WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Экология бурых горно-лесных почв хребта хамар-дабан

-- [ Страница 1 ] --
На правах рукописи

ЕРМАКОВА

Ольга Дмитриевна

ЭКОЛОГИЯ БУРЫХ ГОРНО-ЛЕСНЫХ ПОЧВ

ХРЕБТА ХАМАР-ДАБАН

Специальность 03.02.08 – «Экология»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Иркутск – 2012

Работа выполнена в Байкальском государственном природном биосферном заповеднике (Министерство Природных ресурсов и экологии Российской Федерации)

Научный руководитель: доктор географических наук, профессор Юрий Михайлович Семёнов
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Владимир Александрович Серышев
доктор биологических наук Татьяна Алексеевна Михайлова
Ведущая организация: Институт общей и экспериментальной биологии Бурятского научного центра СО РАН

Защита состоится 15 марта 2012 г. в 12.00 на заседании диссертационного совета Д.212.074.07 ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет» по адресу:

г. Иркутск, ул. Сухэ-Батора, 5, Байкальский музей им. проф. М.М. Кожова (ауд. 219)

Почтовый адрес: 664003, Иркутск, ул. Сухэ-Батора, 5.

Биолого-почвенный факультет ИГУ, факс (395–2) 241855;

E-mail: dissovet07@gmail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государственного университета

Автореферат разослан « » февраля 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, к.б.н., доцент  А.А. Приставка ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Введение Актуальность.-0 А.А. Приставка

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение

Актуальность. Генетические особенности почв хребта Хамар-Дабан освещены достаточно хорошо (Мартынова, Мартынов, 1980; Убугунова и др., 1985; Убугунова, 1987; Убугунова и др., 1987; Цыбжитов, Мартынов, 1983, 1984; Дутина, Ермакова, 1989; Цыбжитов и др., 1989; Цыбжитов и др., 1992), но взаимосвязь их экологических свойств с климатическими особенностями и с растительностью практически не изучалась, хотя почвы являются как бы фокусом экосистемы (биогеоценоза) и требуют пристального внимания, включая исследование их обменно-круговоротных и биохимических процессов. Важно не только изучение динамики почвенных свойств, но также и выяснение их зависимости от влияния прочих экологических факторов (Гришина, 1987; Гришина и др., 1991). Бурые горные лесные почвы на Хамар-Дабане развиваются в нетипичных для бурозёмообразования физико-географических условиях и считаются более древней, по сравнению с аналогами Урала и Алтае-Саянской области, ветвью бурозёмов Сибири (Цыбжитов и др., 2000), поэтому познание их экологии представляется весьма важным.

Цель работы. Изучение экологии бурых горно-лесных почв хребта Хамар-Дабан в пределах территории Байкальского государственного природного биосферного заповедника.

Задачи исследований:

1. Исследование режимов бурых горно-лесных почв (гидро- и терморежим, аэрация) и факторов среды (температура воздуха, физические свойства снегового покрова, режим общего увлажнения территории).

2. Изучение обменно-круговоротных процессов бурозёмов, развивающихся под различной растительностью (фракционный состав опада надземной части древесной растительности и динамика его накопления, скорость деструкции растительных остатков).

3. Изучение биохимических процессов бурых горно-лесных почв (протеолитическая и целлюлозолитическая активность).

4. Определение зависимости экологических свойств бурозёмов от климата региона.

5. Выявление влияния актуальной реакции среды атмосферных осадков на кислотность бурых горно-лесных почв.

6. Установление зависимости развития реликтовых видов растений от экологических свойств почвы.

Научная новизна. Детально исследованы основные экологические свойства бурых горно-лесных почв центральной части хр. Хамар-Дабан. Выявлены особенности гидротермического режима и характер аэрации бурозёмов. Установлена корреляционная связь между теплообеспеченностью бурозёмов и температурой воздуха. Обозначена корреляционная связь между параметрами сезонного развития (даты начала фенофаз и их продолжительность) некоторых реликтов неморального комплекса с температурой воздуха и с температурой почвы; также показана взаимосвязь сезонного развития реликтов с влажностью почвы. Определено влияние кислотности атмосферных выпадений на экологические свойства бурозёмов. Изучены обменно-круговоротные и биохимические процессы почв. Обозначено значение фитоценотической структуры растительных сообществ на формирование микробоценоза бурозёмов.



Впервые для территории хр. Хамар-Дабан установлены физические характеристики снежного покрова и отражено его влияние на терморежим почв; показана зависимость кислотности бурозёмов от актуальной реакции атмосферных выпадений; охарактеризованы тепловые свойства бурозёмов; выявлена корреляционная связь между температурой воздуха и теплообеспеченностью почвы; определён фракционный состав опада древесной растительности и показано в динамике его накопление на подстилке в различных ландшафтах; выявлена зависимость биологической активности бурозёмов от структуры фитоценоза; показано влияние тепла и влаги почвы на сроки наступления фенологических фаз и их продолжительность у реликтов неморального комплекса.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Основные экологические характеристики (гидро- и терморежим) бурых горно-лесных почв хр. Хамар-Дабан обусловливаются местными особенностями климата (обильное атмосферное увлажнение, мощный снежный покров, мягкая зима и прохладное лето, температурная равномерность сред в течение вегетационного периода). При современной антропогенной нагрузке химический состав атмосферных осадков служит главным фактором, влияющим на экологические свойства почв.

2. Развитие процесса буроземообразования в экосистемах хр. Хамар-Дабан контролируется биологической компонентой: специфика биологического круговорота в бурых горно-лесных почвах определяется структурой микробоценозов и составом растительных сообществ.

3. Сезонные ритмы развития некоторых реликтовых видов растений связаны с экологическими свойствами бурых горно-лесных почв.

Теоретическая и практическая значимость. Полученный материал расширяет познание об экологии бурозёмов Сибири. Характеристики режимов бурых почв, их биохимических и обменно-круговоротных процессов представляют собой специализированную базу данных, необходимую при производстве плановых работ по лесоустройству территории. Материалы по экологии почв использовались в учебном процессе при подготовке студентов: факультета Почвоведения и Географического факультета Московского госуниверситета имени М.В. Ломоносова; факультета Управления и бизнеса (кафедра Охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов) Ангарской государственной технической академии. Сведения о почвенном покрове территории используются в экологическом просвещении – включаются в тематические лекции и материалы СМИ. Материалы по динамике влажности почвы и накопления опада надземной части древесной растительности используются для решения вопросов противопожарной безопасности охраняемых экосистем. Многолетние данные по экологическим свойствам почвенного покрова являются частью программы по изучению фенологии природного комплекса Байкальского заповедника. Описание особенностей экологии бурозёмов хр. Хамар-Дабан послужит основанием для реализации предложения по их включения в Красную книгу почв.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на Второй Всесоюзной научно-технической конференции «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов» (Москва, 1991); на конференции «Третьи международные Чтения памяти профессора В.В. Станчинского» (Смоленск, 2000); на Международном совещании «Проблемы охраны растительного мира Сибири» (Новосибирск, 2001); на Международной научной конференции «Экология и биология почв: проблемы диагностики и индикации» (Ростов н/Д, 2006); на Международной конференции «Лесные экосистемы Северо-Восточной Азии и их динамика» (Владивосток, 2006); на Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века» (Петрозаводск, 2008); на Восьмом сибирском совещании по климатоэкологическому мониторингу (Томск, 2009); на III Всероссийской научно-практической конференции «Научные проблемы использования и охраны природных ресурсов России» (Самара, 2011); на III международной научно-практической конференции «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск, 2011); на II международной научной конференции «Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2011); на Всероссийской конференции «Отечественная геоботаника: основные вехи и перспективы» (Санкт-Петербург, 2011); на заседаниях Учёного совета Байкальского заповедника.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка и приложения. Работа изложена на 206 стандартных страницах, содержит 68 таблиц и 9 рисунков. Список литературы включает 242 наименования, в том числе 15 иностранных источников.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 работ, в том числе 4 статьи в реферируемых журналах.

Личный вклад автора и благодарности. Работа выполнена в Байкальском заповеднике самостоятельно в рамках темы «Летопись природы». Её основой послужили стационарные и аналитические исследования автора. Автор благодарен д.б.н. В.А. Кузьмину (Институт географии СО РАН) за оказанную консультационную помощь. На окончательном этапе работа выполнялась под руководством д.г.н. Ю.М. Семёнова, которому автор выражает свою искреннюю признательность за неоценимую помощь и поддержку. Кроме того, автор выражает глубокую благодарность своим коллегам по работе: к.б.н. Н.А. Беловой, к.б.н. А.С. Краснопевцевой, Г.В. Седовой, Л.В. Субботиной, Е.В. Саяпаровой за специальные консультации и помощь в сборе первичного материала. Автор благодарит за поддержку директора Байкальского заповедника В.И. Сутулу. Особую благодарность автор выражает заместителю директора по науке Байкальского заповедника В.С. Бойченко за организацию полевых стационарных исследований, а также - за помощь при оформлении рукописи.





Глава 1. Природные условия территории

В данной главе рассматриваются эколого-географические условия формирования бурых горно-лесных почв. Приводятся сведения о строении рельефа территории (Ивановский, 1982) и составе горных пород (Логачёв, 1964; Динамика Байкальской впадины, 1975); об особенностях климата и растительности (Ладейщиков, 1989; Байкал. Атлас, 1993; Мартусова, 2000). Поясность растительного покрова обусловливается особенностями высотного распределения солнечной радиации и атмосферных осадков. На хр. Хамар-Дабан выделен оригинальный влажный прибайкальский тип вертикальной поясности распределения растительности (Епова, 1956, 1957; Тюлина, 1967, 1976; Бояркин, 1973; Моложников и др., 1989).

Глава 2. Объекты и методы исследований

Объектом исследований послужили бурые горно-лесные почвы, сформировавшиеся на северном макросклоне хр. Хамар-Дабан. Использовались следующие методы: сравнительно-географический, морфологический, химический, физико-химический; для выявления особенностей современных режимов применялся стационарный метод. Для изучения режимов, водно-физических и химических свойств почвы применялись общепринятые методики (Базыкина, Роде, 1976; Агрохимические методы исследования почв, 1965; Роде, 1965; Аринушкина, 1970). Температура почвы измерялась электротермометром АМ-29. Накопление древесного опада и скорость разложения органических остатков изучались в соответствии с методиками Л.Е. Родина с соавт. (1968) и Н.А. Панковой (1965). Биологическая активность почв исследовалась методом «аппликаций» (Востров, Петрова, 1961; Терешенкова, Карчевская, 1982).

Глава 3. Эколо-генетические характеристики бурых горно-лесных почв хр. Хамар-Дабан

В горных районах Южной Сибири бурозёмообразование выявлено многими авторами и достаточно давно (Пономарёва, 1962; Ковалёв, 1966; Орловский, 1966; Ковалёва, 1970; Ковалёва и др., 1974; Смирнов, 1970; Копосов, 1976а, 1976б, 1983; Зуева, 1980; Кузьмин, 1976, 1980, 2002; Кузьмин, Чернегова, 1975, 1976, 1978; Мартынова, Мартынов, 1980; Убугунова, Цыбжитов, Большаков, 1985; Убугунова, 1986а, 1986б; Убугунова, 1987; Убугунова, Цыбжитов, 1987; Цыбжитов, Убугунова, Ермакова, 1989; Дутина, Ермакова, 1989; Цыбжитов, Убугунова, 1992). В структуре почвенного покрова Прибайкалья наличие бурозёмов, как показано многочисленными исследованиями (Соколов, Таргульян, 1970, 1976; Цыбжитов, Мартынов, 1983, 1984), весьма заметно; ими занято 13 % площади Южного Прибайкалья. Наиболее широкое распространение бурые горно-лесные почвы получили в почвенном покрове хр. Хамар-Дабан на высотах 500-1000 м над ур. м. под черневой тайгой с развитым высокотравьем. Микробное население этих почв изучалось С.Ш. Нимаевой (1990), показавшей, что профиль бурозёмов формируется по мезофитному типу с преобладающим развитием бактериальной флоры и периодической встречаемостью актиномицетов и грибов, что отличает их от микробного пула провинциальных типов почв, где преобладают актиномицеты. Высокая обогащённость горно-лесных бурых типичных почв бактериями и низкая – грибами роднит их с аналогами Кавказа, на основании чего правомочен вывод о некоторой общности эволюционных связей бурозёмов. Изученные почвы - средне- и маломощные, большинству из них присуще нормальное развитие профиля с выделением неоднородной по степени разложения органического материала подстилки и слабо дифференцированной на генетические горизонты почвенной толщи. По гранулометрическому составу они относятся к супесям, лёгким суглинкам и средним суглинкам с утяжелением в средней части профиля за счёт увеличения фракций пыли в горизонте Вm, обусловленного внутрипочвенным выветриванием песчаных фракций и суспензионным переносом из вышележащих горизонтов. Бурые лесные почвы относятся к сильнокислым и кислым; подстилка зачастую слабокислая. Железо способно закрепляться в почвенных агрегатах или в виде гумусово-железистых плёнок, которые, экранируя поверхность минеральных зёрен, защищают их от воздействия органического вещества. Несмотря на слабую дифференциацию профиля бурозёмов на генетические горизонты по валовому составу элементов, в верхних горизонтах прослеживается биологическая аккумуляция CaO, MgO, MnO. Бурые горно-лесные почвы отличаются средней и высокой степенью гумификации, средней обогащённостью азотом, гуматно-фульватным типом гумуса в верхних горизонтах и фульватным – в нижних. В составе гумуса доминируют фульвокислоты. Наряду с ними существенна роль бурых гуминовых кислот, определяющих подвижность органического вещества. Они слабо осаждаются кальцием и активно взаимодействуют с подвижными полуторными оксидами, в частности с железом, что и придаёт почвам специфическую бурую окраску (Смирнов, 1970; Убугунова, Цыбжитов, Большаков, 1985). Бурые почвы обладают хорошей водоотдачей и способны к образованию в профиле гравитационного потока влаги; в силу настоящих физических свойств они быстро впитывают интенсивные атмосферные осадки.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.