов в природе. Их облик определяется сбросами сточных вод и поступлением поверхностного стока с урбанизированных и сельскохозяйственных территорий. Происходит увеличение содержания химических элементов в компонентах водных объектов (вода, взвесь, донные отложения). Резко возросла доля веществ техногенного происхождения в общем химическом стоке водоёмов, что приводит к нарушению естественных циклов химических элементов и в целом к деградации водных биоценозов. При сильном загрязнении наблюдаете? значительная устойчивость зон загрязнения. Известны случаи, когда поеле закрытия промышленных предприятий донные отложения служили источниками распространения поллютантов.

Растительность - один из наиболее действенных компонентов геосистемы. Она не только концентрирует массу энергии и органического вещества, но и регулирует, преобразует и направляет проходящие через неё потоки вещества и энергии, т.е. является компонентом, в кото ром скрещиваются пути взаимодействия многих факторов среды (Лазукова, 1976; Захаров, 1989). Растения оказывают многогранное воздействие на другие компоненты ландшафтов. Являясь главным фактором почвообразования, влияют на микроклимат, поверхностный сток, животный мир, играют серьёзную роль в круговороте С02, 02 и других веществ. Поэтому преобразование растительного покрова сказывается в пределах не только одного ландшафта, но и геосферы в целом (Prach, Pysek, Bastl, 2001).

В естественных условиях в биологических системах нарушение ус тоичивости в первую очередь проявляется на растениях и животных. Но растительный покров является наиболее чутким индикатором изменения состояния экосистемы. Именно растительность первая принимает на себя «удар» человека, осваивающего территорию, либо при загрязнениях и авариях (Ондар и др., 2000; Ninot, Herrero, Ferre, Guardia, 2001; Сорокина, 2003).

При освоении новых земель естественная растительность изменяется, либо уничтожается и заменяется культурными растениями.

Сельскохозяйственные ландшафты с давнего времени - самые распространённые среди антропогенных комплексов. Под пашнями, садами, плантациями и сеяными лугами находится до 19 млн. км2, под пастбищами, антропогенными лугами - 28 млн. км2, что составляет около 32% от площади суши. По умеренным оценкам человек изменил и освоил 56% суши. Оставшиеся ландшафты вынуждены изменяться и приспосабливаться (Баландин, Бондарев, 1988). Существует два мнения по поводу антропогенных ландшафтов. Сторонники первой теории считают, что антропогенные комплексы это самостоятельные природные системы, имеющие структуру, отличную от естественных ландшафтов, т.е. антропогенное воздействие приводит к необратимым изменениям комплекса в целом (например самопроизвольное зарастание карьера). Вторая теория говорит о том, что антропогенные комплексы - это изменённые структуры, связанные генетически с естественными, т.е. неизменёнными. Таким образом, восстановление системы лишь вопрос времени.

Как бы сильно не был изменён ландшафт человеком, он остаётся частью природы и полностью подчиняется её законам.

Изменить любой компонент ландшафта легко. При этом, естественно, нарушаются системы природных взаимосвязей, но далеко не всегда силы этих нарушений хватит, чтобы изменить комплекс в целом. Необратимые стадии возникают, когда существенные изменения претерпевают ведущие компоненты, обуславливающие свойства ландшафтов; это геолого-морфологический и климатический компоненты (Русский, 1985).

В зависимости от степени влияния человека различают геокомплексы:

1. естественные (с ненарушенным строением). Могут посещаться человеком, находиться под влиянием соседних изменённых ландшафтов, но все влияния внешне не изменяют его структуру «Условно неизменные»;

2. изменённые с нарушенным строением:

возникшие под влиянием человека, но развивающиеся без его вмешательства. Антропогенно-естественные (пойменный луг вместо вырубленного леса);

находящиеся в процессе восстановления. Антропогенно-восстанавливаемые; образующиеся при разрушении окультуренных геокомплексов. Антропогенно-деградируемые (эрозия, засоление, заболачивание, иногда зарастание лесом, деградация пастбищ при неумеренной пастьбе);

3. окультуренные - целенаправленно изменённые, состояние и будущее которых контролируется (пашни, сады, парки, плантации).

Рекультивация нефтезагрязнённых земель

Конечной целью комплекса работ по рекультивации является создание местообитаний, обеспечивающих восстановление биологической продуктивности и выполнение других экологических функций. Это осуществляется в мелиоративный этап рекультивации, который следовало бы определить как фитомелиоративный, поскольку растительность -главный «инструмент», с помощью которого происходит преобразование техногенных ландшафтов. Формирование сухопутных экосистем вообще, а на нарушенных землях в особенности, идёт под воздействием естественной преобразующей функции растительности, проявляется в закономерных изменениях экотопа, а также связанной с этим перестройкой всех остальных компонентов экосистем. Средопреобразующая функция растительности прямо пропорциональна биологической продуктивности и массе живого вещества (Бяллович, 1970). С этой точки зрения задачей мелиоративного этапа рекультивации является создание устойчивых, с высокой продуктивностью, а, следовательно, и активными средопреобразующими качествами растительных сообществ. Восстановление их на техногенных землях начинается с «нуля», при практическом отсутствии всех живых компонентов. Заселение нарушенных земель микроорганизмами, грибами, водорослями а затем и высшими растениями происходит спонтанно. Процесс этот длительный и не всегда протекает в нужном направлении, поэтому в большинстве случаев существует необходимость в искусственном восстановлении растительного покрова.

Повторить естественные аналоги практически невозможно, но воздействовать на общее направление экогенеза вполне реально. Поскольку, преобразования, вызываемые растительностью, обусловлены в первую очередь биологическими особенностями видов - эдификаторов растительных сообществ, то задача сводится к правильному их выбору.

Мелиоративный этап рекультивации определяется периодом времени, необходимым для восстановления плодородия рекультивируемых земель, обеспечивающим получение стабильных урожаев до уровня зональных (Гаджиев и др., 1992).

Научно обоснованные методы рекультивации нефтезагрязнённых земель чрезвычайно разнообразны. При небольших масштабах загрязнения в экономически развитых странах рекомендуется снятие загрязнённого грунта, очистка его в промышленных установках или на специальных полигонах с последующим возвращением на исходное место.

Однако из-за большой трудоёмкости и высокой стоимости работ рекультивация земель с перемещением загрязнённого грунта в условиях Ханты-Мансийского округа может рекомендоваться в очень ограниченных объёмах. Суть рекультивационных работ состоит в ускорении естественных процессов самоочищения почв, максимальной мобилизации внутренних ресурсов экосистем на восстановление своих первоначальных функций при помощи таких мероприятий, как рыхление почвы и создание искусственного микрорельефа, внесение торфа, извести и минеральных удобрений, высев трав мелиорантов (Гашев, Казанцева, Рыбин, Соромотин, 1996; Чижов, 1998).

Основные положения по рекультивации замазученных земель описаны в отчете Тюменской лесной станции "Рекомендации по комплексной рекультивации нефтезагрязнённых земель Среднего Приобья" (1993).

Весь комплекс работ, проводимых для восстановления замазуче-ных земель подразделяется на три основных этапа, конкретное содержание которых для каждого участка может быть различным: подготовительный, агротехнический и биологический.

Подготовительный этап. Даже после успешного проведения работ по ликвидации аварийного разлива нефти остается ряд препятствий, без устранения которых невозможно вплотную приступить к рекультивации. К ним относятся: наличие усыхающего и мертвого древостоя на участке, завалы из срубленной ранее и сваленной в кучи древесины, строительный и бытовой мусор, опасность повторного загрязнения нефтью и минерализованными водами и ряд других. Основной целью подготовительного этапа является расчистка участка от древесины, мусора и обваловка со стороны возможного повторного загрязнения (если она не была сделана в ходе ликвидации аварии). Не допускается выжигание оставшейся на поверхности почвы нефти и засыпка песком. При сжигании нефти происходит резкое понижение биологической продуктивности, гибель растительности, накопление токсичных и канцерогенных веществ. При землевании отмечается замедление процессов разложения нефти, образование внутрипочвенных потоков нефти и пластовой жидкости, загрязнение грунтовых вод.

Перед началом работ на всем загрязненном участке проводится экологическая оценка с целью установления степени деградации фитоценоза и выбора оптимальных агротехнических приемов рекультивации.

Агротехнический этап. Основной целью агротехнического этапа является создание рекультивационного слоя почвы со свойствами, благоприятными для биологической рекультивации. Главным условием, без выполнения которого нельзя переходить к биологическому этапу, является снижение концентрации остаточных нефтепродуктов в рекультива-ционном слое до безопасных для фитомелиорантов значений.

Работы на этом этапе будут сводится к трем типам:

рыхление нефтезагрязненного почвенного горизонта для ускорения физико-химических и биохимических процессов деградации нефти с использованием мульчирующих грунтов (на сильнозагрязненных лесных почвах);

создание искусственного микрорельефа из чередующихся продольных микроповышений (бугров) и микропонижений (канавок) на болотных почвах с избыточным увлажнением;

внесение бактериальных препаратов.

Рекомендуемые приемы направлены на интенсификацию физико-химических процессов испарения, вымывания, УФ-разложения исходной нефти и создания приемлемых условий для начала микробиологического окисления за счет почвенной микрофлоры или вносимых накопительных культур (особенно на переувлажненных болотных почвах). Стимуляция почвенной микрофлоры (внесение бактериальных препаратов) должна начинаться только при снижении концентрации общего нефтепродукта до 23 - 25% в органогенных или 15 - 18% в минеральных почвенных горизонтах в среднем по участку.

При проведении этих работ следует учитывать факторы, влияющие на разложение нефти в почве. Одним из основных факторов, лимитирующих процесс разложения углеводородов, является газовоздушный режим загрязненной почвы. Нефтяное загрязнение ухудшает газовый обмен почвы, создает условия для усиления восстановительных процессов. Известно, что для окисления углеводородов микроорганизмами необходимо наличие молекулярного кислорода, в анаэробных условиях процесс окисления нефти крайне затруднен. Так, из свыше 100 видов бактерий, грибов, дрожжей, способных утилизировать один или более нефтяных углеводородов в качестве источника углерода и энергии, только один принадлежал к анаэробам. Приемы обработки почв, способствующие улучшению аэрации, стимулируют активность углеводоро-докисляющей микрофлоры, усиливают окислительные процессы.

Соотношение семейств как показатель состояния сообщества

Устойчивость различных видов растений к факторам среды неодинакова, и трудно поддаётся оценке. Но в работах ряда авторов (Гаджи-ев, 1992; Миронова, 2000 и др.) показано изменение соотношения семейств в результате техногенных воздействий. В нашем исследовании получены сходные результаты (рис. 2). Максимальное число ведущих семейств наблюдалось в лесном сообществе и на просеке по 6, хотя общее их количество меньше, чем на полигоне - 15 и 18 соответственно. На обоих рекультивированных участках доминирующими являлись 3 семейства - бобовые, астровые и мятликовые, при общем количестве семейств: 30 - первый участок; 25 - второй.Такое распределение объясняется незавершённостью освоения растениями всех экологических ниш нарушенной территории.

Изучение флоры полигона и окружающих его сообществ в северной лесостепи показало, что антропогенные нарушения обуславливают изменения видового состава. Так, в березняке разнотравно-мятликово-осоковом насчитывалось 29 видов высших сосудистых растений. Вырубка просеки привела к формированию сообщества из 49 видов, образующих луг осоково-бобово-злаковый. Увеличение видового разнообразия после уничтожения древесной растительности вызвано расширением диапазона экологических факторов. В результате аварийного разлива нефти большая часть видов выпала из травостоя, и их число снизилось до 12. Признаков самовосстановления растительности не наблюдалось, растения встречались только на микроповышениях, что обусловлено как токсическим действием нефти, так и негативными изменениями ПОЧЕЫ (приложение 8). Последующие рекультивационные мероприятия создали условия для развития растительности, которая представляет собой луг разнотравно-бобово-злаковый. Общее количество видов за все годы исследования составило 110. Увеличение видового разнообразия на просеке вызвано рядом факторов - смена ассоциации, внедрение руде-ральных видов, процессы перестройки сообщества, сопровождающиеся уничтожением старых и образованием новых экологических ниш. Сходные результаты получены в исследовании СО. Ондара (2000), проведённом в условиях степей республики Тыва.

Флора загрязнённых участков Суторминского месторождения представлена главным образом тремя семействами: осоковые - 10 видов; мятликовые - 3; ослинниковые - 2 (рис. 3). Представители семейств осоковых преобладают в болотных экосистемах, а мятликовые и ослинниковые в более дренированных лесных. осоковые ослинниковые Ш мятликовые

В результате отсыпки территории почвой содержащей большое количество зачатков растений в первый год после рекультивации наблюдалось большое число видов, многие из которых выпали в дальнейшем, в последующие годы наблюдалось преобладание астровых, мятликовых и бобовых, причём их соотношение меняется незначительно.

На втором участке, до проведения восстановительных работ, ведущими семействами являлись мятликовые и лютиковые (рис. 5). В первый год после отсыпки (1998 г.) преобладали рудеральные виды и соответственно большую долю имели - астровые, маревые и гречишные. В последующие годы доминировали астровые, мятликовые и бобовые.

Во все годы учёта на первом участке доля астровых, представленных главным образом рудеральными видами, была ниже, чем на втором. В 2001 г. на первом они составили 29%, на втором -41%.

Для обоих участков характерно увеличение коэффициента общности видового состава в течение первых 2-3 лет по отношению к просеке (табл. 1). На протяжении трёх последних лет он стабилизировался и составил около 50%. Для достижения этого показателя первому участку потребовалось 4 года, а второму 2. Такая динамика, характеризует эффективность рекультивационных работ и свидетельствует о более быстрых темпах развития сообщества на втором участке. Одной из причин такого явления мы считаем занос семян рудеральных видов с первого участка.Этот показатель в отношении лесного сообщества поначалу также возрастает, и затем стабилизируется на уровне около 20%, что находится на уровне общности видового состава между растительностью просеки и леса. Такая динамика свидетельствует о замедлении сукцессионных процессов.

Для сравнения нами рассчитан коэффициент Жаккара между флорами первого и второго участков. В общем, отмечается его увеличение. В дальнейшем можно предвидеть усиление сходства флоры обоих участков, при том, что сходство флоры полигона и просеки будет изменяться очень медленно (рис. 6).

Построение хроноклинов на основе данных о встречаемости видов растений

Шестилетние исследования флоры полигона позволили составить хроноклины для характеристики участия отдельных видов на начальной стадии восстановительной сукцессии, в которых отражается участие каждого вида в первые стадии зарастания территории. Виды в хронокли-нах упорядочены по положению моды: от первых внедренцев в сукцессию до установившихся. Это выявило общую закономерность смены видов и время появления разных видов на начальных стадиях сукцессии, длительность их пребывания

Всего получено 5 групп видов:

1. группа видов «сквозного» распространения;

2. группа видов, тяготеющих к ранним стадиям;

3. группа видов, тяготеющих к средним стадиям;

4. группа видов, тяготеющих к более поздним стадиям;

5. с двухвершинным распределением.

Первый участок (табл. 4).

Группа видов «сквозного» распространения представлена девятью видами - Горошек мышиный (Vicia cracca), Клевер луговой (Trifolium pratense), Клевер ползучий (Т. Repens), Девясил британский (Inula Britannica), Полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris), Кострец безостый (Bromopsis inermis), Мятлик луговой (Роа pratense), Тимофеевка луговая (Phleum pratense), Ромашка продырявленная (Tripleurospermum perforatum).

Группа видов, тяготеющих к ранней стадии, состоит из 37 видов. Это самая большая группа, в которой наибольшее постоянство отмечено у следующих видов - Конопля посевная (Cannabis sativa), Звездчатка злаковая (Stellaria graminea), Иван-чай узколистный (Chamaenerion angustifolium), Бедренец-камнеломка (Pimpinella saxifraga), Подорожник большой (Plantago major), Крапива двудомная (Urtica dioica).

Группа видов, тяготеющих к средней стадии, включает в себя 22 вида.

Группа видов, тяготеющих к более поздней стадии насчитывает 20 видов.

Группа видов с двухвершинным распределением представлена семнадцатью видами.

Второй участок (табл. 5).

Группа видов сквозного распространения состоит из восьми видов - осока пузырчатая (Carex vesicaria), крапива двудомная (Urtica dioica), клевер луговой (Tripholium pratense), ромашка продырявленная (Tripleu-rospermum perforatum), латук сибирский (Lactuca sibihca), мелколепестник канадский (Conyza Canadensis), бодяк щетинистый (Cirsium setosum), лопух войлочный (Arctium tomentosum).

Группа видов, тяготеющих к ранней стадии, состоит из семи видов.

Группа видов, тяготеющих к средней стадии самая многочисленная, включает 26 видов.

Группа видов, тяготеющих к более поздней стадии представлена 21 видом.

Группа видов с двухвершинным распределением - 7 видов.

Несмотря на значительные отличия в технологии проведения ре-культивационных мероприятий, отличий между участками не выявлено. Преобладающей группой первого участка стала группа видов тяготеющих к ранней стадии, на втором большее количество отмечено для групп средней и поздней стадии. По нашим предположениям это произошло в результате внесения большого количества зачатков растений на первый участок с почвой. На втором расселение происходило за счёт заноса семян с сопредельных территорий.

Восстановление фитоценозов на полигоне привело к изменению проективного покрытия, которое в годы исследования увеличивалось на обоих экспериментальных участках (рис. 13).

Однако на первом участке этот показатель изменяется постепенно, а на втором в 1998 г. по сравнению с 1997 г. наблюдается резкий скачок с 38 до 85%. Зто связано с тем, что на первом участке благоприятные почвенные условия созданы ещё в 1996 г., и с этого времени участок постепенно осваивается растениями, а на втором в результате отсыпки появилась возможность для развития растений, что и обу зо словило резкое повышение их количества. В последние 3 года наблюдений произошла стабилизация величины проективного покрытия, что свидетельствует о замедлении процесса развития сообщества. Интересно, что оба участка по данному показателю не отличаются.

В то же время на просеке в 2001 г. общее проективное покрытие составило 96%, что достоверно выше, чем на полигоне (при Р 0,05).

Меньшая величина проективного покрытия на полигоне по сравнению с просекой по нашим предположениям вызвана наличием на участках локальных пятен сильно нарушенной почвы (с повышенным содержанием остаточных нефтепродуктов, уплотнённый грунт и т.д.).

Отмечено доминирование отдельных видов растений на обоих участках в первые годы. На первом участке в 1996 г. 53% от общего проективного покрытия составляла лебеда садовая (Atriplex hortensis), в 1997 г. - 42% - суммарно донник белый (Melilotus albus) и лекарственный (М. officinalis). В последующие годы подобного доминирования не наблюдалось, и главная роль в сообществе перешла к группе луговых видов. На втором участке в 1998 г. сразу после отсыпки отмечено резкое увеличение численности конопли посевной (Cannabis sativa) и лебеды садовой (A. hortensis), суммарно их проективное покрытие составило 74% от общего. В следующие годы конопля посевная (С. sativa) и лебеда садовая (A. hortensis) почти полностью выпадают из травостоя, и основная роль в формировании покрова переходит к луговым и болотным видам. Подобная динамика наблюдалась рядом аз-торов (Ахмедов и др., 1988; Гаджиев и др., 1992; Дружинина, 1995). На начальных стадиях зарастания территории отмечено доминирование рудеральных видов. В нашем исследовании на первом участке покрытие рудералов составляло 53% (1996 г.), а на втором - 97% (1998 г.) от общего. В последующие годы их проективное покрытие сначала резко, а затем постепенно падает. На втором колебания более значительны. Как уже отмечалось для доли рудералов в видовом составе характер кривых в обоих случаях сходен за исключением временного сдвига - возникшего в результате проведения восстановительных работ в разные сроки.

Похожие диссертации на Формирование растительности на нефтезагрязненных территориях различных почвенно-климатических зон Тюменской области