WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Сравнительный анализ состояния древостоев сосны обыкновенной (pinus sylvestris l.) и березы повислой (betula pendula roth) в условиях казанского промышленного центра

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

БИКМУЛЛИН РАМИС ХАРИСОВИЧ

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ДРЕВОСТОЕВ

СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS L.) И

БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (BETULA PENDULA ROTH)

В УСЛОВИЯХ КАЗАНСКОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЦЕНТРА

Специальность 03.02.08 экология (биология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

ТОЛЬЯТТИ - 2012

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования ФГБОУ ВПО

«Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Кулагин Андрей Алексеевич
Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор Бухарина Ирина Леонидовна;
доктор биологических наук, профессор Усманов Искандер Юсуфович
Ведущая организация Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского (г. Саратов)

Защита состоится « 21» февраля 2012 года в 12 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 002.251.01 при Учреждении Российской академии наук Институт экологии Волжского бассейна РАН по адресу: 445003, Самарская область, г. Тольятти, ул. Комзина, 10.

Тел. (8482) 48-99-77; факс (8482) 48-95-04; E-mail: ievbras2005@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии Волжского бассейна РАН и на сайте ИЭВБ РАН по адресу: http://ievbras.ru

Автореферат разослан «16» января 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного

совета, кандидат биологических наук А.Л. Маленев

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Превращение биосферы в биотехносферу – исторически неизбежный процесс. Антропогенные факторы и техногенез уже сегодня определяют состояние органического мира и перспективы его дальнейшего развития (Свирежев, Логофет, 1978; Василенко и др., 1985; Одум, 1986; Кулагин, 2006; Environment …, 1970; Smith, 1981; Chiras, 1991), оказывают негативное влияние на живые организмы, сравнимые по своим масштабам и значению, с такими природными факторами, как температура, свет, вода. Лесная растительность и лесообразующие виды деревьев, произрастающие в условиях техногенного загрязнения, оказываются в критических экологических ситуациях. Техногенная трансформация природных ландшафтов нередко приводит к формированию экстремальных лесорастительных условий (ЛРУ) в пределах географического и экологического ареалов отдельных видов древесных растений (Таусон, 1948; Кулагин, 1974, 1985; Свирежев, Логофет, 1978; Василенко и др., 1985; Одум, 1986; Коршиков, 1996; Кулагин, Шагиева, 2005; Avenhaus, Hafele, 1974; Korte et. al., 1976; Pilegaard, 1978; Davis, 1980; Dovald, Semb, 1980; Smith, 1981; Dowdy, 1983; Hawrys, 1984; Perala, 1984; Bucker, Guderian, 1993; Klumpp et. al., 1998).

Для проведения комплексных лесоэкологических исследований нами были выбраны экотопы, являющиеся характерными для Среднего Поволжья, а также сопредельных территорий в целом - Казанский промышленный центр (КПЦ), представляющий собой концентрацию химических, нефтехимических и вспомогательных производств с преобладающим углеводородным типом загрязнения (Государственный…, 2010).

Цель работы - на основании анализа изменений эколого-физиологических и лесобиологических характеристик сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и березы повислой (Betula pendula Roth) оценить особенности их адаптации к техногенным условиям Казанского промышленного центра.

Задачи исследования:

  1. Оценить изменения количества и соотношения пигментов фотосинтеза в ассимиляционных органах при развитии растений в экстремальных лесорастительных условиях;
  2. Охарактеризовать изменения водного режима (интенсивности транспирации, водного дефицита и содержания свободной воды) ассимиляционных органов древесных растений;
  3. Изучить особенности повреждений и ростовых процессов листьев, хвои, побегов и стволов древесных растений;
  4. Определить относительное жизненное состояние, плодоношение и естественное возобновление сосновых и березовых насаждений Казанского промышленного центра.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что для Казанского промышленного центра автором впервые проведен комплексный анализ состояния основных лесообразующих древесных пород России – сосны обыкновенной и березы бородавчатой. Использование классических лесобиологических методов исследования, применяемых в практике лесного хозяйства, в сочетании с современными эколого-физиологическими методами позволили получить характеристики древостоев и определить степень негативного влияния комплекса предприятий нефтехимической промышленности и автомобильного транспорта на лесные экосистемы региона.



Теоретическая значимость работы заключается в том, что на основании материалов, полученных в ходе проведения экспедиционных работ и экспериментов, приводятся характеристики изменчивости, экологической пластичности, устойчивости и адаптивного потенциала сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и березы бородавчатой (Betula pendula Roth) в условиях техногенеза на территории Среднего Поволжья. Данные показатели определены путем изучения динамики изменений различных параметров растений на молекулярном, физиологическом, организменном и ценопопуляционном уровнях организации при произрастании в экстремальных ЛРУ.

Обоснованность выводов и достоверность результатов работы обеспечены значительным объемом фактического материала, лабораторными и полевыми экспериментами с применением современных методов проведения исследований и подтверждением их методами математической статистики.

Декларация личного участия. Автор производил работы по аналитическому обзору исследований по изучаемому вопросу. Формулирование цели, гипотезы и задач исследований, выбор методик, сбор фактического материала, закладка лабораторных и полевых опытов, проведение камеральных работ, анализ и обобщение результатов исследований, формулирование выводов произведены автором лично.

Практическая значимость исследований состоит в том, что полученные и проанализированные характеристики древостоев позволяют разработать систему экспресс-анализа состояния и учета лесонасаждений. Комплексный всесторонний анализ насаждений позволяет не только оценивать текущее состояние древостоев, но и прогнозировать их развитие в будущем, определяя возможности выполнения средостабилизирующих биосферных функций на определенной территории. Предложенные методы оценки состояния лесных экосистем и созданная сеть пробных площадей могут стать основой для проведения многолетних мониторинговых исследований.

Материалы, представленные в настоящей диссертационной работе, могут использоваться в учебном процессе в ССУЗах и ВУЗах общебиологического и лесохозяйственного профилей при подготовке и чтении курсов «Дендрология», «Экологическая физиология растений», «Охрана окружающей среды», «Рекультивация техногенно нарушенных земель», «Общая экология», «Региональная экология», «Введение в промышленную и транспортную экологию» и т.д. Следует отметить, что материалы, представленные в работе, частично используются при чтении некоторых курсов на естественно-географическом факультете БГПУ им. М. Акмуллы.

Апробация работы. В период выполнения работ с 2006 по 2011 гг. результаты исследований докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Экология в высшей школе: синтез науки и образования» (г. Челябинск), Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения член-корреспондента АН СССР П.И. Лапина (г. Москва), Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы качества природной и техногенной среды» (г. Тамбов), Региональной научно-практической конференции «Уральский регион Республики Башкортостан: человек, природа, общество» (г. Сибай), Международной научно-практической конференции «Природоресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (г. Пенза), II Всероссийской заочной научно-практической конференции «Современные проблемы контроля качества природной и техногенной сред» (г. Тамбов) и Всероссийской конференции с участием зарубежных ученых «Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии» (г. Иркутск) и Международной научно-практической конференции «Экологическое равновесие: антропогенное вмешательство в круговорот воды в биосфере» (г. Санкт-Петербург).

Организация исследований. Работа выполнялась на кафедре экологии и природопользования и в Научно-образовательном экологическом центре ФБГОУ ВПО «Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы» в период с 2006 по 2011 годы. Исследования проводились в рамках выполнения проектов «Восстановление и формирование лесных экосистем в критических ландшафтах Башкортостана» (грант РФФИ №08-04-97017-р; грант АН РБ №40/35-П) и НИР №1.4.09 по тематическому плану МОН РФ проведения фундаментальных исследований «Адаптация древесных растений и экологическое обоснование лесовосстановления нарушенных ландшафтов».

На защиту выносятся следующие положения:

  1. Состояние хлорофилл-белкового комплекса и параметры водного режима являются наиболее информативными при характеристике степени деградации растений сосны обыкновенной и березы бородавчатой в условиях антропогенно трансформированной среды.
  2. Изменения анатомо-морфологических и физиологических параметров древесных растений в условиях анропогенного воздействия представляют собой сопряженные процессы, направленные на обеспечение выживания растений в экстремальных лесорастительных условиях.
  3. Видовые особенности листопадных древесных растений (на примере березы бородавчатой) являются основой для более успешного выживания в условиях техногенеза по сравнению с «вечнозелеными» растениями.

Публикации. Основные результаты исследований изложены в 10 научных публикациях, в том числе в 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК России.





Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 153 страницах и включает введение, 4 главы, выводы, список литературы, включающий 234 наименований, в том числе 74 на иностранных языках и 5 приложений, содержит 3 таблицы и 72 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Во введении обоснована актуальность исследований, определены цель и задачи исследований, представлены теоретическая и практическая значимость работы, а также защищаемые положения.

  1. КРАТКАЯ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Республика Татарстан расположена в центре Среднего Поволжья, на востоке Русской равнины, в средней части бассейна реки Волги и нижней части бассейна реки Камы, в лесной и лесостепной зонах. Территория республики занимает 67,6 тыс. км2 и ограничена координатами 53058 -56039 с. ш. и 47015 - 54018 в.д. Наибольшая протяженность с севера на юг – 270 км и с юго-запада на северо-восток – 460 км (Колобов, 1968; Переведенцев и др., 2008).

Климат Среднего Поволжья умеренно континентальный, что обусловлено его географическим положением в глубине материка. Климат рассматриваемого района по температурным условиям делится на два резко выраженных периода: холодный – с отрицательными температурами и снежным покровом и теплый. К неблагоприятным проявлениям климата, кроме засухи и низких зимних температур, относятся и весенне-летние заморозки.

По территории Среднего Поволжья проходит граница двух растительных зон: лесной и лесостепной. Северная часть, ограниченная долинами рек Волги и Камы, расположена в южной подзоне смешанных лесов. Правобережная часть Волги и территория к югу от долины Камы относится к зоне лесостепи. В составе растительного покрова Республики Татарстан выделяются южная тайга и лесостепь. К северу от р.Камы и востоку от р.Волги простирается южная тайга, характеризующаяся распространением смешанных широколиственных и хвойных лесов. Предволжье и Закамье входят в подзону лесостепи с характерным чередованием участков широколиственного леса с участками луговой степи. Вторые и третьи речные террасы, сложенные древнеаллювиальными песками, заняты сосновыми лесами. В настоящее время на большой площади первоначальная растительность уничтожена. Видовой состав лесов довольно разнообразен. Из общей лесопокрытой площади, составляющей 985,7 тыс. га, более 26% занимают насаждения с преобладанием осины, почти такую же площадь занимают дубовые леса. Около 16% площади приходится на долю липовых насаждений, около 14% занимают березняки. Сосновые насаждения занимают немногим более 10%. Около 2% лесопокрытой площади приходится на долю пихты и ели, а также клена и ильмовых. Более 1% занято под ольшаниками. Следует отметить, что в санитарно-защитных насаждениях, несмотря на общую довольно низкую лесопокрытую площадь, преобладают сосна обыкновенная и береза бородавчатая, совместно занимая около 60% всей территории насаждений указанного функционального назначения.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Выполнен обзор работ отечественных и иностранных авторов по проблемам оценки экологической ситуации в г. Казань и устойчивости древесных растений к действию различных экологических факторов в условиях урбосреды (Илюшин, 1953; Сергеев и др., 1961; Лир и др., 1974; Ахматов, 1976; Лархер, 1978; Влияние загрязнений…, 1981; Школьник, Алексеева-Попова, 1983; Гетко, 1989; Влияние промышленного…, 1990; Ситникова, 1990; Коршиков, 1996; Усманов и др., 2001; Кулагин, 2006; Государственный…, 2002, 2004, 2006, 2008, 2010; Vogel, 1973; Tyler, 1975; Wallace et al., 1980; Sizov, Tsvetkov, 1982; Jamrich, 1989; Barigah et al., 1990; Evaluating…, 1990; Hoffman, Gronlberg, 1990; Borelli, 1994; Rautio et al., 1998; Ray, Nicoll, 1998;). В разделе также содержится краткая характеристика биологии и экологии сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) (Флора СССР, 1934; Ванин, 1956; Тахтаджян, 1956; Кулагин, 1961; Рахтеенко, 1963, 1967; Правдин, 1964; Красильников, 1970; Курнаев, 1973; Кулагин, 1974; Шахова, 1976; Побединский, 1979; Баталов и др., 1981, 1984; Калинин, 1983; Чепик, 1985; Ярмишко, Цветков, 1987; Ярмишко, 1997; Чурагулова, 1998; Зайцев, 2000; Сметанина, 2000; Roberts, 1976; Hanish, Kilz, 1990) и березы повислой (Betula pendula Roth) (Флора СССР, 1934; Антипов, 1979; Коропачинский, 1983; Определитель…, 1988; Чурагулова, 1998; Кулагин, 2006).

3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для проведения комплексных исследований древесных растений нами были заложены временные (30 шт.) и постоянные (5 шт.) пробные площади в пределах Казанского промышленного центра (Республика Татарстан). Контрольные пробные площади заложены в Волжско-Камском биосферном природном заповеднике близ п.Раифа (Республика Татарстан). Особенности проведения работ и методы исследований определяли с учетом поставленных задач и цели работ.

Выбор участков, закладка и описание пробных площадей проводились с учетом стандартизированных, известных и общепринятых методических подходов (ГОСТ 16128-70; ОСТ 56-69-83; Глазовская, 1964; Методы…, 1966; Сукачев, 1966; Клейн, Клейн, 1974; Агрохимические…, 1975; Адлер и др., 1976; Алексеев и др., 1990; Glavac, Ebben, 1986). Особое внимание уделялось положению отдельных участков в рельефе. Расстояние от пробной площади до источника загрязнения определялось на основе ландшафтно-экологического принципа (Лукьянец, Шилова, 1979; Шилова и др., 1979; Шилова и др., 1984).



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.