WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Флора и растительность полевой дорожной сети агроландшафта в зоне неустойчивого увлажнения ставрополья

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Францева Наталья Николаевна

ФЛОРА И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕВОЙ ДОРОЖНОЙ СЕТИ АГРОЛАНДШАФТА В ЗОНЕ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ СТАВРОПОЛЬЯ

03.00.16 экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону 2009

Работа выполнена в ГНУ «Ставропольский НИИСХ»

Россельхозакадемии

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Дзыбов Джантемир Сосренович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Орлова Ирина Георгиевна

кандидат биологических наук, доцент

Пелипенко Ольга Федоровна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет

Защита состоится 25 декабря 2009 года в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.32 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 105, ЮФУ, ауд. 304, e-mail: denisova777@inbox.ru, факс: (863)2638723).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148) и на сайте Южного федерального университета по адресу: http://www.sfedu.ru .

Автореферат разослан 24 ноября 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук Денисова Т. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Дорога – это отчужденная у природной среды полоса, искусственно приспособленная для специального использования – движения автомобилей и других транспортных средств с заданными техническими и эргономическими показателями, являющаяся для экологической системы и природного ландшафта чужеродным элементом (Евгеньев, 1989).

Для Ставропольского края, как аграрно-индустриального региона страны, весьма важно иметь четко организованную сеть дорог различного назначения c минимальным вредным влиянием на естественные экосистемы. Исторически сложилось так, что сеть капитальных, в т.ч. государственных, дорог не столь разветвлена как сельские транспортные пути среди естественной растительности (степей, лугов, лесов). Однако, несмотря на активность расширения сети полевых грунтовых дорог среди природной растительности, эта проблема до сих пор не стала предметом целевого исследования флористов, фитоценологов и экологов.

Актуальность данной диссертационной темы обусловлена существенным отрицательным влиянием сети многочисленных полевых дорог на степные, лесные фитоценозы, сводящиеся к:

  • трансформации в мезорельефе инициальной дороги с образованием глубоко разработанных эрозионных форм – овражек, оврагов, балок, оказыва-ющиеся трудно или вовсе непроходимыми для транспорта, что в конечном итоге вынуждает к прокладке новых путей, рядом и параллельно c прежними;
  • созданию искусственным образом водосборного коллектора, являю-щегося фактором необратимого очагового изменения состава и сложения исходных экосистем - ускоренного вырождения в пределах дорожного полотна и рядом с нею зональной флоры и растительности, сменяющейся в процессе дигрессии на сорно-«бурьянистую», являющуюся постоянным источником семян вредных, карантинных растений, интенсивно разносимых по сети грунтовых дорог.

Цель работы: исследовать особенности влияния сети грунтовых дорог на естественные экосистемы в зоне неустойчивого увлажнения центрального Ставрополья.

Задачи исследования:

1) изучить морфологические особенности разновозрастных грунтовых дорог в различных почвенно-растительных условиях;

2) выявить основные флористические и фитоценотические показатели зональной растительности эталонного типа: степных и лесных экосистем;

3) установить характер влияния транспорта на основные типы растительности в районе проведения исследований;

4) исследовать особенности флоры и группировок растительности на различных структурных элементах разновозрастных дорог;

5) изучить степень эколого-хозяйственной вредоносности сети грунтовых дорог в естественной растительности;

6) разработать практические предложения по снижению вредоносности стихийно прокладываемых грунтовых дорог в лесостепной зоне неустойчивого увлажнения Ставрополья.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Сеть грунтовых дорог – фактор глубокой дигрессии степной и лесной растительности с образованием вторичных, долговременных сорно-«бурьянистых» модификаций низкого эколого-хозяйственного достоинства, занимающих до 12 – 18 % полезной площади, снижающих биопродуктивность в пределах сети дорог более, чем на 40 %, являющихся постоянным источником семян пасквальной, сегетальной и рудеральной флор, активизирующих эрозионные процессы и негативно влияющих на целостность и самовоспроизводство ресурсов естественных экосистем.
  2. Земли, нарушенные грунтовыми дорогами, могут быть восстановлены за 2 – 3 года, вместо сотен лет самовосстановления, для чего следует использовать в качестве посевного материала флористически богатый банк семян зональных степных сообществ, через которые проложены дороги. Эта задача эффективно решается методом агростепей, технология которого включает уборку комбайном естественной посевной смеси семян в степи и ее посев в подготовленную почву.

Научная новизна. Впервые получены оригинальные данные о морфоструктурных особенностях степных и лесных грунтовых дорог, их флоре и растительности в зависимости от возраста демутации, эрозионных процессах, трансформации зональных ценозов во вторичные, сильно засоренные, снижении чистой продуктивности фотосинтеза, загрязненности фитомассы тяжелыми металлами-токсикантами, о ступенях экологических шкал, определенных по растительному покрову; разработаны предложения по ускоренному восстановлению исходной степной растительности сети грунтовых дорог.



Практическая ценность работы. Полученные данные и рекомендуемые предложения могут быть эффективно использованы как крупными хозяйствами, так и фермерами для сохранения естественных экосистем, предотвращения дальнейшего расширения дорожной сети, а также для ускоренного восстановления растительности на заброшенных дорогах, борьбы с эрозионными процессами и сорняками в ландшафте.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях: Межрегиональной научно-практической конференции «О состоянии и перспективах развития особо охраняемых природных территорий и проблеме борьбы с деградацией (опустыниванием) земель» (ст. Вешенская, 2005, 14 – 16 сентября 2005 г.), Межрегиональной научно-практической конференции (г. Ставрополь, 19 – 22 ноября 2006 г.) «Земельные ресурсы: состояние и перспективы использования», а также заслушаны и утверждены на ежегодных научных сессиях Ставропольского НИИСХ Россельхозакадемии (г. Михайловск, 2006 – 2009 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 статьи, объемом 1,02 п.л., в том числе одна в рецензируемом журнале. Доля участия автора в публикациях составляет 100 %.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 227 страницах. Иллюстративный материал включает 39 таблиц, 45 рисунков в основном тексте и 29 таблиц - в приложении. Список литературы содержит 153 наименования, в том числе 9 - на иностранных языках.

Исследование входит в тематический план научно-исследовательских работ ГНУ «Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Российской академии сельскохозяйственных наук, задание 04.017.03.01, регистрационный номер 15070.5025003468.06.08.003.3.

ГЛАВА 1 ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ, ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Дорога является одним из самых масштабных антропогенных факторов воздействия на естественную растительность. Эволюция дорожной сети, бывшей в начале становления человека слабо развитой, стала к началу III тысячелетия мощным экологическим фактором изменения мезо- и микроландшафта. Протяженность дорог общего пользования составляет в России 969 тысяч км, но при этом круглогодичное движение обеспечивает лишь около 20 % (Подольский, Глагольев, Поспелов, 2005).

По характеру использования дорог выделяются:

  1. Дороги магистральные, используемые круглогодично (перевозка пассажиров, товаров и оказание услуг).
  2. Сельские дороги с твердым покрытием - круглогодично, но с интенсивностью примерно на 30 – 40 % использования (например, в ночное время движение по таким дорогам прекращается почти полностью).
  3. Сельские грунтовые дороги – объект исследования, характеризуют-ся всепогодным использованием, почти всегда сезонные (активно эксплуати-руются с мая по октябрь), но с экологической точки зрения являются негатив-ным фактором, способствующим развитию водной эрозии. Окружающей среде наибольший вред наносят сельские, стихийно прокладываемые («по необходимости»), грунтовые дороги в степи (Чапцева, 2005, 2008).

По Международной конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте (1991) дороги отнесены к экологически опасным объектам. Дороги и транспорт вызывают следующие воздействия.

1. На флору и растительность: а) способствуют распространению сорных видов - амброзии полыннолистной, горца птичьего, мари белой, подорожника ланцетолистного, полыни обыкновенной, пырея ползучего, синяка обыкновенного и др., изменяя условия и обеспечивая им среду обитания, подавляя или удаляя естественные виды зональной флоры вдоль придорожного пространства; б) уничтожают зональные сообщества с ценными и редкими видами растений; в) снижают биопродуктивность - потери подножного корма и сена на пастбищах, косимых угодьях и лесной растительности из-за угнетения роста деревьев и полного уничтожения лесного травяного яруса в колее.

2. На почву - механическое воздействие транспорта ведет к ее уплотнению, разрушению структуры, увеличению в ней тонкодисперсных частиц (Уразаев, 2000), что способствует развитию водной и ветровой эрозии.

3. Загрязнение выбросами транспорта окружающей среды. При движении по грунтовым дорогам поднимается и рассеивается пыль, которая отрицательно влияет на окружающую среду: оседая на растениях, блокирует процессы фотоситнеза, дыхания и испарения. Наибольшее количество пыли накапливается на листьях растений вдоль полевых дорог - 2,95 г/м2 при ее фитотоксичности, равной 14 % (Поспелова, 2006).





Транспорт через атмосферу при осаждении паров, аэрозолей, пыли или растворенных соединений с дождем и снегом вызывает повышенное содержание свинца, меди, никеля, кадмия, цинка и др.

Сообщается, что загрязнение уменьшается на расстоянии в пределах 15 - 20 м, но повышенные уровни содержания тяжелых металлов часто имеют место в 200 – 250 м и больше в стороне от дороги (Савицкене, 1993; Поспелова, 2006 и др.). Придорожная полоса является также местом скопления мусора.

4. Дорогами разрушаются места обитания и отсекаются пути миграции животных (Сметанин, 2000), а также строительство дорог губит организмы, ведущие сидячий или малоподвижный образ жизни и приводит к смерти при столкновении с транспортом.

5. Дорожная сеть способствует растущему использованию территории человеком, обеспечивая легкий доступ людей в ранее отдаленные районы, и повышают интенсивность, с которой могут вывозиться естественные ресурсы.

Природно-климатические условия района исследований. Центральное Ставрополье широкой полосой проходит с северо-запада на юго-восток края. Оно располагается на плато, северных и восточных склонах Ставропольской возвышенности. Район исследования характеризуется сложным рельефом, неоднородным почвенным покровом и флористически богатой растительностью (Атлас..., 1968; Дзыбов, Лапенко, 2003).

Климат степной зоны имеет явные черты континентальности с тенденцией к засушливости - гидротермический коэффициент (ГТК) 0,9 – 1,1 (зона неустойчивого увлажнения). За год выпадает 450 – 550 мм осадков. Среднегодовая температура +8,9 - 9,8°С (Агроклиматические ресурсы..., 1971). Климатические условия периода проведения исследования в целом соответствовали особенностям многолетних атмосферных явлений в регионе.

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Объекты, подлежащие изучению: типы растительности – разнотравно-дерновиннозлаковые и луговые степи, дубово-грабово-ясеневые леса, переходные между степью и лесом пространства - экотоны; грунтовые дороги и их сеть разного возраста и состояния в пределах указанных ценозов, a также их морфология, водосборная роль; свойства почвогрунта; вторичные растительные группировки.

Место исследования включает базовый стационар в урочище Шалево, что в 2 км юго-западнее села Верхнерусское, пункт на Уваровой горе, хутор Балки и с. Казинка, а также Русскую лесную дачу.

Производственные испытания велись на полигоне «Агроландшафт» Ставропольского НИИСХ - опыт по восстановлению придорожной степи в трех вариантах методом агростепей (Дзыбов, 2001). При этом посев сложной естественной смеси семян осуществлялся поверхностно в подготовленную почву с последующим прикатыванием.

Видовое разнообразие травяной растительности изучалось на учетных площадках 100 м2 (10X10 м2; 1 ар), встречаемость на 0,25 м2 (n=10), надземная фитомасса травостоев - на 0,5 м2 (n=6), размещение случайное (Методика опытных работ…, 1961). B покрове лесов травяные виды учитывались, как и в степи, на аровых (100 м2) площадках. Исследована пространственная приуроченность к рельефу основных и вспомогательных дорог и их сети в целом, гранулометрический и химический анализ почв и почвогрунтов на структурных элементах полевых дорог (Качинский, 1958; Аринушкина, 1962; Ярошенко, 1969; Рекомендации по методике проведения наблюдений…, 1973).

Обилие видов определялось по шкале О. Друде. Экологическая оценка исследуемых сообществ осуществлялась по ступеням шкал Л.Г. Раменского (Экологическая оценка…, 1968). Проводился учет биопродуктивности и вертикальной стратификации фитомассы, ее ботанический весовой анализ в пределах контроля и элементов дороги (Программа и методика…, 1974; Доспехов, 1979; Ларин, Иванов, Бегучев, 1990). Определялся хлорофилл в фитомассе различных элементов дорог (Милаева, Примак, 1969). Учитывался объем и вес подземной фитомассы элементов дорог (Шалыт, 1960; Доспехов, 1987). Анализировалась кормовая ценность первичных и вторичных фитоценозов участков (Куркаев, 1977; Руководство по анализам кормов, 1982; Методическое руководство…, 2000). Выявлялось содержание тяжелых металлов в фитомассе дорог (Кашкан, 1988). Латинские названия растений приведены по С. К. Черепанову (1995). Результаты экспериментальных исследований обрабатывались на основе статистического анализа (Доспехов, 1979).

ГЛАВА 3 ФЛОРА И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕВОЙ ДОРОЖНОЙ СЕТИ АГРОЛАНДШАФТА В ЗОНЕ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ СТАВРОПОЛЬЯ

Маршрутные и экспедиционные исследования проводились в пунктах, различающихся по почвенно-топографическим особенностям (табл. 1).

Таблица 1 - Пункты проведения исследований, их географические и геоморфо-логические особенности

Пункты исследования

Особенности пунктов и растительности

1

Урочище Шалево 1

Стационар на Шалевой поляне в 5 км западнее г. Михайловска, 490 м над ур. моря

Festuca valesiaca + Bothriochloa ischaemum + Festuca pratensis

2

Урочище Шалево 2

Экотон северной части Шалевой поляны, в 200 м перед вхождением грунтовой дороги в дубово-грабово-ясеневый лес, 490 м над ур. моря

Festuca valesiaca + Stipa capillata + Carex michelii

3

Уварова гора

Стационар в 3 км от экспериментального полигона «Агроландшафт», крутизна 3, 350 м над ур. моря

Festuca valesiaca + Bothriochloa ischaemum + Koeleria cristata



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.