WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ АНТРОПОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ В АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ ...»

-- [ Страница 1 ] --

1

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

НИЗКИЙ СЕРГЕЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

АНТРОПОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ В АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

03.02.14 – биологические ресурсы (биологические наук

и) Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Благовещенск Оглавление Введение Раздел Анализ состояния изученности проблемы и условий проведения исследований Глава 1 Техногенез и трансформация биологических ресурсов 1.1 Растительные сообщества и их трансформация под действием антропогенных факторов 1.2 Восстановление биологических ресурсов техногенных ландшаф- тов 1.3 Растительные сообщества урбанизированных территорий 1.4 Трансформация биоресурсного потенциала агрофитоценозов 1.5 Формирование почвенных ресурсов на антопогенно-нарушенных землях Глава 2 Физико-географические условия мест проведения исследо- ваний 2.1 Рельеф 2.2 Климат 2.3 Почвы 2.4 Растительность Глава 3 Объекты и методы исследований 3.1 Объекты исследований 3.2 Методы исследований Раздел 2 Результаты исследований и их обсуждение Глава 4 Оценка возможности восстановления биологических ресур- сов техногенно-нарушенных земель 4.1. Восстановление растительности на участках золотодобычи 4.2 Восстановление растительности в карьерах Глава 5 Оценка состояния растительных ресурсов урбанизированной территории 5.1 Плотность зеленых насаждений в городе Благовещенске 5.2 Растительность парков и скверов в городе Благовещенске Глава 6 Трансформация растительности агрофитоценозов при переходе их в залежи 6.1 Развитие растительного сообщества на залежах в зависимости от вида антропогенного воздействия и их возраста 6.2 Формирование на залежах сообществ луговых травянистых рас- тений 6.3 Заселение залежей древесными и кустарниковыми растениями Глава 7 Оценка биоресурсного потенциала антропогенно - нарушен- ных земель Амурской области 7.1 Биоресурсный потенциал техногенных ландшафтов в южно- таежной зоне Амурской области 7.2 Древесные и травянистые растения как биологический ресурс для создания комфортных условий проживания на урбанизированных территориях 7.3 Биологические ресурсы залежных земель южной сельскохозяй- ственной зоны Амурской области Выводы Список литературы Приложения Введение Актуальность проведенных исследований Реальностью современного состояния биосферы является экологический кризис. Антропогенное воздействие на природную среду, ухудшение е состояния и расширение территорий, подвергнутых урбанизации стало характерной особенностью эпохи.





Несколько десятков тысяч лет назад человек эволюционно встраивался в ландшафты, как и прочие представители животного царства, сотрудничая с природой, не создавая ничего опасного как для нее, так и для самого себя. Впоследствии, овладев огромными пространствами, вовлекая в свой хозяйственный оборот различные виды природных ресурсов, сооружая массивы жилых и производственных зданий, сети дорог и продуктопроводов, человек существенно изменил (антропогенизировал) природную среду, в ряде мест придав ей свойства, в целом неблагоприятные и для самого себя [Миларт, 1982, Кочуров, 2003]. Стремительный прогресс науки и техники дал в руки человечества огромные силы воздействия на окружающую среду. Направленные на благо человечества, эти силы одновременно приводят к ухудшению условий жизни самого человека. Человек вместе с его потребностями (техногенными по своей природе) часто выступает фактором геологической эволюции на стадии техногенеза [Садовский, Низкий, 2007; Кузык, Яковец, 2006].

Беспощадная эксплуатация природных ресурсов в итоге привела к их резкому сокращению. Человечество пришло к осознанию того, что возможности окружающей среды в отношении количества биологических ресурсов и жизненного пространства взаимосвязаны и ограничены. Грозную опасность представляет нарушенность экосистем, достигающая более 2/3 в мире и 1/3 в России [ДаниловДанильян, Розенталь, 2009]. Речь идет о нарушении функционирования природных сообществ живых организмов, совокупная деятельность которых обеспечивает саму возможность существования жизни как глобального явления. Антропогенное влияние на всю взаимосвязанную совокупность живых существ представляет собой фундаментальную опасность, поскольку оно не прекращается даже в условиях устранения прямых форм ухудшения среды [Щекина и др, 2011].

Антропогенно нарушенные земли являются прямым следствием не только техногенеза, как такового, но и просто результатом жизни человека. Примером являются урбанизированные территории городов с развитой промышленностью и коммуникациями, техногенные ландшафты карьеров, отвалов, свалок, а также земли сельскохозяйственного использования [Подгорная, Росликова, 1999; Валова, 2007].

Природные экосистемы Приамурья, всего за 150 с небольшим лет освоения русскими этих территорий, подверглись сильному и многоплановому антропогенному воздействию, приведшему к негативным последствиям для биотических комплексов и образованию большого количества антропогенно нарушенных земель [Воронов, 1980]. В состоянии коренной перестройки оказались как водные экосистемы, так и экосистемы суши. Сократилась численность характерных для региона видов растений и животных и их сообществ, а в ряде случаев они оказались на грани исчезновения или уже исчезли из биоты региона.





В Амурской области более 100 лет разрабатываются золотоносные россыпи, велось строительство Байкало-Амурской магистрали (БАМ) и автомобильной дороги Чита-Хабаровск, проложена нефтепроводная система. Вдоль этих объектов открыто большое количество карьеров, которые предназначены для выемки грунта. Отвалы дражной добычи золота и строительные карьеры являются неотъемлемым элементом современного техногенного ландшафта [Амурская область …, 2001]. Самый крупный населенный пункт в Амурской области – город Благовещенск. Как и другие города это еще один из элементов антропогенно нарушенных земель. Урбанизированная территория, по существу, является трансформированным экокомплексом, где естественная среда обитания замещается антропогенным аналогом [Ковязин, 2008]. Существенная часть экосистем региона оказалась вовлеченной в сельскохозяйственное производство и постоянно находится под воздействием опосредованного влияния со стороны человека. В результате огромные территории превратились в так называемые агроценозы – земли, на которых естественные растительные сообщества заменены насаждениями сельскохозяйственных растений, а почвы потеряли свою естественную генетическую структуру. Эти земли после прекращения их использования становятся залежами. В настоящее время в Амурской области таких земель насчитывается порядка 1 млн. га. [Система земледелия …, 2003].

Экосистемы антропогенно нарушенных земель на протяжении всего периода их освоения и особенно после прекращения хозяйственной деятельности стремятся вернуть себе первоначальный вид [Авилова, 2000]. Вместе с тем, восстановление экосистем в регионе затруднено. Главными ограничивающими факторами являются дефицит тепла и пожары, периодически охватывающие в пределах региона огромные пространства. Ежегодно в Приамурье в среднем случается около 1500 лесных и луговых пожаров, которыми охватываются в среднем от тысяч до нескольких миллионов га [Воронов, электронный ресурс, 2013].

Антропогенно нарушенные земли в результате хозяйственной деятельности человека утрачивают присущий естественным природным образованиям биоресурсный потенциал. Участки природной среды в техногенных ландшафтах превращаются в безжизненные, изуродованные пространства, совершенно лишенные растительности. Возможность и длительность восстановления биологических ресурсов таких территорий не выяснена. Урбанизированные территории заселяются культурными насаждениями, состояние и структура которых не соответствуют их назначению. Агрофитоценозы, предназначенные для производства продовольствия, превращаются в залежи, биоресурсный потенциал которых до конца не оценен. Поэтому изучение возможности восстановления и перспективы использования биологических ресурсов антропогенно нарушенных земель в Амурской области становятся востребованными и актуальными.

Цель исследований Оценить возможность восстановления и перспективу использования биологических ресурсов антропогенно нарушенных земель в Амурской области.

Задачи исследований:

1) изучить динамику восстановления биологических ресурсов и оценить перспективы их использования на примере техногенных ландшафтов в зоне южной тайги;

2) исследовать особенности, структуру и декоративные свойства зеленых насаждений на урбанизированной территории и дать оценку возможности применения этих ресурсов для создания комфортных условий проживания людей;

3) изучить в южной сельскохозяйственной зоне Амурской области трансформацию растительных сообществ залежных земель и установить возможность формирования здесь потенциала биологических ресурсов замещения.

1) впервые исследована для условий южно-таежной зоны Амурской области возможность процесса восстановления и оценена перспектива использования биологических ресурсов техногенных ландшафтов;

2) оценена на примере города Благовещенска роль культурных насаждений как биологического ресурса создания комфортных условий проживания людей;

3) впервые, для условий южной сельскохозяйственной зоны Амурской области изучена динамика трансформации фитоценозов залежных земель и проведена оценка формирования на них биологических ресурсов замещения.

Положения, выносимые на защиту В условиях южно-таежной зоны Амурской области на антропогеннонарушенных землях через 70 лет после прекращения техногенного воздействия происходит восстановление биоресурсного потенциала, который может быть использован частично, в основном в виде ресурсов собирательства. Полное восстановление лесных ресурсов этой территории возможно только при достижении технической спелости основных представителей естественных лесов данной территории (ели, пихты и лиственницы).

На урбанизированной территории в момент проведения исследований растительное сообщество не соответствовало своему предназначению – созданию комфортных условий проживания людей. Причины такого несоответствия заключаются в низкой плотности, бедности видового состава насаждений, несоблюдении технологий ухода за ними. Биологичесие ресурсы, произрастающих на селитебно-промышленной территории города Благовещенска растений, могут быть использованы как ресурсы для создания декоративного ассортимента деревьев, кустарников и трав, не требующих дополнительных мероприятий по адаптации к местным условиям.

В южной сельскохозяйственной зоне Амурской области на залежных землях при отсутствии пожаров через 15 лет происходит формирование насыщенных фитоценозов устойчивого типа, богато представленных видовым составом травянистых растений. Биологические ресурсы этих сообществ являются ресурсами замещения в экосистемах и представляют интерес как лекарственное сырье, как банк генетического материала для селекции кормовых и декоративных растений.

Практическая значимость Проведенные исследования на землях техногенных ландшафтов позволяют рекомендовать обязательное проведение горнотехнической рекультивации по выполаживанию крутых склонов отвалов и карьеров. Поскольку возможность использования биоресурсного потенциала этих территорий сопряжена с достижением технической спелости главных лесообразующих пород деревьев, рекомендуется защитить территорию от вторичной антропогенной экспансии и предостеречь от преждевременного и нерационального е использования, чему может способствовать режим заказников.

Биоресурсный потенциал, произрастающих на селитебно-промышленной территории города Благовещенска растений, рекомендуется использовать для создания ассортимента деревьев, кустарников и трав, адаптированных к местным условиям. Для этого разработана и внедрена в питомнике МП «Зеленстрой» города Благовещенска технология размножения тополя белого. Апробированная в условиях города Благовещенска, методика учета параметров флуктуирующей ассиметрии листьев березы плосколистной может быть использована для индикации экологического состояния урбанизированных территорий Приамурья.

Для практического применения предложена классификация залежных земель по категориям в зависимости от степени и вида антропогенной нагрузки.

Поскольку биологические ресурсы на залежных землях представляют интерес как лекарственное сырье, а в фитоценозах эти растения произрастают как единичные и не многочисленные, предлагается использовать эти ресурсы в качестве источника семян для последующего выращивания в производственных масштабах.

Апробация работы Результаты исследований доложены и обсуждены на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства и природообустройства», Благовещенск: ДальГАУ, 1999; Научно-практической конференции «Сохранение биоразнообразия Амурской области», Благовещенск:

2000 г.; Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Амурская наука на пороге III тысячелетия», Благовещенск: 2000 г.; Международной научно-технической конференции. «Строительство и природообустройство на рубеже тысячелетия», Благовещенск: 2000 г.; Межвузовских научно-практических конференциях « Молодежь XXI века: Шаг в будущее», Благовещенск: 2000, 2001, 2002, 2003, 2006, 2007, 2013 гг.; Университетских тематических конференциях, Благовещенск: ДальГАУ, 2002, 2003, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2013 гг.; Региональной научныой конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Будущее Амурской науки», Благовещенск: 2001 г.; Амурской научно – практической конференции «Зейско-Буреинская равнина: Проблемы устойчивого развития», Благовещенск: г.; Всероссийской научнопрактической конференции «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы», Красноярск, 2004 г.; Межрегиональной конференции молодых ученых «Проблемы безопасности и жизнедеятельности в техносфере», Благовещенск: 2004 г.; Международной научно-практической конференции «Экология и устойчивое развитие сельской местности», Ставрополь: 2012 г.; YI Международном форуме «Охрана и рациональное использование лесных ресурсов», Благовещенск-Хэйхэ-Харбин, 2013 г.

Личный вклад автора

Работа является обобщением результатов исследований выполненных в 2000 – 2012 гг. лично автором и совместно с аспирантами Дальневосточного государственного аграрного университета (ДальГАУ), которые являются соавторами некоторых публикаций. Постановка целей и задач, выработка методологии и структуры работы, разработка идей, организация и проведение полевых исследований, обобщение и интерпретации полученных результатов, подготовка научных публикаций принадлежат автору.

Научно-исследовательская работа выполнена согласно плану НИР ДальГАУ в 2000 – 2005 гг. по теме «Изучение закономерностей самовосстановления антропогенно-нарушенных биоценозов», раздел 7.2, № госрегистрации 01.9. 20 012649, в 2006 – 2012 гг. по теме 8 «Адаптивное землепользование», раздел 8.3 «Изучение закономерностей самовосстановления антропогенно-нарушенных биоценозов», № госрегистрации 0120.0503566.

Публикация результатов исследования По теме диссертации опубликовано – 40 научных работ, в том числе 10 статей в журналах, реферируемых ВАК, 1 монография и 4 в трудах международных конференций.

Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 202 страницах основного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, включает 39 таблиц, 62 рисунка, 5 приложений. В работе использовано 523 источников литературы, в том числе 70 иностранных авторов.

Автор выражает искреннюю благодарность: доктору биологических наук, профессору А.В.Крылову; доктору биологических наук, профессору, академику П.Г. Горовому; доктору сельскохозяйственных наук, профессору П.В. Тихончуку;

доктору биологических наук, профессору, академику РАСХН В.А. Тильба, доктору биологических наук, гл. н. сотр. В.И. Голову; доктору биологических наук, профессору С.Д. Шлотгауэр; доктору биологических наук, профессору С.Г. Хариной; доктору биологических наук, профессору Ю.А. Гаврилову; кандидату биологических наук, профессору В.Ф. Прокопчук; кандидату биологических наук, доценту В.Т. Яборову, кандидату сельскохозяйственных наук А.А. Муратову; кандидату биологических наук Е.В. Аистовой и всем тем, кто оказывал поддержку и принимал участие в плодотворных дискуссиях по теме исследований.

Анализ состояния изученности проблемы, мест и условий Техногенез и трансформация биологических ресурсов Важнейшей составляющей среды обитания человека являются природные ресурсы. Природные ресурсы это тела и силы природы, необходимые человеку для жизни и хозяйственной деятельности. Это та часть всей совокупности природных условий и важнейшие компоненты природной среды, которые используются (либо могут быть использованы) при данном уровне развития производительных сил для удовлетворения разнообразных потребностей общества и общественного производства [Степановских, 2001; Николайкин, 2003; Кузык, Яковец, 2006; Христофорова, 2007].

Такие виды природных ресурсов, как солнечная энергия, внутриземное тепло, водные, земельные и минеральные ресурсы - являются средствами труда. Растительные ресурсы, животный мир, питьевая вода, дикорастущие растения - являются предметами потребления.

Та часть природных ресурсов, которая реально может быть вовлечена в хозяйственную деятельность при данных технических и социально-экономических возможностях общества, при условии сохранения среды жизни человека, называется природно-ресурсным потенциалом. Природно-ресурсный потенциал, экономически оцененный, входит в состав национального богатства.

В связи с огромным объемом используемых природных веществ и энергии проблема обеспеченности человечества природными ресурсами является глобальной. Для предотвращения истощения природных ресурсов необходимо их тщательное изучение, рациональное и комплексное использование, поиски новых источников.

Существующие классификации природных ресурсов [Розенберг, 1999;

Гальперин, 2003; Экология …, 2004] основаны на разделении совокупности предметов, объектов и явлений природной среды на группы по функционально значимым признакам. Учитывая природное происхождение ресурсов, а также их огромное экономическое значение они подразделены:

по природным группам (минеральные, водные, земельные, растительные, животного мира, климатические);

по признакам исчерпаемости и возобновимости (исчерпаемые и неисчерпаемые);

по хозяйственным признакам (с точки зрения возможностей хозяйственного использования);

по техническим возможностям эксплуатации (реальные и потенциальные);

по экономической целесообразности замены (заменимые и незаменимые);

по экономическому значению (на балансовые, эксплуатация которых целесообразна в данный момент, и забалансовые, эксплуатация которых пока нецелесообразна).

Ресурсы растительного и животного мира объединяют в понятие биологические ресурсы. Это растения, животные, грибы, водоросли, бактерии, а также их совокупности (сообщества) и почвы, то есть экосистемы [Митрюшкин, Павловский, 1979; Уиттекер, 1980; Коробкин, Передельский, 2007].

Биологические ресурсы могут выступать в роли ресурсов сельскохозяйственного производства и ресурсов непроизводственной сферы. При сельскохозяйственном производстве учитываются те виды ресурсов, которые участвуют в создании продукции: агроклиматические (тепло и влага, необходимые для продуцирования культурных растений и выпаса скота); земельные (в первую очередь это почвы) и ресурсы кормовых растений.

Ресурсы непроизводственной сферы это изымаемые из природной среды дикие животные, представляющие объекты промысловой охоты, лекарственное сырье естественного происхождения, а также ресурсы рекреационного хозяйства, заповедных территорий.

Биологические ресурсы – это источники получения необходимых человеку материальных благ (пищи, сырья для промышленности, материала для селекции культурных растений, сельскохозяйственных животных, микроорганизмов для медицины, растений для рекреационного использования). Биологические ресурсы – основа жизни человечества. Это его пища, жилище, одежда, источник дыхания, среда отдыха и восстановления сил [Розенберг, Рянский, 2005; Экология города, 2008; Разумова, 2010].

Почти все биологические ресурсы являются возобновимыми, однако необходимо поддерживать условия, при которых восполнимость этих ресурсов будет гарантирована. В настоящее время техногенез, лежащий в основе взаимодействия человека и природы, угрожает уничтожению значительной их части. Для поддержания стабильности биологических ресурсов необходима достаточно высокоразвитая база их воспроизводства. При этом необходимо учитывать, что скорость техноэволюции, определяющей воздействие человека на биосферу, непрерывно растет. Темпы смены техногенных циклов измеряются десятками лет, а биоэволюционные периоды природных изменений тысячелетиями.

Растения, принадлежащие к разряду главнейших биологических ресурсов (наряду с животным миром), создают необходимую среду для жизни людей, служат неиссякаемым источником разнообразных пищевых продуктов, технического и лекарственного сырья, строительных материалов, объектов декоративного и рекреационного использования [Кочуров, 2003; Адаптация человека …, 2010].

Именно растения являются первичным звеном в пищевых природных цепях. Растительный мир это мир растительных сообществ (фитоценозов).

1.1 Растительные сообщества и их трансформация под воздействием антропогенных факторов Первое определение растительного сообщества было дано Г.Ф. Морозовым [1912] для леса, а затем распространено В.Н. Сукачевым [1916] на все растительные сообщества. Термин фитоценоз впервые был применен И.К. Пачоским [1917] для сообществ, образованных одним видом растений, а позднее распространен на все растительные сообщества.

В.Н. Сукачев [1972] определил понятие фитоценоза как совокупность растений, произрастающих совместно на однородной территории, характеризующаяся определенным составом, строением, сложением и взаимоотношениями растений как друг с другом, так и с условиями среды. Характер этих взаимоотношений определяется, с одной стороны, жизненными (экологическими) свойствами растений, с другой стороны, свойствами местообитания, то есть характером климата, почвы и влиянием человека и животных.

По определению Т.А. Москалюк [электронный ресурс, 2011] фитоценоз это главная составляющая, узловая во всех отношениях подсистема биогеоценоза, в которой протекают основные процессы образования и преобразования того, что является основой жизни на планете – органического вещества. Фитоценоз определяет пространственные границы биогеоценоза, его структуру и облик, внутренний климат, состав, обилие и распределение животных, микроорганизмов, особенности и интенсивность материально-энергетического обмена всей системы биогеоценоза.

Фитоценоз характеризуется структурой, видовым составом образующих его растений, их обилием и приуроченностью к определенному местообитанию [Сукачев, 1975].

Жизнь фитоценоза неразрывно связана с воздействием его на условия существования, то есть на почву и климат. В первое время после возникновения растительное сообщество способно видоизменить среду в благоприятную для себя сторону [Булыгин, 1991].

Существенными признаками фитоценоза принято считать – фитоценотические отношения и наличие фитоценотической среды, то есть в сообществе растений проявляются отношения между его представителями (конкуренция, взаимопомощь) и наблюдаются изменения в среде их обитания (микроклимат, трансформация почвы) [Фитоценология, 1983; Прилуцкий, 2007].

Сообщество растений, представляя собой определнную систему отношений, выработавшуюся в течение времени, обладает известной устойчивостью, которая выражается в том, что сообщество может сохранять свой состав и строй в течение более или менее продолжительного времени. Эта устойчивость обусловлена способностью к самовозобновлению. Сообщество так организовано, что в нм по мере отмирания части экземпляров взамен их вырастают новые. Таким образом, состав и структура сообщества в существенных чертах может поддерживаться неизменным ряд лет [Колесников 1964, Ипатов, Кирикова, 1997].

Основным свойством фитоценоза является многостороннее взаимное влияние растений друг на друга. Из-за конкуренции в фитоценозе растение, произрастающее в сообществе, испытывает на себе влияние своих соседей в течение всей жизни. Поэтому большинство сообществ имеет смешанный характер, слагаясь из целого ряда видов [Миркин, 1985; Ботаническая география …, 1986].

Сейчас, коренных, не измененных в той или иной мере, фитоценозов, осталось очень немного: большинство из них являются в известной степени производными, обязанными своим существованием человеку. При воздействии человека меняется не только растительность, но и условия среды, и не только потому, что пожар, например, изменяет верхний слой почвы, а потому, что почва и климат внутри насаждения зависят от характера растительности. Поэтому и в таких случаях можно говорить, что воздействие человека вызвало изменение условий среды [Александрова, 1964].

Формирование и развитие фитоценозов происходит в результате различных видов изменчивости: сезонной, флуктуационной и сукцессионной.

Сезонная изменчивость фитоценозов вызвана изменениями в течение года условий произрастания растений и присутствием в составе фитоценозов видов, различающихся по ритму сезонной вегетации, что приводит к формированию различных аспектов [Фитоценология, 1983].

Флористический состав фитоценозов в течение вегетационного сезона не изменяется, но численность особей и состав ценотических популяций компонентов фитоценозов подвержены существенным колебаниям. Особенно сильно количественное соотношение компонентов по вегетационному сезону колеблется в многовидовых полидоминантных травяных фитоценозах. Сезонная ритмика создает благоприятную экологическую обстановку для сообщества растений [Работнов, 1978].

Флуктуационная изменчивость понимается как ненаправленные, различноориентированные или циклические изменения фитоценозов от года к году или в течение краткосрочных климатических или иных циклов, завершающихся возвратом к исходному или, что более точно, близкому к нему состоянию [Риклефс, 1979].

Сукцессионная изменчивость заключается в том, что всякий фитоценоз никогда не остается неизменным; он все время изменяется в ту или другую сторону.

В природе постоянно наблюдаются смены одних ценозов другими во времени [Ронгинская, 1988; Сукцессии и …, 1993].

Существенный вклад в изучение сукцессий фитоценозов внесли Р. Гульт [Hult,1985], Е. Варминг [Варминг, 1901 а; Варминг, 1901 б; Warming, 1901], К.

Каулс [Cowles, 1899, 1911], Ф. Клементс [Clements, 1916, 1936], Тенсли [Tansley, 1920, 1935], Д.Коннелл и К. Слейтер [Connell, Slayter, 1977], Р. Уиттекер [Whittaker, 1975,1980], В.Н. Сукачв [1972], Т.А. Работнов [1995], Сукцессии особенно наглядно протекают, когда наблюдается заселение растениями еще незанятой ими территории. На заброшенной пашне, на вырубленной лесосеке, на пожарище эти процессы также имеют место, но они протекают в не вполне чистом виде [Литвак, Родионов, 1994].

В развитии сукцессий можно различать три процесса. Первый, когда идет лишь формирование ценоза на незанятой прежде растительностью почве (сингенетическая смена). Второй, когда смена вызывается изменением среды самими растениями (экогенетическая смена). И наконец, третий – смена, определяемая изменением растений, входящих в состав фитоценоза (филогенетическая смена) [Сукачев, 1975].

Экосистема в сукцессионном развитии стремится к образованию наибольшей биомассы при наименьшей биологической продуктивности (практически, нулевой) – постулат «нулевого» максимума Маргалефа [Margalef, 1969; Одум, 1975].

Различают два основных типа сукцессии: первичные, начинающиеся с формирования фитоценозов на безжизненных субстратах, там, где растительность раньше не существовала, и вторичные, возникающие в местах с уничтоженной или сильно нарушенной ранее существовавшей здесь растительностью [Раменский, 1971].

В процессе сукцессии в сменяющие друг друга фитоценозы извне поступают диаспоры новых видов; в начальных стадиях главным агентом приноса диаспор является ветер, позднее, особенно в лесных стадиях, животные (преимущественно птицы). На примере лесных сукцессий – зарастания лесосек и гарей можно наблюдать, что жизнеспособные семена, а возможно, и подземные покоящиеся органы раннесукцессионных видов могут длительное время сохраняться в почве до достижения лесами климаксового состояния и переходить в активное состояние после вырубки или выгорания леса [Александрова, 1964; Реймерс, 1994].

Вторичные сукцессии распространены значительно шире, чем первичные.

Они возникают в основном в результате деятельности человека. Основное отличие вторичных сукцессий от первичных заключается в том, что они происходят там, где растительность уже существовала и уже сформировалась почва [Миронова, 1979; Миркин, 1989; Broun, 1989].

Говоря о влиянии человека на окружающую среду, следует упомянуть о существовании правила незавершенности сукцессии в нарушенной среде. Считается, что к такой экосистеме надо подходить как к новому природному образованию и не переносить на нее ранее выясненные закономерности [Геоботаника, 1963].

Р. Маргалеф [Margalef, 1969], С.М. Разумовский [1981] и А.А. Титлянова [Сукцессии и …, 1993] считают, что в развитии сукцессий большая роль принадлежит фактору случайности. Поэтому от процесса, когда коренной ценоз под влиянием вмешательства человека переходит в производный и потом через некоторое время снова восстанавливается в соответствии с представлениями Г.В. Высоцкого [1915], можно ожидать, как дегрессии, так и демутации (постепенного восстановления прежнего характера растительности).

Таким образом, растительные сообщества, представляющие в совокупности лесные, луговые и степные биоценозы являются одним из главных источников биологических ресурсов для человека и биосферы в целом. Растительные группировки (фитоценозы) образуются, формируются и развиваются по четко установленным для них законам, достигая в своем развитии определенного равновесия (климакса). Антропогенное вмешательство приводит к разбалансировке процессов, идущих в климаксных, естественных сообществах. При этом нарушаются связи, рвутся пищевые цепи, скудеет видовой состав. Итоги развития сукцессий нарушенных фитоценозов непредсказуемы. Особо драматична судьба растительных сообществ на землях, где осуществлялась добыча полезных ископаемых, сопряженная с полным уничтожением растительного и почвенного покровов.

1.2 Восстановление биологических ресурсов техногенных ландшафтов Изменения в биосфере привели к возникновению новых типов ландшафтов, не присущих биосфере, а характерных для ее нового состояния – ноосферы.

Вновь образующиеся ландшафты получили название «нооландшафты» [Naidu, Harwood, 1997; Чибрик, 1998; Ивлев, 2005; Почвы ландшафтов Приморья …, 2011].

К категории нооландшафтов или антропогенно нарушенных земель следует отнести территории, где ведется добыча полезных ископаемых (техногенные ландшафты), сельскохозяйственная деятельность (агроландшафты) и места проживания людей (урбанизированные территории).

Техногенные нооландшафты возникают на местах добычи рудных и горючих ископаемых, строительных материалов, как открытым, так и закрытым способом. Они имеют самую разнообразную форму и размеры. При открытой добыче рассыпного золота образуются дражные поля, как правило, в пределах всей площади речной долины, где идет добыча металла. При открытой добыче полезных ископаемых (уголь, железо) разработке месторождений строительных материалов возникают карьеры и котлованы [Техногенные месторождения …, 1997].

В результате производственной деятельности в этих местах природные экосистемы уничтожаются полностью. Исчезает растительность. Снимается и уничтожается плодородный слой почвы. Нарушаются не только верхние почвенные горизонты, но и подстилающие, материнские породы претерпевают радикальные изменения.

Огромные территории, таким образом, выводятся из баланса биоресурсного потенциала территории. Только после прекращения эксплуатации этих земель, здесь начинаются процессы восстановления природной среды. Начинает заселяться растительность и формироваться почвенные структуры.

Восстановление растительности техногенно нарушенных земель должно приводить к формированию древесных ресурсов (древесина), ресурсов собирательства (ягоды, грибы) и охотничьих ресурсов (промысловые животные) [Динамика сельскохозяйственных земель …, 2010].

Процесс восстановления растительности на таких землях может происходить либо в процессе самовозобновления, либо за счет проведения рекультвационных работ.

В литературе встречается мало работ по изучению динамики самовосстановления техногенных ландшафтов. В основном работы посвящены изучению рекультивации, то есть создания человеком культурных экосистем, являющихся по существу аналогами природных.

Таких работ проведено много, особенно для крупных угледобывающих центров, таких как Донбасс на Украине, Кузбасс и Канско-Ачинский бассейн в России. Исследованиям по рекультивации нарушенных земель при промышленном производстве посвящены работы Б.П. Колесникова [1974], А.Ю. Дриженко [1985], Е.П. Дороненко [1979], М.Е. Певзнера [1990], П.И. Томакова [Экология и охрана …, 1994], А.М. Гальперина [1997].

В.М. Зверьковским [1997] в многолетнем опыте по рекультивации техногенных ландшафтов Западного Донбасса выполнено покомпонентное (климат, почвы, фитоценоз, зооценоз и микробоценоз) исследование лесных экосистем эталонных, нарушенных и рекультивируемых территорий. Выявлены особенности развития экспериментальных лесных культур на шахтных породах и насыпных почвогрунтах. Показатели надземной продуктивности древесных и кустарниковых культур, особенности развития корневых систем и травяного покрова, циклическая динамика насаждений в различных условиях позволили определить рациональные типы лесных культур в техногенных ландшафтах. Рассчитаны показатели скорости и емкости биологического круговорота веществ в системе «растение почва». Автором разработаны и обоснованы рациональные способы коренной фитомелиорации земель, нарушенных угольной промышленностью.

В Институте биологии Коми НЦ УрОРАН под руководством И.Б. Арчеговой [Особенности изменения почв …, 2010; Арчегова, Лиханова, 2012] более лет ведутся исследования состояния экосистем на северных территориях, их изменений при техногенном (антропогенном) воздействии.

Изучению биологической рекультивации техногенно нарушенных земель южной части Приморья посвещена работа Н.М. Костенкова и В.И. Ознобихина [2007] в которой подробно рассмотрены основные направления биологической рекультивации земель и отвалов с целью восстановления плодородного слоя на техногенных образованиях, предложены показатели, которые отражают степень пригодности отвалов для биологической рекультивации, приведены их агрохимическая, физико-химическая и гидрофизическая характеристики.

Значительный вклад в изучение вопросов антропогенной трансформации экосистем Дальневосточного региона внесли работы С.Д. Шлотгауэр [1993, 2007,2008, 2010].

В условиях Приамурья исследования по восстановлению растительности техногенных ландшафтов, сформировавшихся при открытой добыче золота проводились Л.Ф. Голышевой [1982], В.В. Подковыркиным [1983], Е.С. Зархиной [1990], З.Г. Мизерхановой и С. Д. Шлотгауэр [1991], Л.Т. Крупской [Экологические основы рационального …, 1997], В.В. Файзулиным [1998], С.В. Осиповым [2001, 2005], В.Т. Яборовым [2007], А.Н. Алешичевым [2007, 2009], О.А. Сорокиной [2009], В.М.Старченко и И.Г. Борисовой [2010].

Растительный покров, образовавшийся на месте разработки россыпных месторождений золота открытым способом в условиях нижнего Приамурья, изучен С.В. Осиповым [2006]. Автором охарактеризованы семь сукцессионных серий растительности, а также показана ведущая роль лиственницы Каяндера, тополя душистого и березы плосколистной в лесообразовательном процессе на изученных полигонах. Им же подчеркивается влияние на формируемую растительность географического и топографического положения, а также возраста техногенного рельефа.

Достаточно много публикаций посвящено лесовосстановительным работам на техногенно-нарушенных землях. В этих работах отмечается, что лесопосадки способствуют повышению биологического разнообразия как за счет конструирования экотопа, так и за счет искусственного регулирования видового состава растительных сообществ. Биологическая рекультивация способствует восстановлению (а иногда и обогащению) гено – и ценофонда растительных сообществ в биоценозах на нарушенных промышленных землях [Roe, 1996; Van Rensburg, 1998;

Гайдин, 2011; Егорова, Астапова, 2013].

В исследованиях Т.В. Титаренко и П.Д. Бартлетт [1997] проведены определения наиболее эффективных видов фитомелиорантов - многолетних трав и деревьев, способов их посадки на нефтезагрязненных землях в северных регионах.

Китайскими учеными в качестве культуры, применяемой для фитомелиорации отвалов добычи медной руды, предлагается пшеница [Liu, 2001]. В исследованиях, проводимых на вскрышных отвалах разреза «Листвянский» концерна «Кузбасразрез уголь», применяли посев злаковых культур на отвалах. По продуктивности рекультивированные отвалы не уступали ранее существовавшим лугам [Ламанова, 1998].

За счет фитомелиорации можно создавать лесорастительные условия, обеспечивающие не только адекватный рост в высоту, но и будущую высокую продуктивность мелиорируемых земель бывших горных выработок [Шаталов, 1997;

Minesoil and Site …, 1998].

Работ по исследованию процессов самозарастания техногенных ландшафтов значительно меньше. Как отмечает А.А. Алешичев [2007] после прекращения работ непосредственным пользователем проводится горнотехническая рекультивация, а биологический этап оставляют на совести других землепользователей и чаще всего такие площади оставляют на естественное зарастание. На примере таежной зоны республики Коми И.Б. Арчегова с соавторами [Ускоренное восстановление …, 2013] отмечают, что темпы освоения природных ресурсов в северном регионе значительно превышают темпы восстановительных работ, а доля рекультивированных земель за 2007 г. составила лишь 6 % от общей площади нарушенных земель.

Исследования в условиях южного Кузбасса [Ковальский, 1974; Напрасникова,1997; Куприянов, Морсакова, 2008], показали, что к пятнадцатилетнему возрасту отвалы угольных разрезов успешно заселяются посредством самозарастания бобовыми и злаковыми видами, а проективное покрытие достигает 90 – 100%, наблюдается задернение и формирование гумусового слоя.

Биогеоценозы техногенных ландшафтов лишены многих качеств эволюционно зрелых природных экосистем, так как имеют ничтожное количество органического вещества в поверхностных слоях почвы, случайный состав видов, примитивность их структуры, малую устойчивость, пониженную способность к самовоспроизводству [Баранник, Щербатенко, 1972].

Самозарастание техногенных отвалов является ярким примером первичной сукцессии. Выделяют 4 стадии формирования растительного покрова техногенных ландшафтов от пионерной группировки, за счет видов с широкими экологическими возможностями, способных существовать в неблагоприятных условиях, через простой и сложный фитоценоз к зональному типу растительного сообщества [MkKedrick, 1987; Манаков, Куприянов, 2009].

Экосистемы северных территорий в условиях техногенного воздействия достаточно уязвимы и особенностью развития фитоценозов здесь является малая мощность плодородного слоя. При нарушениях растительного покрова, особенно под воздействием механических нагрузок, он легко разрушается. Обнажающаяся минеральная часть почвенного профиля биологически инертна, бедна питательными элементами, лишена запаса семян, поэтому самозарастание техногенных пустошей происходит медленно, в значительной степени зависит от потока семян извне [Winterhalder, 1996; Лиханова 2004, 2012; Климова, Стрельникова, 2007;

Шлотгауэр, 2010].

В ходе самовосстановления формирование растительного сообщества на бедном техногенном субстрате в условиях Севера протекает медленно, это провоцирует развитие ускоренной эрозии. Под ее воздействием первоначальная площадь техногенного влияния расширяется, а самовосстановление еще более замедляется [Archibold, 1978; Cargill, Chapin, 1987; V.del Moral, 1995].

В условиях Амурской области исследования по изучению процессов самозобновления техногенно-нарушенных ландшафтов в местах проведения добычи золота и угля проводились О.А. Сорокиной [2009], А.Н. Алешичевым [2009], В.Т.

Яборовым [2007].

Промышленные отвалы представляют собой пример техногенных экотопов, где трансформация природной среды приводит к разрушению естественного соотношения ее биотических и абиотических компонентов с изменением концентраций и перераспределением минеральных и органических соединений, появлением комплекса новых факторов, различных по физико-химическим характеристикам и биологической значимости [Гиниятулин, 2011; Venter, 1997; Тарчевский, 1970].

Таким образом, техногенно-нарушенные ландшафты при прекращении их эксплуатации представляют из себя участки природной среды, совершенно лишенной какой-либо жизни. Восстановление биологического потенциала таких земель сопряжено с огромными трудностями, особенно в условиях северных территорий, обладающих низким восстановительным потенциалом. Возрождение растительности здесь возможно при проведении рекультивационных, фитомелиоративных работ и в результате процессов самозарастания. В первом случае это требует существенных материальных затрат от людей, во втором усилий и потенциала естественной природной среды, сохранившейся на этой территории. И в том и другом случаях на восстановление требуется большой период времени, в течение которого в отношении биологических ресурсов территории можно рассуждать только в качестве потенциальных.

1.3 Растительные сообщества урбанизированных территорий Типичными представителями антропогенно-нарушенных территорий еще задолго до появления индустриальных цивилизаций стали места проживания человека. Примерно 16 тыс. лет назад люди спустились с предгорий на равнины и начали строить города. С этого момента начинают формироваться культурные ландшафты урбанизации, возникающие внутри поселений и на прилегающих территориях [Хромов, 1978; Миларт, 1982; Chandler,1987]. Начиная с древнейших времен, во всех разработках по градостроительству зеленым насаждениям отводилось видное место в комплексе города. Образуются селитебные территории, которые являются местом обитания человека [Кудрявцев, 1971; Авилова, 2000; Валова, 2007]. В настоящее время возникают урбоэкодиагностика и городское природопользование – направления в географии и геоэкологии, которые исследуют экологические и социальные аспекты развития городов [Баранов, 1962; Геоэкологические исследования …, 2010].

Рассматривая город в качестве разновидности антропогенного ландшафта, следует учитывать его подверженность интенсивному воздействию человека. Это определяет не только необходимость рационального использования природных ресурсов, но и поиск путей частичного восполнения естественного потенциала территории [Нефедов, 2002].

Изучением урбанофлоры достаточно активно занимаются как в России, так и за рубежом [Лунц, 1974; Косаревский, 1977; Залесская, Микулина, 1979; Кулагин, 1980; Pignatti, 1982; Janssens, Brandes 1984; Klotz, 1988; Falinski, 1998; Булыгин, Ярмишко, 2003; Бабкина, 2006; Морозова, Бабурина, 2008; Ковязин, 2008;

Ивашкина, Кочуров, 2011]. В 20 – 30-х годах прошлого столетия начали изучаться проблемы отбора растений, устойчивых к городской пыли, копоти, дыму, выхлопным газам. В этот период проводится оценка существующих насаждений с позиции устойчивости к городским условиям. К этому времени относятся первые отечественные данные о реакции отдельных видов древесных растений на городские условия [Вавилова, 1999].

Исследования по формированию растительных сообществ на территории городов Дальневосточного региона России проведены Н.С. Шиховой и Е.В. Поляковой [2006], И.А. Раткевич [2007], О.Н. Ухваткиной [2008], А.А Бабуриным [2009], Г.Ю. Морозовой [2010], Н.А. Тимченко [2012].

Город – исторический результат деятельности человека и как экосистема представляет собой сочетание антропогенной среды с элементами природы [Озеленение населенных мест …, 1987; Федяева, 1994; Негробов, 2000].

Характерной особенностью современных крупных городов является мозаичный характер зеленых насаждений. Структура поверхности зданий сравнима со скальным рельефом. Внутри города можно выделить целый ряд различных по своим условиям биотопов: плотная и разреженная застройка, садово-парковые зоны, подвалы, чердаки, свалки, пригороды с индивидуальными постройками и садами, поля орошения, прилегающие к городу пустыри и леса [Бурда, 1991; Сергеев, 1997; Сокольская, 2009].

Растительное сообщество на территории города возникает в результате проведения озеленительных работ или зеленого строительства. Согласно ГОСТ 28329-89 элементы городского озеленения подразделяются на: парк, лесопарк, сад, сквер, бульвар. Обозначены и типы посадок, которые могут быть в виде садово-паркового массива, рощи, садово-парковой группы, солитера, аллеи, живой изгороди, бордюра, шпалеры и газона. С точки зрения размеров этих насаждений в вышеупомянутом документе выделяются только некоторые единицы. Например, парк это озелененная территория общего пользования от 10 га, а сад от 3 га [Кулагин, 1985; Нормативно-справочные материалы …, 2007; Ландшафтный дизайн …, электронный ресурс, 2012].

Лесонасаждения, созданные человеком на селитебных землях, возникают из естественного желания людей, проживающих в данном населенном пункте, улучшить свои условия жизни. Устремления человека к комфортному и эстетически приятному образу окружающего мира направлены в сторону использования лесных, растительных ресурсов. Лес, лужайка в лесу, деревья и кустарники ассоциируют с достатком (лес кормит), безопасностью (лес защищает), комфортом (лес это строительный материал, чистый воздух) [Сергиенко, Подколзин, 2010].

Нынешнее состояние городских зеленых насаждений различных типов и категорий озеленения показывает высокую степень воздействия антропогенных факторов, присущих урбанизированным территориям, закономерно приводящих к ослаблению растительности, преждевременному старению, поражению болезнями и вредителями [Кочарян, 1999].

Рациональный подход к оценке растительных ресурсов урбанизированной территории связан с использованием системы показателей, отражающей не только развитие вегетативной системы растений, но и оценку среды [Экология урбанизированных …, 1987; Еглачева, 2006; Лебедева, Михалев, 2010]. Оценка качества среды становится принципиально важной задачей, как при планировании, так и при осуществлении любых мероприятий по природопользованию, охране природы и обеспечению экологической безопасности [Мирзеханова, 2000; Результаты долговременного мониторинга …, 2002; Интегральная оценка …, 2010; Гусев, 2011].

Г.Ю. Морозова [2009] оценивая экологическое состояние природной среды на территории города Хабаровска считает, что урбанизированная среда оценивается как стрессовый фактор в жизни растений и формировании растительных сообществ.

Исследованиями установлено, что в озеленении городов большая роль принадлежит древесным породам инорайонного происхождения и урабанофлора многих городов мира в основном представлена интродуцентами [Салагаев, Бочкин, 2002; Тимченко, 2006; Ухваткина, 2007]. Интродукция, как известно, это введение видов или сортов растений в какую-либо местность (область, страну), в которой они раньше не встречались [Pyek, 1998; Булыгин, 2003; Димитриев, 2010].

Интродуцированные растения называют интродуцентами или экзотами, в отличие от местных видов, которые относят к аборигенным или автохтонным. Большое внимание к интродуцентам в практике озеленения обусловлено тем, что в условиях урбанизированной среды они во многих случаях оказываются более устойчивыми и долговечными, чем местные виды [Интродукция и охрана …, 1986; Гроздова, 1986; Колесникова, 2010].

Травянистая растительность на городской территории в основном представлена сорной, рудеральной растительностью к которой в последнее время начинает меняться отношение. С одной стороны сорные растения захламляют городские зеленые насаждения, уменьшают их декоративность, создают пирогенно опасную ситуацию на пустырях. С другой стороны, рудеральная растительность закрепляет нарушенные субстраты, препятствует запылению в удалении от источников загрязнения, является хорошим медоносом и имеет лекарственное, пищевое значение. Так С.В. Бабкина [2006], проанализировав флору рудеральных местообитаний в 5 городах Дальнего Востока, считает, что она является квинтэссенцией антропогенного воздействия на флору.

Рудеральными являются виды, образующие сообщества последних стадий рекреационных сукцессий, формирующихся в результате интенсивной антропогенной нагрузки, и они вс чаще используются для индикации состояния городской среды [Мерзлякова, 1999].

Определенное место в формировании растительных сообществ на селитебных территориях занимают газоны, которые выполняют декоративную и санитарно-гигиеническую функцию: снижают шумы, очищают воздух от пыли, снижают температуру почвы и приземного слоя воздуха в жаркие дни, обогащают воздух кислородом. Зеленый цвет газона успокаивает нервную систему, снимает усталость людей. В зависимости от цели использования газоны подразделяются на декоративные, спортивные и газоны специального назначения. Для устройства партерных газонов применяются многолетние злаки [Стефанович, 2010; Шеметова, 2011]. У газонов есть определенное сходство с естественными лугами. Как и природные луга, газоны – сообщества многолетних трав – мезофитов, которые в надземной части образуют сплошной сомкнутый травяной покров, а в подземной – дерновину из плотно переплетенных корней и корневищ [Терехина, 2010; Лукиных, 2012]. Газоны как наиболее распространенные элементы культурных ландшафтов нередко занимают 60-80% озеленяемой площади населенных пунктов [Анищенко, 2011]. По механическим свойствам корней дикорастущие злаки превосходят газонные и могут применяться для противоэрозионной фитомелиорации [Селедец, 1976] Одной из особенностей растительных сообществ селитебных территорий является то, что они не обладают способностью к восстановлению [Воронов, 1973; Цветков, 2003]. В городских условиях также достаточно трудно выделить границы растительных группировок [Озеленение городов, 1983; Ипатов, Кирикова, 1997]. Только некоторые элементы городских зеленых насаждений (парк, лесопарк, сад и сквер) имеют вполне четкие и обозначенные границы.

Многочисленными исследованиями установлена решающая роль системы зеленых насаждений в улучшении состава воздуха, в благотворном влиянии на температурный режим и влажность воздуха, защите от сильных ветров, уменьшении городского шума [Илькун, 1971, 1978; Северин, 1975; Антипов, 1979; Загрязнение воздуха..., 1988; Кравкина, 1991; Фролов, 1998].

Таким образом, биоресурсный потенциал урбанизированных территорий следует рассматривать как ресурс удовлетворения потребности человека в качестве комфортных условий для проживания. В свою очередь условия проживания зависят от степени запыленности, загазованности, шумового воздействия, микроклимата, а также эстетического восприятия окружающей среды в населенном пункте. Главная роль в создании этих условий принадлежит зеленым насаждениям – культурным растительным сообществам, создаваемым человеком. Поэтому способность растительных сообществ на урбанизированной территории соответствовать ресурсу создания комфортных условий проживания будет определяться их устойчивостью к антропогенной нагрузке, плотностью и декоративностью.

1.4 Трансформация биоресурсного потенциала агрофитоценозов Сельскохозяйственные угодья после прекращения на них хозяйственной деятельности превращаются в залежи. Залежи являются именно тем участком природной среды, где происходит резкий переход одного биоценоза в другой.

Причем, данный переход достаточно сложен, так как первичная сукцессия естественного природного биоценоза в свое время переходит в стадию агробиоценоза и, наконец, при образовании залежи происходит обратный переход к естественному состоянию.

Среди причин возникновения залежных земель можно выделить нерентабельность производства, банкротство сельхозпредприятий, создание охраняемых территорий в зоне сельского хозяйствования, сильное загрязнение сельскохозяйственных земель (химическое, радиационное).

Наиболее значительное воздействие на растительность оказывает распашка.

В этом случае уничтожается естественная растительность, создаются новые фитоценозы из культурных растений и изменяются физические свойства почвы. Поэтому после прекращения возделывания пашни даже при переносе семян растений из соседних природных сообществ последние восстанавливаются лишь постепенно и притом через серию других фитоценозов [Щербова, 1985].

По данным Министерства сельского хозяйства Российской Федерации в 1988 г площадь неиспользуемых сельскохозяйственных земель составляла 5, млн. га, а на 1 июля 2006 года – 54,4 млн. га, или 33% от общей площади сельскохозяйственных угодий страны [Трофимов, 2005; Залесов, 2010]. В Сибирском федеральном округе эта цифра составила почти пять миллионов га [Цветков, 2012].

В Амурской области в течение 90-х годов прошлого столетия из сельскохозяйственного оборота было выведено около 1 млн. га пахотных земель. Если в 1990 году сельскохозяйственные культуры в области возделывались на 1623 тыс.

га, то в 2000 году всего на 635 тыс. га [Система земледелия …, 2003]. Таким образом, за эти годы более одного миллиона гектаров пахотных земель превратились в залежь. Происходящие на них сукцессионные процессы могут иметь несколько направлений в зависимости от условий их развития.

Считается, что забрасываемые сельскохозяйственные земли зарастают бесполезной сорной растительностью и возникающие на залежи экосистемы не имеют никакой ресурсной или биосферной ценности. На самом деле при забрасывании пашни на ее месте возникают травяные сообщества (луга). Они дают сено или зеленый корм, т.е. кормовые ресурсы. По определению Д.И. Люри с соавторами [Динамика сельскохозяйственных …, 2010] это внутрисельскохозяйственные замещающие ресурсы 1 типа. Кроме них в травяных экосистемах формируются замещающие ресурсы 2 типа – ресурсы лекарственных растений, охоты и собирательства.

Лекарственными растениями принято называть виды, содержащие биологически активные вещества, положительно воздействующие на организм человека и животных и используемые для заготовки лекарственного растительного сырья, применяемого с лечебными целями. Растения, разрешенные к применению с целью лечения уполномоченными на то органами соответствующих стран, получили название официнальных или аптечных. Более широкая категория это лекарственные растения народной медицины [Растения для нас …, 1996; Лекарственные растения …, 2006].

В настоящее время в России в официальной медицине применяется порядка 300 официнальных видов [Растительные лекарственные средства, 1985; Лекарственное растительное сырье …, 2004]. Из них 81 вид присутствует в дальневосточной флоре [Шретер, 2000]. По данным Е.В. Аистовой [2007, 2012] в народной медицине России нашли практическое применение 118 видов адвентивных и сорных растений, произрастающих в Амурской области, из них 36 используются в народной медицине Китая.

К биосферным ресурсам залежных земель Д.И. Люри и соавторы [Динамика сельскохозяйственных земель …, 2010] относят их способность аккумулировать углерод, содержание которого в атмосфере напрямую связано с изменением климата на Земле. Залежные земли являются мощным аккумулятором атмосферного углерода. Авторы также считают важной функцией биологических ресурсов на залежах поддержание биологического разнообразия этих и примыкающих к ним земель.

Общие вопросы динамики травянистой растительности в процессе перестройки агрофитоценозов освещены в работах А.П. Шенникова [1964], Л.Г. Рамненского [1971], В.Н. Сукачва [1972, 1975], Б.М. Миркина [1974, 1985, 1989], Т.А. Работнова [1978, 1992, 1995].

Развитие фитоценозов на залежах описано в ряде работ зарубежных авторов [Bazzaz, 1968; Nicholson, Monk, 1974; Keever, 1983; Leps, 1987]. В соответствии с ними формирование растительного покрова на залежах в целом проходит по определенной схеме и включает несколько стадий: однолетних сорняков, олуговения и залесения. Растительность бывших сельскохозяйственных угодий находится на разных стадиях развития.

На стадийность развития вторичной сукцессии обращали внимание и российские ученые [Сукачев 1972; Андрейченко, Каркуцчев,1993], которые отмечают, что при переходе залежи к естественному луговому фитоценозу можно наблюдать, что в первый год залежь покрывается сорной растительностью, сопровождавшей посевы культурных растений и оставившей зачатки на пашне, в дальнейшем замечается увеличение, а затем и господство полыней и бобовых, а далее с течением времени залежью овладевают злаки, занимающие значительные площади сплошными зарослями. При изучении залежных сукцессий Ю.И. Самойловым [1997] на месте ельниково-черничных и ельниково-кисличных лесов также установлено три стадии.

Этапам вторичной сукцессии посвящена обстоятельная монография чешских исследователей [Succession in …, 1990]. В ряде глав этой книги показано изменение видового состава сообществ остепненных лугов. Основной вывод, который сделали, заключается в том, что на первых стадиях значительна роль фактора нарушения. В травостоях доминируют виды рудеральной стратегии. В дальнейшем сукцессии дивергируют на ксеротический, мезотический и гидротический ряды. Авторы отмечают, что сукцессии носят нелинейный характер, и их скорость по мере приближения к стабильному состоянию убывает. Для первых стадий сукцессии очень велика роль банка семян.

В исследованиях российских ученых [Основные закономерности …, 1940;

Федяева, 1994] выделены четыре стадии восстановления целинной растительности: бурьянистая, корневищная, дерновинные злаки, вторичная целина. Продолжительность такого процесса в различных условиях от 20 – 30 до 60 и более лет.

Для Амурской области еще в 1912 году М.Ф. Короткий [1912] в «Очерках растительности Зейско-Буреинского района Амурской области» также отмечал, что в первый год залежь покрывается сорной растительностью. На третий год на залежи преобладает полыни. Затем залежью завладевают злаки.

Велика роль лесной растительности в формировании фитоценозов на залежах. Развитие залежи среди леса приводит к образованию зарослей кустарников или травянистой растительности, которые затем сменяются вторичным лесом [Ричардс, 1961; Митрюшкин, Павловский,1979]. Прилегающий к залежи лесной массив является источником семенного материала и способствует созданию определенного микроклимата в данном биоценозе.

В урожайные годы под полог леса или на рядом расположенную обезлесенную площадь попадает огромное количество семян, но при этом возобновление нового леса происходит медленно. Объясняется это тем, что деревья многих пород плодоносят не ежегодно, а периодически и половина выпавших семян бывает по различным причинам невсхожей или же уничтожается птицами. Созревшие семена древесных пород опадают и распространяются при помощи ветра, воды, животных, птиц и насекомых. Семена лиственницы и сосны распространяются ветром на расстояние до 100 метров. При сильных ветрах в момент разлета, семена могут уноситься ветром до нескольких сот метров, а лиственных – березы, осины и других – до 2 км и более [Верхунов, 1979].

Поселяющиеся на залежи деревья следует считать, по определению Г.В. Гукова [1989], подростом. В подросте выделяют всходы – растения до одного года и самосев – молодое поколение в возрасте до 3 – 5 лет (в северных районах – до лет).

Значительное влияние на развитие растительности залежей оказывает пирогенный фактор. Пожары содействуют смене фитоценозов как в лесах, так и на лугах и в степях [Щербова, 1985]. Исследования О.В. Недайборщ [2008] в условиях юга нечерноземной зоны России показали, что в структуре фитоценозов залежных земель преобладают сегетальные и рудеральные сорные растения. К аналогичным результатам пришли и исследователи залежных земель в условиях Восточноевропейской тундры [Панюков, 1972]. Наличие на залежах такого рода растительности создает благоприятные условия для возгорания.

Отмечается, что через 5 лет после прекращения использования на пахотных землях накапливается большое количество ветоши фитомассы трав, что способствует быстрому распространению низовых пожаров. После пожаров часть лиственных деревьев восстанавливается за счет поросли, а хвойные породы погибают [Залесов, 2010]. О.А. Малыхина [2010] показала, что пожары для определенного типа растительности (вейниковые болота) являются естественным фактором обновления и не приносят каких-либо серьезных нарушений при условии, что не происходят ежегодно.

Как отмечает Б.А. Воронов [электронный ресурс, 2013] пожары упрощают и унифицируют видовой состав открытых экосистем, способствуя развитию в них пирогенно устойчивых сообществ. Для разнотравных луговых сообществ характерно пирогенное преобразование в вейниковые и осоково-вейниковые луговые сообщества.

Таким образом, краткий анализ показывает, что отечественные и иностранные исследователи выделяют несколько стадий в ходе формирования растительного сообщества на залежи. Для степных мест это этапы зарастания бурьянистыми растениями, затем корневищными и дерновинными злаками и в завершение воссоздание степного фитоценоза. Для лесостепной зоны характерно зарастание залежи древесными и кустарниковыми видами, восстановление лесокустарникового сообщества. В конечном итоге на залежах формируется растительное сообщество, которое в плане формирования биоресурсного потенциала способно выполнять роль поставщика ресурсов замещения, к которым относятся лекарственные, декоративные и кормовые ресурсы. Формируемые луга и лесокустарниковые сообщества также призваны способствовать развитию биосферных функций растительности.

Следует отметить, что в литературе очень мало данных по изучению процессов трансформации агрофитоценозов при переходе их в залежь для южной сельскохозяйственной зоны Приамурья. Данная территория обладает своей спецификой природно-климатических условий. Дальнейшая судьба фитоценозов залежных земель здесь пока не определена.

1.5 Формирование почвенных ресурсов на антропогенно-нарушенных землях Почва наравне с ресурсами земных недр, лесов, водных источников является национальным достоянием. Извлечь максимальную пользу от имеющегося потенциала возможно при осуществлении мер по предотвращению потерь и созданию условий для его возобновления [Слабко, 2002].

Одной из главных функций почвы по определению Д.Ю. Ступина [2009] является то, что она служит средой для производства биомассы, то есть растительных, биологических ресурсов. Одновременно почва сама по себе является источником сырьевых материалов (каолина, глины, гравия, песка, торфа) [Blum, 1990]. Почва служит физической основой для создания инфраструктуры – домов, промышленных предприятий, дорог. В Европе в настоящее время застроенные территории занимают 2% общей территории земли [Europes Environment, 1995].

С точки зрения восстановления биоресурсного потенциала антропогеннонарушенных земель важна функция почвы как депо семян и других зачатков.

Данная функция играет заметную роль во многих биоценотических процессах, в том числе и в восстановлении растительности на гарях, вырубках, залежах [Добровольский, 2006].

Ухудшение любой функции почвы снижает ее качество и ценность, а также способность обеспечивать основу для функционирования биогеоценозов.

Тесная связь растительности и почв была доказана еще В.В. Докучаевым [1949], а позднее подтверждена и развита многими зарубежными и отечественными исследователями [Fiher, 1928; Ткаченко, 1939; Вайчис, 1958; Tarrant, 1964;

Гришина, 1974; Добровольский, 2006; Росликова, 2006]. С другой стороны растительность является важным, наряду с другими (климат, рельеф, материнская порода), фактором почвообразования [Карпачевский, 1977, 2005; Структурнофункциональная роль почв …, 2003; Кандрашин, 1979].

Считается, что почвы в техногенных ландшафтах формируются и эволюционируют под влиянием тех же естественных почвообразовательных процессов, которые действуют и в климаксных биогеоценозах [Экология и рекультивация …, 1992; Андроханов, 1997]. При выведении почвы из хозяйственного оборота нарушенное антропогенным воздействием строение профиля дрейфует к исходному генетическому состоянию [Ивонин, Прахов, 2000].

И.Б. Арчеговой с коллегами [Особенности изменения …, 2012] для условий таежной зоны республики Коми показано, что формирование и изменение почвы непосредственно связано с изменением типа растительного сообщества. При изучении залежных земель Центрального Черноземья Г.Н. Черкасовым с соавторами [2009] установлено, что в результате их эволюции происходит активизация дернового процесса, увеличение содержания свежего органического вещества и гумуса, лабильных гумусовых веществ и микробной массы, что способствует улучшению структурно-агрегатного состояния залежных почв по сравнению с пахотными.

Для условий северной тайги [Коронатова, 2010; Самойлова, 1983] отмечается, что уже на следующий год на антропогенно нарушенных землях поселяется растительность, последовательно проходящая стадии сукцессии. Материнскую породу можно рассматривать здесь как начальное состояние почвенной системы, то есть как почву в нулевой момент времени.

В разных вариантах агрогенных почв в результате регулярного распахивания и иных механических преобразований формируются новые естественноантропогенные горизонты [Антропогенные почвы …, 2003]. Они отличаются от естественных почв структурной организацией почвенной массы и физикохимическими свойствами. Новый органо-минеральный пахотный горизонт подразделяется на пахотный и подпахотный. Если под пахотным горизонтом сохраняются горизонты верхней части профиля, то почва классифицируется как агропочва, или антропогенно-преобразованная [Росликова, 2010].

При изучении постагрогенной эволюции дерново-подзолистых почв [Макаров, 1984; Скворцова, 1987; Рубилина, Холопова,1987; Баранова, 1989; Кулинская, Скворцова, 1991; Кузнецова, 2009] установлено, что при оставлении этих почв в залежь, под лесной растительностью идет процесс восстановления свойств генетического профиля и для полного восстановления свойств целинной почвы необходимо более 120 – 170 лет.

Ф.Н. Лисицкий [2012] вообще считает, что временной интервал, за который процессы гумусонакопления и морфологической зрелости почвенного профиля становятся относительно равновесными, равен 1700 – 1900 лет.

На юге Дальневосточного региона изучению трансформации почв техногенных и урбанизированных ландшафтов посвящены работы Л.Т. Крупской и Е.В.

Новиковой [1993], С.А. Шляхова [2002], Н.С. Шиховой [2005], Н.М. Костенкова и Л.Н. Пуртовой [2009, 2010], А.Н. Махинова с соавторами [Экологические последствия …, 2005; Махинов, Махинова, 2006, 2010], Л.Н Пуртовой [2010, 2011, 2013], И.В. Комачковой [Комачкова, 2012; Комачкова, Пуртова 2012].

Н.М. Костенковым и Л.Н. Пуртовой [2010], установлено, что в условиях Приморского края (Бикинская термодинамическая провинция) детальное картирование территории растительности отвальных пород и анализ морфологогенетического строения более 35 профилей с различным временным периодом их формирования позволяют выделить (с определенной долей условности) 4 временные стадии формирования почвенного профиля:

– начальная (инициальная) продолжительностью до 3 лет;

– органо-аккумулятивная продолжительностью до 10 лет;

– дерновая – до 15 лет;

– гумусово-аккумулятивная – более 15 лет.

В Кузбассе проводились исследования процессов восстановления гумусного состояния техноземов на рекультивационных участках с разным уровнем мелиоративного освоения (1, 3, 10 и 20-летнего воздействия многолетних трав) на угольном разрезе, где предусматривается предварительное снятие и хранение в буртах плодородного слоя почвы. При такой технологии эксплуатации и хорошей агротехнике уже на третий год удастся повысить содержание органического вещества до уровня распаханного чернозема выщелоченного, а за 10 – 20 лет до уровня чернозема, находящегося под естественной растительностью [Гумусообразование в техногенных..., 1986; Манаков, 1997; Андроханов, 2004].

В Институте географии СО РАН [Напрасникова, 1997] изучались выровненные рекультивируемые земли под фитомелиорирующей растительностью без нанесения плодородного слоя почвы. Показано, что через восемь лет под светлохвойными породами (сосна, лиственница, черемуха), кустарниками (ива) уже восстанавливаются структура и функции микробоценозов, а также биохимическая активность молодой почвы. В этот же период под хвойными насаждениями формируется подстилка мощностью в среднем до 1 см. Делается вывод, что данные фитомелиоранты вполне целесообразны при рекультивации земель в условиях лесостепи Назаровской котловины (Красноярский край). Отмечается, что и на самозарастающих отвалах среднего возраста (6 лет) под бобово-злаковыми ассоциациями прослеживается формирование морфологически выраженного гумусового горизонта мощностью 1,0 – 1,2 см. Изучая биологические характеристики почвогрунтов многолетних отвалов алмазодобывающей промышленности Якутии А.А.

Данилова с соавторами [Биологическая характеристика …, 2011] пришли к выводу о низкой биологической эффективности упрощенной схемы рекультивации.

В культурах лиственницы изучалась динамика плодородия почвы на пустошах на различных возрастных стадиях [Сher, 1998]. Различия физических и химических свойств почвы между осветлнными и неосветлнными древостоями соответствовали объму лесной подстилки. Выявлена тенденция к увеличению объма подстилки и выделения питательных веществ с возрастом насаждений.

При интродуцировании в лиственничные культуры широколиственных пород после прореживаний насаждений скорость разложения подстилки возрастала и повышалось плодородие почвы.

Исследованием влияния на формирование почв одного вида в чистых насаждениях занимались различные исследователи, которым так и не удалось выявить четких закономерностей. [Day, 1949; Гаврилов, 1950; Ovington, 1958; Вайчис, 1958; Утенков, 1962]. В смешанных насаждениях отмечается положительное влияние разных пород деревьев [Степанов, 1932; Похитон, 1958; Шумаков, 1958;

Арчегова, 2010].

Л.О. Карпачевский [1977, 2005], подтверждая положение С.В. Зонна [1964] о различиях во влиянии одной и той же породы в разных условиях, отмечает для лесных зон по накоплению гумуса в гумусовом горизонте следующий ряд (в порядке убывания гумусированности): липа береза лиственница ель осина дуб сосна. А для лесостепной зоны ряд уже иной: липа дуб осина береза лиственница ель. Он же отмечает, что различия между типами почвы в зависимости от типа леса существенныПо данным R.F. Tarrant [1964] введение новых древесных пород в биогеоценоз может привести к появлению новых гетеротрофных организмов, что окажет существенное влияние на почву. Сочетание опада разного качества приводит к образованию подстилки, отличной от свойственной соответствующим типам чистых насаждений.

Большое внимание при изучении процессов восстановления почв исследователи из Румынии уделяют ферментативным реакциям, идущим в почвах. При этом основной упор делается на изучение активности таких ферментов как инвертаза, фосфатаза, каталаза, актуальная и потенциальная дегидрогеназа [Evolution of the Enzymatic …, 1994; Potenjialul enzimatic …, 1996;

Kiss, 1996].

Для антропогенно-нарушенных, переуплотненных почв характерно резкое снижение плотности беспозвоночных и смена структуры микрофауны. Для биоиндикации антропогенных нарушений предлагается использовать среднюю численность доминирующих групп крупных почвенных беспозвоночных и соотношение их численности [Герасько, 1997; Ефимов, Иванов, 2001].

Полевые наблюдения за скоростью самозарастания отвалов и экспериментальное изучение свойств вскрышных пород показали большую потенциальную биохимическую активность микроорганизмов, выделенных под самозарастающей растительностью. Так, содержание амилолитически активных, тирозиназоактивных, фосформинерализующих и продуцентов аминокислот увеличивается в среднем вдвое по мере старения молодых почв [Напрасникова, 1997]. В изучении микробиологических процессов, происходящих в восстанавливающихся техногенных почвах, большое внимание уделяется грибам. Листья, ветви и одревесневшие стебли содержат большие запасы энергии, постепенно высвобождаемой в ходе жизнедеятельности микроорганизмов. Растворимые компоненты (сахара) утилизируются первыми (и относительно быстро), затем следуют структурные полимеры (целлюлоза и гемицеллюлоза), затем лигнин и лигноцеллюлоза. При компостировании органических веществ бактерии и дрожжевые грибы утилизируют растворимые питательные вещества, генерируя тепло и поднимая температуру среды до 70 – 80°С за несколько дней. Термофильные грибы сохраняют активность до температуры 60°С. После снижения температуры органическая масса реколонизируется грибами, приспособленными к более умеренным температурам [Susan, 1998].

Главной специфической особенностью городских почв является пестрота морфологического строения, резкая контрастность физико-химических и биологических свойств, мозаичность контуров. Это обусловлено, с одной стороны, их различным антропогенным происхождением, когда утрачивается генетическая связь с почвообразующими породами (например, почвы газонов, парков, насыпные почвы и др.). С другой стороны, самим антропогенным влиянием [Федорец, Медведева, 2009].

В последнее время для природно-антропогенных объектов восприятие почв (как аналогов природных) сменилось пониманием антропогенной сущности почв, определяемой их историей и видом современного использования. Наряду с урбаноземами выделялись индустриземы, рекреаземы, реплантоземы, культуроземы, имеющие признаки природных почвенных процессов [Подгорная, Росликова, 1999; Прокофьева, Строганова, 2004]. Вероятно, для таких почв возможно применить термин – антропогенные почвы, как это сделано, например, у Н.В. Колесниковой [2010], которая считает, что это почвы на насыпных субстратах с разной степенью сформировавшимся полуестественным или искусственным насыпным профилем. Также она определяет их как культурные слои и окультуренные почвы.

Согласно современной классификации [Подгорная, Росликова, 1999; Почвы ландшафтов …, 2010; Классификация и диагностика …, 2004] субстраты техногенных ландшафтов, лишенные естественного почвенного покрова относят к техногенным поверхностным образованиям. Это либо целенаправленно сконструированные почвоподобные тела, либо остаточные продукты хозяйственной деятельности, состоящие из природного или специфического новообразованного субстрата. В этой классификации субстраты для днищ и бортов карьеров и других горных выработок отнесены к группе натурфабрикаты и подгруппам абралиты и литостраты. Почвообразные тела, характерные для районов городских промышленных и селитебных построек, выделены в группу квазиземы и подгруппу урбаквазиземы.

Таким образом, почва, принадлежит к земельным ресурсам и является необходимым условием формирования биомассы другого биологического ресурса, каковым является растительность. На техногенных землях почвенный слой уничтожен полностью, на урбанизированных территориях формируются почвенные образования, имеющие искусственный, насыпной характер, в агрофитоценозах в результате распашки естественные почвы превращаются в агроземы. Во всех случаях успешность или неуспешность восстановления ресурсного потенциала растительности и его качество напрямую зависит от возможности восстановления почв.

Физико-географические условия мест проведения исследований Исследования проводились в северных и южных районах Амурской области.

По характеру рельефа Амурская область делится на две части: равнинную и горную [Нагибина, 1954; Никольская, 1958; Чемеков, 1961; Геология СССР, 1966;

Геоморфология юга …, 1970; Пустовойтов, 1971; Шульман, 1984; Варнавский, Мамонтова,1979; Тужилин, 2002; Природные комплексы …, 2002; География природных …, 2003]. В северной части преобладают горы и возвышенности, в южной – равнины.

Горные участки представляют собой средневысокие горы. Вдоль северной границы области с запада на восток тянется древний Становой хребет, состоящий из нескольких сглаженных горных цепей палеозойской складчатости с преобладающими высотами 1200 – 1800 м над уровнем моря. Южнее и почти параллельно ему расположена более молодая система хребтов Янкан – Тукурингра – Соктахан – Джагды. Восточная часть этой системы (хребет Джагды) имеет максимальные высоты до 1842 м. Между Становым хребтом на севере и хребтами Янкан – Тукурингра – Соктахан – Джагды на юге, находится Верхне-Зейская котловина – межгорное плоскогорье со средними высотами 250-500 м. На востоке она ограничена коротким, но высоким хребтом Джугдыр, соединяющим хребты Становой и Джагды.

Равнинные районы представлены Амуро-Зейской и Зейско-Буреинской равнинами. Амуро-Зейская равнина расположена между системой хребтов Янкан – Тукурингра – Соктахан – Джагды с севера и реками Зеей с востока и Амуром с юга. Это возвышенное, всхолмленное плоскогорье, сложенное древнекристаллическими породами третичного и четвертичного возраста.

Рельеф Амуро-Зейского ландшафта представляет собой холмистоувалистую равнину, а также ложбинно-грядово-островную пойму Зеи и Амура.

Относительная высота рельефа Амуро-Зейской равнины составляет от 100 до м. Средняя глубина расчленения 50 м. В рельефе господствуют склоновые поверхности крутизной от 10° до 35° и выше. Вершинные поверхности преимущественно слабовыпуклы, за исключением древних оползневых блоков с узкими, вытянутыми гребнями. Долины представлены падями, балками и оврагами. Пади имеют трапециевидный поперечный профиль, широкие днища с продольным уклоном в 0,5 - 1,0°. Балки, как правило, примыкают к падям и оврагам, но встречаются и «висячие». Они неглубокие, V-образного поперечного профиля, с продольным уклоном до 2-3°, с временными водотоками, задернованные.

Пойменный ландшафт представляет собой низкую равнину, образованную системой пойменных поверхностей двух уровней: низкие – отн. выс. 128,7 – 130, м; средние – 130,0 – 135,0 м. Максимальная ширина равнины 2,6 км, минимальная – 0,75 км. В рельефе широко представлены вытянутые, узкие и неглубокие ложбины (бывшие протоки); старичные озера; плоские, приподнятые участки в виде островов; рлки (типичные формы пойменного рельефа).

Зейско-Буреинская равнина расположена между реками Зеей, Амуром и Буреей, ограничена с севера и востока хребтами Джагды и Турана. Геоморфологически Архаринская низменность представляет единую платформу с ЗейскоБуреинской равниной и абсолютными отметками междуречий 80 – 100 метров над уровнем моря и массивами сопок до 120 м. Реки текут на юг и юго-восток, расчленяя низменность широкими (в нижнем течении), но не глубокими долинами.

Низменность покрыта рыхлыми отложениями до 150 м. Среди отложений преобладают аллювиально-галечно-песчаные, реже озерные глинисто-алевритовые и гравийно-песчаные.

По рельефу Архаринская низменность является плоской равниной, а прилегающие отроги Малого Хингана – небольшие сопки. Преобладает плоскостной сток. Низменность образована расширением поймы реки Амур между устьями рек Бурея и Хинган. Расширение связано с относительно замедленным поднятием территории. Меандры хорошо выражены на реках Урил, Грязная, Мутная. Большинство озер обязано своим происхождением эрозионно-аккумулятивной деятельности рек и приурочено к поймам. Речная сеть представлена левыми притоками реки Амур: Архара, Бурея, Урил, Мутная, Хинган, Лужки, Грязная, Ярчиха и Борзя.

Город Благовещенск расположен в междуречье рек Амур и Зея (рис.1). Территория города, примыкающая к речкам Бурхановка и Чигири, получила название – Бурхановский территориально-аквальный комплекс (БТАК) [Долгосрочная целевая программа …, электронный ресурс; Тян, 2001].

Рисунок 1 – а) план города Благовещенска; б) схема-реконструкция Бурхановского территориально-аквального комплекса Географически район представляет собой открытую долину, сформировавшуюся в верхнечетвертичное время. Крупные природные объекты, располагающиеся на территории города, реки Чигири и Бурхановка, Чигиринское водохранилище, Асташинские озера.

Реки Чигири и Бурхановка сформировались в юго-восточной оконечности Амуро-Зейской возвышенной равнины, врезаясь в толщу песчано-глинистых озерно-аллювиальных и аллювиальных отложений Белогорской свиты плиоценово-нижнечетвертичного возраста. Пойменные уровни долин сложены современными четвертичными отложениями в виде аллювиальных песков, галечников, супесей и суглинков [Антропогенное воздействие …, 1979]. Для этой территории характерен эрозионно-аккумулятивный рельеф, преобладание плоских и слабоволнистых водораздельных пространств и склонов различной ориентации до 10 – 120, реже – круче.

Климат Амурской области и отдельных ее районов описан в различных справочных изданиях и работах многих авторов [Витвинский, 1963; Южная часть …, 1969; Агроклиматические ресурсы, 1973; Гуков, 1990; Шульман, 1991; Голов, 2001; География природных …, 2003;] По климатическому районированию основная часть территории области находятся в Амуро-Уссурийском районе Умеренной климатической зоны Дальнего Востока.

В северных районах Амурской области климат с резко выраженной континентальностью. Это объясняется отдаленностью от моря и большой высотой местности. Зима суровая. В декабре – январе суточные температуры воздуха удерживаются ниже минус 25 градусов по Цельсию. Морозы до минус 45 градусов отмечаются ежегодно. Лето короткое, прохладное, дождливое. В этот сезон выпадает преобладающая часть годовых осадков (400 – 500 мм.). Заморозки начинаются в конце августа – начале сентября. Средняя температура января минус градуса, июля 17.9, среднегодовая минус 6,6 (метеостанция Бомнак); годовое количество осадков – 560 – 584 мм. Вегетационный период – 95 дней, безморозный – 9 дней, средняя высота снежного покрова – 27 см (метеостанция Дамбуки), сумма среднесуточных температур воздуха выше 10 градусов – 1420 градусов.

Климат юга Амурской области умеренно тплый и влажный. В июне продолжительность дня 17 часов, солнце поднимается до 60 над горизонтом. В декабре день уменьшается до 7 – 8 часов, высота солнца всего 14 – 18.

В области преобладает перенос воздушных масс с запада и развита циклоническая деятельность. Особенно сильно она проявляется весной и в первую половину лета. Летом атмосферный фронт располагается над областью. В это время территория Приамурья прогревается и над ней устанавливается пониженное атмосферное давление. Сюда приходит влажный воздух с юга, выпадают обильные осадки. Увеличивается относительная влажность воздуха и облачность.

Господствующего направления ветра нет. Приходящие весной с юго-запада циклоны приносят иногда жлтую пыль, поднятую ветром с поверхности монгольских степей. Средняя месячная температура в июле составляет 20,4С, в январе минус 27,4С. Годовая амплитуда средних месячных температур до 48С. Продолжительность тплого периода года (период с положительной средней суточной температурой воздуха) в среднем 190 – 195 дней (с конца первой декады апреля по конец второй декады октября). Наименьшая длительность этого периода дня, наибольшая – 218 дней. Продолжительность безморозного периода 120 – дней. В отдельные жаркие дни температура воздуха повышается до 41С (абсолютный максимум), а в очень холодные суровые зимы понижается до минус 45С.

Однако такие крайне высокие и низкие температуры воздуха наблюдаются редко (вероятность менее 5%).

По условиям увлажнения рассматриваемая территория относится к зоне достаточного увлажнения. Среднегодовое количество осадков составляет в среднем 575 мм, из них в тплое время выпадает от 92 до 528 мм, в холодное от 8 до 47 мм. Коэффициент увлажнения в среднем равен 1. Условный показатель увлажнения – гидротермический коэффициент равен 1,7 – 1,8. В зимнее время образуется устойчивый снежный покров, высота которого к концу зимы составляет в среднем 15 – 20 см.

Наибольшая высота снежного покрова наблюдается в конце февраля – начале марта. Запас воды в снеге в этот период до 40 мм. Почва промерзает до глубины 232 см. В весенний период она прогревается на глубине 5 см до температуры 5С 2 мая, до температуры 10С 17 мая; на глубине 10 см до температуры 5С мая, до температуры 10С 20 мая. В первой половине лета засушливая погода приводит к недостатку продуктивной влаги в почве. В июле и августе выпадает около половины годового количества осадков, и вода не успевает испаряться и уходит в реки. Она плохо просачивается сквозь глинистые грунты и застаивается в углублениях. Наибольшая влажность почвы на глубине 20 см на последнюю декаду августа составляет 39% от массы почвы. Почти весь год бывает маловетреная погода. Средняя годовая скорость ветра 3,6 м/сек. Скорость его возрастает только весной и осенью, когда усиливается циклоническая деятельность. Ветер может достигать 20 – 25 м/сек, он иссушает почву. Но такие ветры длятся недолго.

Некоторые особенности, как известно, имеет микроклимат городской территории [Фролов, 1998; Горицина, 1991; Негробов, 2000; Ульянова, 2001; Петров, 2003]. По сравнению с окружающей местностью городская территория обладает более высокими как летними, так и зимними температурами. Эта разница для ряда больших городов составляет 0,5 – 0,8оС. Однако исследования начала 90-х годов прошлого столетия показали, что эти различия могут доходить до 6 – 8оС. В Благовещенске разница достигает 1,5 – 2оС. Одно лишь отраженное излучение от стен в городе дает летом до 30 – 40оС теплового эффекта прямой солнечной радиации. Очень велико тепловое излучение от асфальтного покрытия дорог, площадей и тротуаров.

Таким образом, в северных районах Амурской области в местах проведения исследований наблюдается интенсивное промерзание почв, медленное оттаивание сезонной мерзлоты, наличие неглубоко залегающей многолетней мерзлоты, короткий вегетационный период и другие неблагоприятные факторы приводят как к невысокой продуктивности растительных сообществ в целом, так и к низкой способности их к восстановлению.

В южной сельскохозяйственной зоне Амурской области климатические условия для произрастания растений более благоприятны, чем на севере. Продолжительность вегетационного периода превышает 150 дней, что позволяет благополучно произрастать самым разным видам растений. К неблагоприятным для роста растений факторам следует отнести достаточно низкие температуры зимой, небольшую высоту снежного покрова и недостаток влаги весной и в начале лета.

В результате зимой наблюдается глубокое промерзание почвы, что ведет к повреждению корневых систем многолетних растений. Засуха весной и в начале лета провоцирует возникновение пожаров, что резко ограничивает развитие фитоценозов.

В условиях урбанизированных территорий, в городе, температура выше, чем в окрестностях. Изменение микроклимата в городе не может не сказаться на развитии растительности. Меняются сроки начала вегетации растений, что может приводить к гетерохронности фенологических фаз. В зеленое строительство можно вовлекать виды и породы, менее требовательные к температурным условиям.

Вместе с тем, город Благовещенск находится в местности, где зимой выпадает очень мало осадков, снежный покров невысок и формируется поздно, когда почва уже глубоко промерзает. Ранней весной наблюдается большое количество солнечных дней, в результате кора стволов деревьев страдает от «солнечных ожогов»

и растрескивается.

На севере Амурской области почвы глубоко промерзают зимой, образуя слой сезонной мерзлоты, а летом, в связи с коротким вегетационным периодом и слабым прогреванием, оттаивают медленно. Многолетняя мерзлота залегает «пятнами», местами образуя сплошные пласты на значительных территориях.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 
Похожие работы:

«ПОПОВ АНАТОЛИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ ФАУНА И ЭКОЛОГИЯ ТАМНО – И ДЕНДРОБИОНТНЫХ ПИЛИЛЬЩИКОВ (HYMENOPTERA, SYMPHYTA) ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ 03.02.05 – энтомология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель : доктор биологических наук Н.Н. Винокуров Якутск – ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. Глава 1. История исследований пилильщиков...»

«Пильганчук Оксана Александровна ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА НЕРКИ, ONCORHYNCHUS NERKA (WALBAUM), ПОЛУОСТРОВА КАМЧАТКА 03.02.07 – генетика Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель : кандидат биологических наук Н.Ю. Шпигальская Петропавловск-Камчатский – ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ.. ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.....»

«КОЗЛОВА Юлия Олеговна РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРЕ- И ПОСТНАТАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГРУППЫ СИНДРОМОВ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ МИКРОДЕЛЕЦИЕЙ 22q11.2 03.02.07 – генетика Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель : доктор биологических наук, профессор Т.В. Золотухина Москва 2014 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования...»

«СЕРГЕЕВА ЛЮДМИЛА ВАСИЛЬЕВНА ПРИМЕНЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЯСНОГО СЫРЬЯ И УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ Специальность 03.01.06 – биотехнология ( в том числе бионанотехнологии) Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель Доктор биологических наук, профессор Кадималиев Д.А. САРАНСК ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ.....»

«Орлова Ольга Геннадьевна ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ С ПРОДУКТАМИ ГИДРОЛИЗА ИПРИТА Специальность 03.00.07 - микробиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель : д.т.н. Медведева Н.Г. Научный консультант : к.б.н.Зайцева Т.Б. Санкт-Петербург ОГЛАВЛЕНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ.. Глава 1. Обзор литературы.....»

«Лыкшитова Людмила Станиславовна ЭКОЛОГО - БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ MALUS BACCATA (L ), ULMUS PUMILA (L ), SYRINGA VULGARIS( L. ) К ВОЗДЕЙСТВИЮ ФАКТОРОВ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ 03.02.01 – ботаника (биологические науки) 03.02.08 – экология (биологические науки) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой...»

«Захаров Алексей Борисович Дендроиндикация загрязненности окружающей среды урбанизированных территорий на примере искусственных популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) Балахнинской низменности 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель :...»

«Робенкова Татьяна Викторовна ПСИХОТИПОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АДАПТАЦИИ СТУДЕНТОВ КОЛЛЕДЖА 03.00.13 – физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель : доктор биологических наук, профессор В.Н. Васильев Томск - 2003 ОГЛАВЛЕНИЕ. ВВЕДЕНИЕ..7 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.. 1.1.Современный подход к проблеме адаптации студентов. 1.1.1. Роль стресса в...»

«ЧУДНОВСКАЯ ГАЛИНА ВАЛЕРЬЕВНА БИОЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСЫ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ Специальность 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант : Чхенкели Вера Александровна, доктор биологических наук, профессор Иркутск – СОДЕРЖАНИЕ Введение.. Глава 1. Обзор литературы по состоянию проблемы исследований ресурсов лекарственных растений.. 1.1...»

«УДК 612.821.6; 612.825 НОВИКОВА Маргарита Робертовна РОЛЬ ОРБИТО-ФРОНТАЛЬНОЙ КОРЫ И ГИППОКАМПА В АДАПТИВНО-КОМПЕНСАТОРНЫХ ПРОЦЕССАХ ПРИ ПОРАЖЕНИИ СТВОЛА МОЗГА КРЫС Специальность 03.00.13 Физиология Биологические наук и Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научные руководители: Д.б.н., проф. В.П.Подачин Д.б.н. Е.В.Шарова Москва – СОДЕРЖАНИЕ: Стр. ОГЛАВЛЕНИЕ.. ВВЕДЕНИЕ.. ГЛАВА 1....»

«Вакурин Алексей Александрович Хромосомная изменчивость и дифференциация близких таксонов мелких млекопитающих на примере представителей родов Cricetulus, Tscherskia и Ochotona 03.02.04 – зоология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель : д.б.н., с.н.с. Картавцева Ирина Васильевна Владивосток –...»

«БУРДУКОВСКИЙ МАКСИМ ЛЕОНИДОВИЧ ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ХИМИЗАЦИИ ПОЧВ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА НА БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ И СОДЕРЖАНИЕ МАКРО– И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель : доктор биологических наук, старший научный сотрудник Голов Владимир Иванович...»

«Баканев Сергей Викторович Динамика популяции камчатского краба (Paralithodes camtschaticus) в Баренцевом море (опыт моделирования) Специальность 03.00.18 – Гидробиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель – доктор биологических наук, профессор А. В. Коросов Мурманск – 2009 Содержание Введение... Глава 1....»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

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.