Введение к работе
. В последние годы в связи с обострением конфликта
между человеком и природой задачей географических исследований все чаше становится не только описание структури и поведения географических систем (геосистем), но и использование этих знаний для прогнозирования и управления их развитием. Строение геосистем изучено к настоящему времени довольно полно (Солнцев,1968; Арманд Л.,1975;Доманд А., 1975). ["сведение геосистем при различных внешних воздействиях также является предметом изучения большого отряда специалистов (Коломиц,1989; Крауклис, 1976; 1979; Geography applied... , 1973). В фокусе же нашего внимания находится динамики геосистем, вызванная внутренними причинами, процессами саморазвития и самоорганизации. Молодые, формирующиеся геосистемы очень удобные обь-ркты для изучения динамических изменений, поскольку з них, как правило, все про-црсси ускопен!) и относительно легко регистрируются.
1'леальным обьектом в этом смысле, на наш взгляд, можно считать отвалы горных разраЬоток, т.к. они относительно невелики по площади, их возраст может быть точно установлен, они встречаются во всех природных зонах.
Настоящая работа посвящена пооцессам фоомирования геосистем на отвалах, начиная с первых месяцев после отсыпки породы и заканчивая лесной или лугово-степной стадией на сложившихся почвах. I: диссертации осуществлен геосистемный подход, при котором процессы почвообразования и сложения растительного покрова рассматриваются как составная часть более сложного процесса становления геосистемы.
Актуальность выбранной темы подтверждается тем, что обширные нарушенные территории изымаются из оборота, часть из них при этом безвозвратно. Только на одном месторождении Куоской магнитной аномалии отвалы занимают более 40 тыс.га (Ананьева, 19Й2; Титовский и др., 1980). 1'з них рекультивировано около половины. Рекультивация, проведенная традиционными методами часто не оправдывает надежды на возвращение плодородных земель в сельскохозяйственное использование из-за того, что она проводится без учета географических закономерностей, а иногда и вопреки им. Очевидно, изучение особенностей формирования геосистем на пустой породе может дать клич к решению этой проблемы, поставленной в наши дни развитием горнолобиваїжей гоомшіїленности.
Цель работы заключается в выявлении ведущих механизмов и факторов (биотических и абиотических) первичной сукцессии посредством анализа динамики юмпонетов и элементарных территориальных единиц геосистемы. Для этого было необходимо решить ряд задач:
проанализировать строение компонентов молодых геосистем на ранних стадиях их формирования;
выявить динамические изменения отдельных параметров геосистемы в ходе ее' развития с "нуля";
определить роль отдельных видов и групп растений, их индикаторную роль в процессе первичной сукцессии на отвалах;
рассмотреть динамику элементаиных звеньев геосистемы с точки зрения их участия в общем процессе становления геосистемы;
раскрыть сущность основных механизмов развития геосистемы при первичных сукцессиях.
Отвалы горных пород неоднократно становились объектами исследования различных специалистов - геоботаников, флористов, агрономов, зоологов, почвоведов, лимнологов. Работ комплексных, ландшафтных по этому вопросу фактически не встречается. В диссертационной работе предложен ландшафтный подход. 2десь подробно описан и проиллюстрирован ход первичной сукцессии геосистемы, выявлена стохастическз составляющая процесса развития, прослежено постепенное формирование внутренних связей между компонентами геосистемы, их усложнение с возрастом.
Возникновение и формирование геосистемы прослежено на разных уровнях организации - от наименьшего структурного звена типа единичное растение - элементарная почвенная разность - до парцеллярных структур.
Комплексный подход к изучению первичной сукцессии позволил описать процессы разных рангов - от ведущих, таких как гумусонлкопление и формирование структуры фитомассы до элементарных, таких как взаимодействие отдельных первичных звеньев геосистемы и сделать заключение о механизмах, движущих развитие ее' в ходе сукцессии.
Практическая значимость состоит в возможности использования найденных закономерностей для проведения работ по восстановлению ландшафтов с минимальными затратами и оптимальной организацией пространства.
Основные выводы диссертационной работы доложены на Всесоюзном совещании по проблемам стационаоных исследований в Иркутске (апрель, 1988), на Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых в ffiACCP, п. Азау (апрель, 1989), на семинарах лаборатории экспериментальных исследований геосистем Института географии АН СССР.
Исследования проводились в 1987-89 гг. в составе ландшафтно-геохимического отряда лаборатории экспериментальных исследований геосистем ИГАМ СССР.
Объектом исследования служили отвалы Нихайловского ГОКа в ЯІелезногорском районе Курской области, расположенные на границе лесной и лесостепной зон. Среднегодовое количество осадков в районе г.Железногорска составляет 570 им, 70Х из них выпадает в теплый период, испаряется в среднем 410 мм, средняя температура ииля - +18,7.
В ходе полевых работ было сделано 300 геоботанических описаний, отобрано и фоанализировано 25U образцов почв с разновозрастных участков отвалов. Химические анализы проводились на Курской биосферной станции ИГАМ. В почвах различного возраста, в разных горизонтах било проанализировано содержание гумуса, Ca,N а и Р. брались также укоси для определения фитомассы в период ее максимального развития, проводился учет фитомассы подземных органов.
Диссертация изложена на 430 стр. машинописного текста, включает Ъ% рис., g таблиц, которые представлены в пяти главах работы.