Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ДИНАМИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА, НАРУШЕННОГО ТЕХНОГЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "ДИНАМИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА, НАРУШЕННОГО ТЕХНОГЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА"



МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

ЧУПРОВА Инга Леонидовна

ДИНАМИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА, НАРУШЕННОГО ТЕХНОГЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

Специальность 03.00.16 — экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1993

Работа выполнена в ордена «Знак Почета» Научно-иссле-довательеком институте сельского хозяйства Крайнего Севера СО РАСХН (г Норильск).

Научный руководитель — доктор биологических наук Р. П. Шелкунова.

Официальные оппоненты — доктор биологических наук С. Н. Бахарева, кандидат биологических наук Н. В. Беляева.

Ведущее учреждение — Биологический институт Карелии Российской академии наук, г Петрозаводск.

Защита состоится . СС^СНсЛ^- 1993 г в «

часов на заседании специального совета К 120 35 06 в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева Адрес- 127550, Москва, ул Тимирязевская, 47 Сектор защиты диссертаций.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан « » 1993 г

Ученый секретарь

ета — /; .

НПЛ / /

Мосина Л. В.

специализированного совета — /; ,

кандидат биологических н"* { /

. ОБЩАЯ ХАРАКГЕРИСЗИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возрастающий уровень псомышленной и саяь-скохозяйственной деятельности человека подавляюще действует на : состояние и развитие естественных экосистем Крайнего Севера. Иэ ' всех видов антропогенных факторов-особо выделяются два:-техногенные нарушения и выпас домашнего северного оленя /пасторальный/^ Наиболее широкий диапазон вмешательства,в природную среду имеют техногенные факторы /гусеничный транспорт» поисковые работы, строительство водохранилищ», промышленные выбросы в воздушный бассейн-,.. гидросистему и на пота».- ..

. В<районах нового освоения, где природа раньше не подверга- -лась. активному' воздействию человека," проблема ее охраны приобрела. особую, актуальность. ;*- . . • • - . . -

Под- влиянием техногенного воздействия на месте кавдой буро- • вой-сквакины после ее демонтака остается.от 3 до 10 га площади с . нарушеннымпочвенно-растительным покровом. Учитывая масштабы геологических поисковых работ лишь на Енисейском Севере площадь таких земель составляет тысячи гектаров. -Д -'/-.. .

\Ущерб> который нанесен почвенно-растительному покрову этих > площадей, в зависимости от первиодого состояния биогеоценозов, . согласно исследованиям отдела оленеводства' НИИСХ Крайнего Севера,: колеблется от 5 до Зи тыс.руб.га/в ценах 1990 г./. По Р.П. Щелку-новой /1992/ ущерб Норильского^комбината оленьим пастбищам.дости- : гает 4,4 млрд.рублей. К сожалению,;до настоящего времени восстановлением растительного покрова этих площадей на Таймыре никто не занимался. В связи с высокой ранимостью северных экосистем совмещение в пределах одного региона' развитой'горно-добывающой и гіерера-• батывакхцей промышленности с рациональньм использованием биологических ресурсов приобретает в условиях Заполярья особую остроту.,'

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сельскохоз. академии

и;*. К. А.Тилщрязма, Иив.

Цели и задачи исследований. Цель работы - выяснить влияние техногенных факторов на состояние, деградацию и развитие естественных экосистем Крайнего Севера, а такке возможности их восстановления. В связи с этим в задачи исследований входило:

- изучить местообитание растительных сообществ, дананиху и стадийность местного микрорельефа под воздействием механического транспорта;

- выявить смену сукцессий в растительном покрове, как следствие изменения их в зоне действия техногенных факторов;

- определить степень устойчивости, вероятность восстановления /со сменой и сохранением/ фитоценозов и сроки их восстановления;

- изучить отклонения основных параметров вторичных фитоценозов от параметров коренных фитоценозов /видовой состав растений, кормовую фитомассу/;

- составить нормативные данные по прогнозу восстановления различных растительных сообществ.

Научная новизна. Впервые в условиях Ямало-Гыдано-Западно-

таймырской провинции выполнена комплексная научная работа по вли-

/

янию Техногенных факторов на динамику растительных сообществ:

- изучено влияние гусеничного транспорта на растительный пок-(ров тундры и лесотундры;

" - выявлена степень устойчивости растительных сообществ к воздействию техногенного фактора;

- определены изменения микрорельефа под исследуемыми растительными сообществами;

- рассмотрены элементы биологической рекультивации растительного покрова на местах демонтированных буровых установок;

- выданы нормативные данные прогноза восстановления растительных сообществ исследуемого природного территориального комплекса

А ни/.

Работа выполнена в связи с охраной, воспроизводством и упорядочением использования кормовых ресурсов. ■

. Практическая ценность работы. На основании исследований разработаны и предложены производству нормативные данные по прогнозу восстановления различных растительных сообществ. Составлен техно^ логический регламент по созданию /восстановлению/ растительного ' покрова на промышленных отвалах /хвостохранилищах/ и землях, подверженных техногенному воздействию. *

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на региональной науно-технической конференции "Молодежь-аграрному производству" /Красноярск, 1991/, использованы при подготовке заключительного отчета по заданию 0.74.02.01 ЛШ.3.5.01.01. "Разработать технологическую схему автоматизированной сменки состояния лишайниковых пастбищ, подверкеншх механическому воздействию?. В настоя щее время по технологическому регламенту "Создание /восстановле-' кие/ растительного покрова на яромышлешшх отвалах /хвостохранилищах/ и землях, подверженных техногенному возлействию" ведутся работы в. Норильском промышленном" комплексе по созданию растительного, покрова на хвостохранилищах.- • У.,;;" • . V ''' "

. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, выводови предложений производству; список:использованной литературы составляет 147 наименований, в источников за-

рубежныхавторов. Материалы"изложены на 170 стр..машинописного : • текста; включая рисунков, \ п таблиц,.приложений.,'

; "..одаШИЕ РАВ0,Ш ,:.;> ;'л'" Г' л.--

'Условия и методика проведения исследований . .:" Место проведения исследований. Раюоты выполнялись в 1У90- . -1992"гг. на территории Ямало-Гыдано-Западнотаймырской провинции^ Сбор полевых материалов осуществлялся во второй половине вегетационного периода до начала естественной окраски растительности.' •

Объект и методика исследований. Объектом исследования явились динамические».процессы в растительных группировках, подверженных действию механического транспорта.

Методика исследований. Методики по изучению динамики растительного покрова оленьих пастбищ в районах промышленного освоения Крайнего Севера нет. Основное внимание уделялось разработке методики и проверке ее в полевых условиях. Объектами исследований были выбраны наиболее типичные по нарушению пастбищные массивы, в районах поисковых работ. Принятый метод исследования включал следующие этапы:

I. Картирование нарушенных пастбищ с вертолета МИ-Ь,

На карте масштаба 1:100 ООО прокладывались маршруты, по ко*Ф>-рым во время полета в вертолете МИ-в картировались участки нарушенных растительных сообществ тундры. В выделяемых контурах условными знаками отмечались растительные группировки и процентное соотношение ^анимаемой ими площади, проективное покрытие кормовыми группами растительности - кустарниками, травами, лишайниками; учитывалась степень повревдения растительности, подбирались участки о различной степенью нарушения для проведения детальных наземных исследований. '

П. I. Подбор эталонов зарастающих дорог.

1.1. В определенной подзоне или ее широтной полосе.

1.2. На определенных растительных группировках.

1.3. С определенной степенью нарушенности растительного покрова, почв, грунта.

1.4. С различным сроком восстановления растительности и почв /минимальный - года, максимальный - 36-40 лет/.

1.0. о различной степенью восстановления.

'¿. Подбор эталонов растительных группировок.

3. Подбор эталонов на действующих вездеходных дорогах.

4. Сбор данных /описание эталонов/ с целью выявления ди-

. . намики нарушенного растительного покрова, почв мехаки-і

ческим транспортам и формирования вторичных фитоцено-зов на зарастающих дорогах.

4.1. Географическая характеристика природно-территориально-го комплекса. '■ ~'

4.2. Геоботаническая характеристика растительных сообществ.

- 4.3. Характеристика нарушенности растительного покрова и

, ■ ПОЧВ. ■*-.- " '. . ' .

4.4. Характеристика растительного покрова вторичных фитоце-' ноэов. .

; , Ш. Растительный покров описывался в соответствии с методикой, изложенной в программе и методике биоценолсгических описания /19 /Ї974/. Наблюдения и учет урожая, отбор почвенных и растительных образцов проводились по методике ВНИИ кормов /Методика

я.Г, П/, химический анализ почвенных и растительных образцов »■ по.общепринятым методикам /Разумов,. 1982/ в лаборатории Петрозаводского института биологии. ; ; " / .

РШУЛЬТАТЫ ИСОВДОНАШ .. ' . ; * "

О&ьект наших исследований расположен в позонах средних субарктических и кжных субарктических тундр, в лесотундре Ямало-Па-. ; дано-Западаотаймырской провинции.":. с V I^Характеристика:коренных растительных сообществ./,,.

Объект наших исследований расположен"; в подзонах среднихсуС-арктйчёских и .юкных субарктических, тундр, в зоне лесотундры. . Пространственно преобладают в растительном покрове изученной тер' ритории ивняко-ерниковьіе: іусадрімжо-^тайгак»^ Они по-

крывают склоны и вершины холмов, где обычен тонкий слой снекного покрова. Вершины болел высоких холмов, откуда снег сдувается ветром, занимают алекториевые тундры. К местам, запущенным снекным покровом /лощины, пологие ровные склоны, нижние части склонов холмов/ приурочена тундры багульников о-литайниковые и ерниковые лишайниковые. Поникания в рельефе обычно заняты болотами. По окраинам озер, поймам ручьев и рек, где зимой скапливается много снега, характерны кустарниковые ивы и кустарниковые березы. По долинам крупных рек в зону тундры заходдт лиственничные редколесья ИЗ «^Л4** Vi.tiu.CA_ . Небольшие островки редколесий или группы лиственниц с густым ольховниково-арниковым подлеском встречаются и на склонах водоразделов. Подзоны средней и южной субарктических тундр отличаются широким распространением кустистых ли-щайников/ , СьЬшлал, и др./.

В растительном покрове лесотундры широко представлены лиственничные кустарничково-травяно-моховые редколесья, редколесья лиственничные ерниково-лишайниковыа, они перемекаются с участками тундр кустарничково-лишайннково-моховых, кустарников из ив и берез и болотами кустарничково-сфагновыми мелкобугристыми. Как и в тундровой зоне, ярко выражена приуроченность растительных сообществ у элементам рельефа. *, . „ -

4.1.2. Химический состав зеленых кормов и лишайников

В целях рационального использования естественных растительных кормовых ресурсов на оленьих пастбищах следует учитывать их запасы, оленеемкость и нагрузку при выпасе, а такке сроки фенологического развития кормовых растений, что обуславливает их химический состав.

Кустарниковые березы, кустарниковые ивы, травы представляют основной источник азотистых, минеральных веществ и витаминов.

кустарниковые ивы, произрастающие в лесотундре превосходят по сравнению с зоной тундры накопление сырого протеина /135?/, сырого кира /16%/. Наблюдается уменьшение содержания углеводов до."'.." ЗОЙ. Независимо от места произрастания кустарниковые ивы, кустарниковые березы богаты минеральными веществами. Кустарники, особенно ивы," формирующиеся в тундровой зоне, олени, во время всего ве- '■ гетационного периода, предпочитают более всего. Злаки и'осоковые лучше поедаются оленем весной, когда появляются в массовом количестве. ..V- .. : *•■ ''..'; •'* •

Общее содеркание углеводов в исследованных группах лишайНи-; ков колеблется в пределах-от.12,7 до 17,2$. Наиболее интенсивное накопление их происходат в растениях тундровой зоны.

' Как показали анализы, все исследованные растения имеют низкую зольность /0,79-1,9$/, в большинстве случаев соотношение кальция . к фосфору, не отвечает нормам минерального питания животных; соотношение кальция к сумме кальция и магния" такие нике допустимого предела за исключением ку сх&хк / , /х

.Наибольшее накопление сырого протеина характерно дяя лишайников изеленых кормов:в лесотундре, углеводов - в тундровой зоне.

,'. Соотношение кальция и фосфора в основном находится в пределах .. нормы, редко немногим выше или нижа допустимого уровня /лишайники/, хотя некоторые•вида;кустарничковых ив, кустарничковых берез, хвощи ' имеют довольно высокие содержания этих элементов.

;•■■',■ ; В 1кг литайников/ягелей//воэд.сухоесостояние/ содержится ; в среднем перевариваешх веществ 591 г,. 0,66 к.е._ анергии перева-; риваемых "веществ 3527 ккал.. '

Питательность зеленых кормов, произрастающих в тундровой зоне, • выше,;чём в лесотундре.- В'.I кг кустарниковых ив, кустарниковых бе-"

рез, трав в среднем доя тундровой зоны содаркитсЯ 635 г переваримых веществ, 0,63 к.8., 34У0 ккал, произрастающих в лесотундре соответственно 626 г; 0,56 к.е., ЗИй ккал.

4.1.3. Кормовая фитомасса кустарников, трав, лишайников Исследования выполнены по выявлению особенностей в распределении растений, собранных в подзонах средней субарктической и юкной субарктических тундрах. Всего изучено ¿1 сообщество, приводим наиболее типичные.

Характерными растительнши сообществами подзоны средних субарктических тундр являются кустарничковые тундры, занимающие почти половину всей площади подзоны /41%/, Кормовая фитомасса их слагается кустарниковыми березами, кустарниковыми ивами, травянистыми растениями и составляет 3,4 ц/га в воздушно-сухом состоянии. От общего запаса кормовой фитомассы зеленых кормов на долю трав приходится более половины /6В,55£/.

Среди кустарниковых группировок преобладают ивняковые тундры, приуроченные к местам проточного увласнения. Наиболее распространены тундры ивняковые кустарничково-мохово-лишайниковые с участием кустарниковых берез./Кормовая фитомасса зеленых растений 6,5 ц/га, лишайников ¿,3 ц/га. Наибольший запас фитомассы продуцируют ивы /2,7 ц/га/.

Кустарники широкого распространения не имеют. Наиболее: распространены разнотравно-моховые ерники. Листва кустарников создает наибольшую часть кормовой фитомасса /4,3 ц/га/, что составляет от фитомассы зеленых кормов.

В подзоне средних субарктических тундр значительное участие в слокении растительного покрова принимают болота. Травяно-кустар-ничковый покров на болотах выражен слабо. Кормовая фитомасса кус»-тарников и грав в разнотравно-пушицево-осоково-сфагноаом болоте

переходного типа.составляет II ц/га.'

В подзоне юкных субарктических туцдр по сравнению с подзоной средних субарктических тундр усиливается роль кустарниковых груп7 ; пировок. Наблюдается некоторое увеличение запасов листвы, что объясняется наличием растительных группировок с развитым ярусом кустарниковой березы." В почвенном покрове появляются кустистые лишайники. 'л-!' - ■ '

• Заросли ивняков больших массивов не образуют. Почти 90$ кормовой фитомассы кустарников и,трав.в этих растительных группировках приходится на листву ив/11,5 ц/га/." Основную фитоценоточескую роль в указанных сообществах играют зеленые мхи /покрытие 8С$/|ко-

• торые образуют сплошной покров. Встречаются небольшими фрагментами тундры ивняковые лишайниковые с участием кустарниковых берез, ' которые приурочены, главным образом, к верхним.частям склонов и возвышенностей. Здесь запас листвы ерников составляет 4,5 ц/га, лишайников 3,7 ц/га.

Болота занимают треть площади подзоны. Преобладают плоско-;бугристо-мочакинные комплексы.'Запасы кормовой фитомассы лишайников 16,5 ц/га," зеленых кормов 6,4 ц/га, формирующихся в основном многочисленными травами. ','

Для лесотундры характерны лиственичные редколесья, криволесья березовые, болота. Среди лиственничных редколесий наиболее развиты кустарничково-лишайниковые. Удельный вес трав составляет 53%,

• а общий запас кормовой фитомассы кустарников и трав.14*4 ц/га; В напочвенном покрове преобладают лишайники. Кормовая фитомасса кустистых лишайников колеблется от 4,5 до ¿,7 ц/гв. ,. , ,

• Небольшими участками встречаются криволесье березовое. Фито-масса листвы кустарниковой березы 1,5 ц/га. Хорошо развит кустар-

■ ничково-траачно-моховой ярус. Основная.часть кормовой фитомассы ■ /90$/ приходится .на-трааы /II,5 ц/га/. .. "

Существенная черта растительного покрова - широкое развитие болот /ЗЦ£/, причем плоскобугристые-мочакинные моховые комплексы болот составляют В отличие от подобных болот тундровой зоны здесь на буграх значительно представлен кустарничковый ярус высотой 40 см. Фитомасса зеленых кормов увеличивается до 9,5 ц/га в основном за счет пушицы /до ¿6% от общего объема зелени/. Запасы лишайниковых кормов возрастают до ¿7 ц/га.

Кустарниковые заросли чаще всего представлены ивняками, рас-полокенными по поймам рек широкими полосами. Запасы листвы кустарниковых ив Ъ,7 ц/га.

Для средаих субарктических тундр кирмовая фитомасса кустарников, трав, лишайников обеспечивает Ь олене-дней на I га пастбищ, доя юкных субарктических тундр В олене-дней, лесотундры 4 олене-дкя на I га пастбищ.

4.1.4. Полокение коренных фитоценозов в ненарушенном припод-но-территориальном комплексе

Для растительных сообществ,распространенных в подзоне средаих субарктических тундр, характерны следующие типы почв: почвы тундровые глеевые, нередко с подтоком грунтовых вод; тундровые, по ме-

/

ханическом составу суглинистые иди супесчаные; тундровые глёевые супесчаные и суглинистые, нередко имеющие торфянистый горизонт. Занимают обычно 1-411" уровень над поймой. Микро-панорельеф или слабо выракен, либо представлен минеральными буграми высотой 30 см, диаметром 30-ЬО см слабоминерализированными осоково-пушицевыми кочками или торфяно-минеральными буграми, занимающими до 2055 от общей площади растительной группировки. В зависимости от растительного сообщества, занимающего определенное местообитание, высота снекного покрова от йО до ЬО см, глубина оттаивания мерзлоты от ¡¡о до 40 см, мощность почвенного слоя от 40 до ьо см. Во всех рас-

тительных группировках степень увлажнения умеренная, только болота разнотравно-пушицево-осоково-сфагновые степень увлажнения избыточная, обводненность в начале лета до 7С$, в середине лета до,

■ Ж. ' ' 1 ' ' '

В'подзоне юиных Субарктических тундр распространены тундры ерниковые лишайниковые, тундры кустарничково-литайниковые, ивняки разнотравные, ерники разнотравные, болота пушицево-сфагновые тор" фянистые /переходноготипа/, мелкобугристые кустарничково-травя-но-сфагновые /верхового типа/, плоскобугристые болотные комплексы.

Вышеназванные группировки отмечаются от растительных сообществ средних субарктических тундр более высокими уровнями над поймами рек /П-Ш уровень/. Микро-панореяьеф, в основном, представлен кочками и -буграми до 15% от площади занимаемой группировкой, торфяными бзгграми высотой до 40 см, диаметром от 4 до 10 метров, которые занимают 50-70$•от площади группировки.

Для растительных сообществ подзона южных субарктических тундр V .характерно увеличение высоты снежного покрова; которая колеблется '

от 60 до 100 см. Мощность-почвенного слоя от 30 до 40 см, глубина ¡оттаивания мерзлоты 35-40см. Степень увлажнения умеренная, но в ; большинстве растительных сообществ наблюдается обводненность,;• ',"-■,обычно на болотах в мочажинах. Почвы-от суглинистых слабозаторфо-, ванных, торфяно-глеевые до торфяноболотных.;

Для.лесотундры характерны редколесья. На песчаных и щебенчатых почвах располагаются реда^ ерниковые зеленомошные,- ерниковые и ерниковые заросли на суглинистых слабрзаторфованных, болотные плоскобутристо-мочалинные комплексына торфянаболотных почвах. 'Кастоящие сообщества занимают 3-4 уровень надпойменной террасы. Бы/ сота снежного покрова от 70 см на плоскобугристо-мачажинных болот» ' . ных ■ комплексах до І30 см в редколесьях' ерниковых трааяно-моховых. . Глубина оттаивания мерзлоты достигает ВО см

слоя увеличивается до 60 см. Степень увлакненности во всех растительных группировках умеренная, креме плоскобугристо-мочакинного болотного комплекса /степень увлажнения избыточная/.

4.2. Смена сукцессий в растительном покрове, нарушенном техническими воздействиями

Нами в Ямало-Гыдано-Западаотаймырском регионе изучены вторичные ценозы, формирующиеся на месте нарушенных коренных растительных сообществ.

4.2.1. Восстановление нарушенных участков растительного покрова

В местах нарушения почвенко-растительного покрова гусеничным транспортом наблюдается смена растительных сообществ и сукцессий в зависимости от степени нарушения ботанико-географической зоны, элементов рельефа.

Восстановление их в прекнем виде весьма медленно. По истечении Ь лет после нарушения в колеях появляются единичные экземпляры злаков, пушиц, спустя 10 лет формируются ценозы с общим покрытием трав 25£, к ¿0 годам покрытие ими увеличивается до 50%, появляются пятна мхов /, /.

Методом геоботанических описаний выявлены следующие доминанты >{ содоминанты, формирующие новые синузии и ценозы: Елл-срЖ^ха.

, 8 / <?, гил^гс^емп, / ¿^МсазхаиД

схлххгиМ.уххи^ , £аJ ЬаЛсоих^-и^Ьск ¿а^пл^а. Сача* а^члхаОлл ал.«*.*^

[хх.МШАл.^Олл, , I аиЛилс

, , 'Кги fcu.fi»,

оти виды наиболее активно поселяются на минеральном субстрате, хотя большинство из них не прибегав яьт ценности в оленеводстве.

Характер зарастания зависит от исходной растительности, экологических условий и попадания заносных растений.

Полное уничтожение кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов стимулирует увеличение развития трав примерно в 4 раза.

Из изученных растительных сообществ прекнюю структуру сохранили тувдры ивняковые кустарничковые мохово-лишайниковые, болота осоково-пушицево-сфагновые, луготундры кустарничхово-разнотравные, плоскобугристо-мочавинные болотные комплексы, болота осоково-пушицево-сфагновые слаботорфянистые /переходного типа/, болота мелкобугристые кустарничково-травяно-сфагновые /верхового типа/.

К сообществам с неполностью восстанавливающейся растительностью относятся следующие группировки: ерники травяно-моховые с участием ив, тундры кустаркичково-травяные, ерники разнотравные, ивняки травяно-моховые с участием ерников, редколесья лиственничные лишайниковые моховые с участием ив, тундры кочкарные осоково-пушицево-лишайниково-моховые. Остальные изучаемые сообщества относятся к медяенновосстанавливающимся,

4.2.2. динамика кормовой фитомассы восстанавливающихся фитоцинозов

В связи с низкими температурами воздуха и почв в зоне вечной мерзлоты, восстановление коренных растительных сообществ происходит крайне медленно.

В изученных вторичных растительных сообществах соотношением основных груш растений, продуцирующих кормовую фитомассу, изменяется в сторону увеличения трав. Запасы кормовой фитомассы трав обычно возрастает в пределах 15-ЗОХ, но их питательная ценность снижается.

для столь распространенных в подзоне средних субарктических ту!тдр характерно увеличение запасов кормовой фитомассы в Ь раз

/15,7 ц/га/, которая состоит из зеленых растений; но по питательности уступающая коренной растительной группировке /1,8 к.е./

В кустарниковых ивняковых тувдрах и ивняковых зарослях, на блюдается уменьшение запаса листвы ив в среднем на Щ& /0,8 ц/га по сравнению с 1,8 ц/га в коренных растительных сообществах/. На 80$ запас кормовой фитомассы слагается за счет трав. • '

Запасы кормовой фитомассы в столь распространенных в подзоне средних субарктических тундровых болотах составляют 14 ц/га. Он формируется на 90% многолетними травами и превосходит по питатель ности /8,0 к.ед./ эталон. ' ; ; .

В подзоне южных субарктических тувдр усиливается роль кустар-■ никовых группировок,' среда которых преобладают ивняковые туцпры, .. ерниковые и ивняковые заросли. Для ивняковых тундр характерно вое' становление растительности в прежнем составе, но в измененных соотношениях. Кормовая фитомасса листвы ив составляет,, от общего кормового запаса зеленых кормов 4$ /0,8 ц/га, 0,8 к.ед./, а трав 83£.Д7,9 ц/га/. В ерниковых зарослях восстановление не наблюдается.и кормовая фитомасса на 95$ состоит из трав,.запас листвы ив составляет 0,3 ц/га. ■ •' ' .'' '.

Кормовой запас фитомассы плоскобугристо-мочажинных моховых' . болот достигает;16' ц/га, что превышает кормовой запас.фитомассы: трав - на25%, но по питательности уступающие коренному, растит ель- .' ному-сообществу^ В лесотундровой зоне характерны чаще всего еле-; дующие растительные группировки: лиственничные редколесья, криво-лесья березовые, ивняки и ерники. Для них характерна следующая • тенденция:; ерники не восстанавливаются, лишайники наблюдаются отдельными куртинами,, появляются ивняки; На 9^ основной запас кормовой фитомассы складывается из трав," которые по питательной ценности уступают коренным растительным сообществам; ; : .;

4.2.3. Динамика восстановления почвенного покрова, нарушенного гусеничным транспортом

Для всех изученных растительных сообществ характерно медленное восстановление почвенного покрова в прежнем виде. При нарушении плоскобугристо-мочакинного комплекса природная комплексность нарушается почти полностью и не восстанавливается со временем. Для ивняковых зарослей характерно следующее: все кустарники до некоторой степени амортизируют при передвикении по ним транспорта, от небольших воздействий ломаются, вдавливаются а землю, но со временем возобновляются. При сильных нагрузках кустарники выворачиваются с корнями, происходит разрыв мохово-лишайниковой дернины, в поникениях проступает вода, образуются просадки, озера, на склонах обнакается супесь.

Даве после длительного восстановительного процесса наблюдаются следа колеи. В луготундре кустарничково-разнотравной на 20% площади, занимаемой растительным сообществом, образование бугров высотой 20-25 см, диаметром 30-40 см. Для ивняковых тундр характерно незначительное изменение микро-рельефа.

Северная растительность очень чутко реагирует на внешние нагрузки, является одним из наиболее уязвимых компонентов природных комплексов. При существующей конструкции бездорожного транспорта, применяемого при промышленном освоении местности и несоблюдении требований защиты природных условий растительность легко разрушается. Особо чувствительны к техногенным воздействиям растительные группировки болотного типа с мощным моховым покровом, они почти не противостоят гусеничному транспорту. Чрезвычайно ранимой частью фитоциноза являются лишайники. Уничтокение мохово-лишайниковой дернины приводит к увеличению сезонного оттаивания мерзлоты на 1Ь--25 см, что вызывает развитие эрозионных, солифлюкционных и тсрчо-

карстовых процессов.

'Стадийность преобразования микрорельефа зависит от степени нарушения..Всего наблюдается три стадии - начальная, зрелая и реконструктивная. Самая длительная - реконструктивная (экзогенные . процесса стабилизировались, началось осущение обводаенной поверхности, - ее задернение и закрепление вновь появившихся форм микрорельефа). Полного восстановления основных параметров, характеризуючих местообитание да псе на 20-Й год реконструктивной стадии -не наблюдается • - . ■:.'.. '.-'.•'. , '' ,-'

• 4.2.4. Сроки восстановления пастбищ в зависимости от

■ пастерального фактора и воздействия гусеничного V .. . ■ транспорта-' >..; . - ". ; '■ '..'/'. ".* -

* Для'определения степени нарушенности была разработана'оценоч ная шкала. ' . • . ■ ' .. ' ■

"При слабом воздействии вездехода (единоразовый проезд;по пло щадке) частично поврекдались только лишайники. Такое нарушение от несено к I степени. При умеренной степени нагрузки (4-х кратный проезд) растительность погибала на 30%'площадки, появлялись пятна оголенного грунта, глубина бороз составляла 20-30 см - П степень . нарушения. В результате значительного воздействия на тундру (6-ти разовый линейный проезд вездехода с разворотами) мохово-лишайнико-вый покров и верхний горизонт почвы уничтожались на 70-90%, глубина борозд достигала 50 см, на поверхность выливался юїдкий грунт (нарушение Ш степени). При обследовании нарушенные участки пастбищ сравнивали с нарушениями на площадках и оценивали их по 4-х балльной шкале. - ■ . * . *' - .

- Рассматривалась Ш степень нарушенности, так как от нее мокно проследить восстановление растительного покрова при: меньшей степени поврбкдбния растительного .покрова¿ , ' , • ' ■

Сроки восстановления такке зависят от факторов, вызывающих нарушения пастбищ. Основными факторами, негативно влияющими на пастбища домашнего северного оленя являются сверхнормативный выпас оленей и техногенные. Ыы рассмотрим как влияют эти факторы на растительный покров для тундровой зоны и лесотундры при значительной степени нарушенности. В условиях систематической перегрузки выпаса домашних северных оленей при значительной степени нарушенности почвы обкакаются на 20%, грунт на 10%. При техногенных нарушениях обнакены почва и грунт на Ь0%. В тундровой зоне лишайниковые пастбища при нерациональном выпасе оленей могут восстановиться на 17-20-й год, кустарничково-травяные на и-12 год, при техногенных нарушениях соответственно на 45-55 года и через 27-35 лет. Для лесотундровой зоны при сверхнормативном выпасе восстановление лишайниковых пастбищ происходит на 15-17 год, кустрни-чково-травяных на 7-10 год. При техногенном нарушении соответственно 40-50 лет и 2Ь-30 лет. Следовательно, восстановление растительного покрова как при техногенном воздействии, так и при влиянии пасторального фактора представляет длительный процесс. Но если при нерациональном выпасе домашних северных оленей срок восстановления растительного покрова ограничивается 20-ю годами, то при техногенных нарушениях этот срок является переломным периодом, когда происходит восстановление почвенного покрова и основных групп кормовых растений. Восстановление растительности наблюдается лишь к 20-ти годам.

Полностью защитить природу весьма трудно. Ыокно лишь уменьшить степень вредного влияния на экосистемы. Проведенные исследования разрушений растительного покрова представляет основу для разработки нормативных данных по срокам восстановления пастбищ домашнего северного оленя в зависимости от факторов и степени нарушенности (табл.^).

..Таблица і,,

Срок восстановления пастбищ домашнего северного оленя в зависимости от факторов и степени нарушения .

Фактора» .Степень ■ Раститель- Нарушенный растительный вызывающие., нарушен-- ный покров покров (%. от площади , нарушения: ности без изме- фитоценоза) • ; .

; : \ нений {% - ------г

■ • - : от.площади Снизивший кормовую . , - фитоценоза) фитомассу, на %-,,'- •'.

10-30 31-50 50

Нарушенный' .

почвенный

покров

Обна- Сбна- '.'• «єна кен • " поч- .грунт,, ва, ■

Восстановление растительного -покрова оленьих пастбищ, м

Зона тундры

тунд- йустар-> ровые ники лишай-'травяники . ные

Лесотундра ■

гедко-Тедко-лесные лесные , лишай- кустар-нико- никово-

Бессистемный выпас , северных оленей . домашних Слабая 1, <: ■ 50 . Умеренная 30 ■ 30 . .30"- ' 20 20 • 0 -'. 20 • 0 •10. 0 0 ■ 5-7 • 10-12 2-4 . 5-7 > ■ 4-6 8-Ю 2 3-5

Значительная 10 . .0 30 30 ' 20 10 17-20 8-12.' , 15-17 7-Ю . м ю

Гусеничный транспорт .Слабая" - • .20. 10 • 20, 30 10 10 17-20 12 15-17 10.,

Умеренная- 10 ' 10 ,10 - 30 . 20 20 22-27 16-20 . . 20-25 .15-17

Значительная 0 . 0 . о - ■ 0 ' 50: ■ 50 45-55 27-35 40-50 25-30

Полное ■

нарушение 0 . 0 0 • • 0 20 80 80-100 45-55 70-90 '40-50

4.2.Ь. Восстановление растительности исцэбмлях, подверженных техногенному воздействию

При недостатке тепла и избыточной влакности почв в условиях Таймыра выбор культур для посева ограничен небольшим ассортиментом многолетних трав.

На основании исследований установлено,что в год посева на тундрово-глеевых оподзоленных почвах •Аїіисл.-аОмо., УвяшгАииюя. способны формировать урокай злаковых трав. При этом существенных различий мекду вариантами с внесением и без внесения удобрений не наблюдалось.

На второй и третий год кизни достоверно повышение урожайности. Наибольшая эффективность минерального питания получена на третий год кизни травостоев - 2,2-^,8 т/га. Создание сеяных травостоев на фоне №К увеличило урокай с 1990 по 1992 гг. с оЫиСа. чиЛю,

- с 0,56 до 2,2 т/га,7е>>1исо, с О,ВО до

2,8 т/га.

Из аборигенных видов в І992 г. наибольшее распространение имели Рось [иьаіеліліл X. Со^о-т-а^'м.Ч'ііь ¡ішірл-ииілсілл Є е* Доля сеяных трав -шМи. ^аьипЛиюы**. соответственно

составила %%: на контроле 18, 20,0, РК - 42,3, 54,7.

Создание травянистой растительности на хвостахраниливдах, карьерных разработках и нарушенных тундровых землях в условиях. Норильского промышленного района мокет проводиться с использованием традиционных и нетрадиционных технологий следующими способами: посев трав в весенне-ооенний период; в замерзшую почву, закрытие земли плитами-блоками специального органо-минерального состава с высеянными на них семенами многолетних трав; с помощью наземной авиации (норма высева многолетних трав 50-7Ь кг/га при І00& всхожести семян).

' . Для создания растительного покрова из многолетних трав рекомендуется использовать следующие виды местного или северного происхождения: мятлик луговой, лисохвост луговой, регнерию изменчивую, ^овсяницу квасную, луговую и тростникову, тимофеевку луговую.' С точки зрения закрепления в биомассе растений никеля особая роль отводится овсянице луговой,' регнерии изменчивой, тимофеевке луговой;'кобальта - овсянице луговой и регнерии изменчивой, меди регнерии изменчивой. • . -'. ' . "

,/Результаты, полученные в ходе исследований приводится в табл

Таблица Д^

Растительный покров, созданный на землях техногенного происхокдения ,'.;"'

Вид техногенного Краткая агротехни- Показатели травянистого воздействия : веская характерне- . покрова ;

тика участка

про- плот- мощ- от- био-ект ность ность но- лог. пок- побе- дер- ше- урок, рытия гов, нины ние т/га в бал-под-в.с.в лах зем-

• •. ной ' ' ' "'.-■■ к ' •. .

над-зем-\ . ;" ной ' ;■•■>' ' - мас-':.

• -' се •

расте- тыо. ний,% м2

Хвостохранилища ' Равнинные,склоновые • ....*.

нормально увлажнен- . - ; ' ные при полном от- - • , > " ;

■-.'.•'. ''■."• сутствии почвенного-.- .'"■.'

'и растительного пок-.' ' . рова . ." 80 1,5,

Равнинные,- склоновые' , • : при полном отсутствии * , почвенного и расти- " ■ тельного покрова : 90 - 1,0?

Карьеры .

0,8 1,0 0,7. 0,7 . 0,7 0,7

Нарушенные тундровые земли

Равнинные," склоновые . : нормально увлажненные и переувлажненные при; наличии, почвенного г- . -покрова 100

2,1 "0,9 -1,1 1,2

выводу

1. Питательность зеленых кормов, произрастающих в тундровой зоне, выше, чем в лесотундровой. В I кг кустарниковых ив, кустарниковых" берез в среднем для тундровой зоны содержится 635 г переваримых веществ. Энергии переваримых веществ, произрастающих в лесотундре, соответственно 626; 0,5ь; 3115.

2. Для средних субарктических тундр запаса кормовой фитомас-сы трав и{устарников обеспечивает по летнему пастбищному сезону

6 олене-дней на I га пастбищ, в подзоне ювных субарктической тундры в олене-дней на I га пастбищ, в лесотундре 4 олене-_дней на I га пастбищ.

3. Спустя 7 лет на месте уничтокенных мохово-лишайниковых группировок появляются на дренированных местах злаковые ценозы

( Феъ&кат^ьмл- ыЛиЛлЖииЪ., ^члЬа^ъ&Алъ слилсЬиглсгае, Рах-

рид^еюлл ) и др., в сырых понижениях - осоково-пушицевые ( ^(шилАлллс-) Саллу {иЬ^.алеЬ.и^ч^ш. И др.).

Полное уничтожение кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов стимулирует увеличение развития трав примерно в 4 раза.

4.' Под влиянием механического транспорта происходит трансформация тундровых и лесотундровых фитоценозов в антропогенные болота и луга, связанные с разрушением мохово-лишайниковой дернины и возрастанием глубины протаивания почвы.

5. После нарушения растительного покрова рарастание фитомас-сы идет крайне медленно. Соотношение основных групп кормов складывающий общий кормовой запас заменяются во всех исследуемых группировках в сторону увеличения трав. Кормовая фитомасса возрастает в пределах 15-30%, по питательности уступающие коренному растительному сообществу.

6. В течение 10-17 лет в зависимости от растительного сообщества вторичный ценоз представлен травами. За это время происходит

вакрепление и задернение почвы. 20-й год восстановления мокно считать переломным (появляется растительность, присутствующая в коренном сообществе), к 30-ти: годам 80% площади колеи покрывается растительностью. Процесс востановления растительности, нарушенной гусеничным транспортом, занимает в 2 раза больше времени; чем после воздействия пасторального фактора.

. , 7. Выделены 3 группы по степени восстановления.,К первой отнесены растительные сообщества быстровосстанавливающиеся (от 8 до 12 лет). Этому благоприятствует значительное увлажнение почв. Ко , второй отнесены сообщества, медленно восстанавливающиеся (до 50 лет)^ Это растительные группировки, занимающие полого-волнистые '.. элементы рельефа, торфяники.-К третьей отнесены.растительные сообщества с частично,восстанавливающейся растительностью. Здесь отмечено изменение гидрологического режима почв. -

8. Уничтожение мохово-лишайниковой дернины приводит к увеличению сезонного оттаивания мерзлоты на 18-£5 см^ что выаывает раз-« витие эрозионных, солифлюкционных и термокарстовых процессов..

; * ,9. Основная часть площадок буровых установок по агрохимичес-; кому составу почв пригодаы к восстановлению на них растительного: покрова путем рекультивации. При этом требуется внесение дополнительных доз.в почву'фосфорных и азотных минеральных удобрений; По содержанию основных элементов питания растений шлам может исполь-, зоваться как минерально-почвенный субстрат при восстановлении нарушенного растительного покрова площадок демонтированных буровых установок. } -- • - ••• ■

10. Созданный растительный покров на промышленных отвалах и землях, подверженных техногенному воздействию, способен формировав урожай от 0,7 до 1,2 т/га воз.сух.вещества. .

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПР0ИЗВ0ДСГВУ

Перспективными для испытания в биологической рекультивации

яаляются следующие дикорастущие виды трав из местной флоры: Сочм Ь1пс1оип<- Ол.ьЬ.<и Ес'ихи- ) £>и<-с-

сипЛк*лЛт^ ) ч.еЬиськн.е-х.и , ^хсиха^а^-Ь^ СоМ^^иа.

Л олллгм^ип-лсллх. / Роси , ¿Ь-

чгоАч , солЬа-плил ; Ч Ии^щиял , ¿«¿илгЬьл-и-

ал^ниис., Ъыи&ю ал^Ыл*-». ; СаЕй/т-си^го|£& елпдчсАсЪ^«-, Укатил 'тъътлл ) /ь^Ы-е.илич ,

В ряде случаев путал засева обнакенных участков тундры моисно создать ценные кормовые угодья для оленей и других сельскохозяйственных кивотных.

Б целях сохранения растительности тундры необходимо упорядочить двикение гусеничного транспорта по тундре, узаконить проезды лишь по отдельным трассам. Целесообразно применение вездеходов на воздушных подушках типа аляскинских СС-7 с удельным давлением 0,03-0,04 кг/см2 и при возмовности вертолетов.

В связи с обширностью территории Арктики и Субарктики и в целя целях систематического контроля за влиянием антропогенных факторов на состояние растительного покрова, целесообразно применение аэрокосмического мониторинга.

Использовать нормативные данные для составления прогнозной карты и экологического расчета ущерба, нанесенного пастбищам домашнего северного оленя в результате воздействия гусеничного транспорта.

Список работ, опубликованных по теме диссертации I. Чупров Л.Л., Чупрова И.Л. Создание (восстановление) растительного покрова на промышленных отвалах (хвйстохранилищах) и землях, подверкенных техногенному воздействию. Технологический регламент РАСХН.Сиб.отд-ние. НИИСХ Крайнего Севера -Дудинка,

ЧупроваИ.А.. Прогноз восстановления растительности на местах демонтированных буровых установок/тез.докл. научн.концер., г.Красноярск, 3-7 сентября 1992 г.), Красноярск, 1992, с.22-23. ;

Объем 1"2 п л

Заказ 844

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127550 ¿Москва И 550 Тимирязевская ул 44