WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |

На правах рукописи

ДУБРОВСКИЙ НиколайГригорьевич

СТЕПНЫЕ И ЗАЛЕЖНЫЕФИТОСИСТЕМЫ ТУВЫ:

структурно-функциональнаяорганизация и оптимизация

природопользования

03.00.05 – Ботаника

03.00.16 – Экология

Автореферат

диссертации на соисканиеученой степени

доктора биологическихнаук

Улан-Удэ

2009

Работа выполнена накафедре общей биологии Тывинскогогосударственного университета и накафедре ботаники Бурятскогогосударственного университета

Научныйконсультант:

доктор биологическихнаук, профессор

Бимба-ЦыренБатомункуевич Намзалов

Официальныеоппоненты:

доктор биологическихнаук, профессор ТатьянаПетровна Анцупова

доктор биологическихнаук, профессор ИванИкидиусович Илли

доктор биологическихнаук Вера ИвановнаВласенко

Ведущееучреждение:

Алтайскийгосударственный университет,

г. Барнаул

Предварительная датазащиты « 29 » мая 2009г. в ______ часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.022.03 вБурятском государственном университете поадресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а,Бурятский государственныйуниверситет

Факс: (3012) 21-05-88; E-mail:namsalov@bsu.ru

E-mail: d21202203@mail.ru

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке Бурятскогогосударственного университета

Автореферат разослан « ____ »___________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.б.н. Н.А.Шорноева

ВВЕДЕНИЕ

Актуальностьтемы. Изучение растительногомира – этойсложнейшей материальной системы нашейпланеты, во всем его многообразии и на всехизвестных уровнях организации относится кчислу важнейших задач биологической науки.

За последнее время визучении растительного покрова Сибирисделаны большие успехи. Однако на обширныхпросторах Сибири отдельные части ее всееще остаются мало исследованными, к числутаких регионов и относится Тува.

Исследованиесовременного состояния степей какнаиболее широко распространенного типарастительности, слагающей основуландшафтов как в межгорных котловинах, таки высоко в горах особенно актуально в связис тенденцией нарастания антропогеннойтрансформации степных экосистем. Причем,это связано не только с пастбищнойдеградацией растительности, но и большимимасштабами распашки степей, которые внастоящее время на больших площадяхнаходятся в залежном режиме.

Касаясь региональныхособенностей демутационных процессов,следует отметить факт развития особоймелкобурьянистой стадии, предшествующейразвитию крупного бурьяна, в условияхабаканских и тувинских степей(Голубинцева, 1930; Дымина, 1983; Куминова, 1985). Сдругой стороны, на залежах по фонукаштановых почв в Бурятии наблюдаютсяслучаи выпадения бурьянистой стадии (Быкови др., 2003). В связи с этим возникланеобходимость специального изученияособенностей зарастания заброшеннойпашни, видового состава растительности,стадий зацелинения и их длительности,возможности восстановления плодородияпочвы при зарастании залежей вЦентрально-Тувинской котловине РеспубликиТыва. В настоящее время площадь пашни,подвергшейся стихийной консервации вреспублике по официальным даннымсоставляет 59 тыс. га. Этой малоизученной иактуальной проблеме посвящена настоящаядиссертация. Кроме этого, познаниеструктуры и динамики растительногопокрова степей, продуктивности имногообразного влияния антропогенныхфакторов на степные пастбища припреимущественном овцеводческомнаправлении хозяйства Тувы представляеттакже и большой практический интерес.

Цель и задачиисследования. Целью работы являетсявыявление флористического ифитоценотического разнообразия степных изалежных фитоценозов Тувы, а также ихструктурно-функциональных особенностей всвязи процессами демутации растительностистепных залежей.

Для достиженияпоставленной цели предусматривалисьследующие задачи:

1. Выявить состав флорыстепей и степных залежей осуществитьсистематический, биоморфологический иэколого-географический анализ;

2. Сформулироватьосновные положения принятой классификациии на ее основе дать полную геоботаническуюхарактеристику выделеннымтаксономическим категориям степной изалежной растительности;

3. Установить основныестадии в сукцессии залежнойрастительности с характеристикойструктуры сообществ и динамикипродуктивности надземной фитомассы;

4. Исследовать микробныесообщества в опадах залежных фитоценозов иопределить сезонную динамику численностимикроорганизмов – бактерий деструкторов

5. Определить скоростьмикробиологической деструкции целлюлозы ибелка в исследуемых растительныхсообществах, а также изучить характердеструкции в зависимости от абиотическихфакторов окружающей среды (температуры ивлажности)

6. Оценитьсовременное состояние степных и залежныхэкосистем и выработать подходы кэколого-адаптивной концепции вприродопользовании в Тыве.

Материалы и методыисследования. Входе выполнения данной работы былипроведены полевые исследования с 1995-2008 гг.Собран гербарный материал, включающийболее 2300 гербарных листов, сделаны более 720полных геоботанических описаний. Дляизучения видового состава растенийиспользовали: «Определитель растенийТувинской АССР», «Флора Сибири» и другиеисточники.

Сбор материалапроизводился c использованиемобщепринятых методов геоботанических ифлористических исследований. Проведеныисследования степных и залежныхфитоценозов кожуунов: Барун-Хемчикский,Улуг-Хемский, Дзун-Хемчикский, Кызылский,Тандынский, Эрзинский, Овюрский,Монгун-Тайгинский и Пий-Хемский. Названиявидов сосудистых растений приведены пофлористической сводке С.К. Черепанова (1995).Географические группы выделены по В.М.Ханминчуну (1980). Жизненные формы выявленыпо классификации И.Г. Серебрякова (1964),экологические группы – по А.В. Куминовой(1960).

При классификациирастительности использовандоминантно-детерминантный подход,сочетающий критерии флористической иэколого-фитоценотической классификаций,обоснованной во флороценогенетическойконцепции П.Н.Овчинникова (1947), Р.В. Камелина(1979), Б.Б.Намзалова (1994). При систематизациифитоценозов применена компьютернаяпрограмма TURBO (VEG) для первичной обработкигеоботанических описаний.

Исследования помикробиологической деструкциирастительных остатков проводились в 2005-2007гг. в Центрально-Тувинской котловине напробных площадках, соответствующихосновным стадиям зацелинения залежныхфитоценозов. Продуктивность наземнойфитомассы исследуемых растительныхсообществ определяли методом укосов, впяти повторностях (Родин,1968). Исследованиескорости разложения растительного опадапроводили методом механической изоляции(Перель, Карпачевский,1968). Общуюбиологическую активность растительногоопада (протеазная и целлюлазная) изучалиметодом аппликации (Теппер и др.,1987). Учетчисленности микроорганизмов проводилиметодом предельных разведений. Аэробные ианаэробные целлюлозоразрушающие бактерии(ЦРБ) выращивали в жидкой среде Гетчинсона(Романенко, Кузнецов,1974) с добавлениемфильтровальной бумаги. Учет численностиаэробных и факультативно-анаэробныхпротеолитиков, амилолитиков иглюколитиков проводили в агаризованнойсреде Пфеннига (Phenning, 1965) с добавлением 1,5%пептона, крахмала и глюкозысоответственно.

Научная новизна. Впервые изученвидовой состав высших сосудистых растенийстепей и растительности залежнойрастительности региона исследования и врезультате установлен список флоры степейТувы. Последняя составлена 785 видами высшихсосудистых растений (272 рода и 54 семейства).Проведен разносторонний детальный анализфлоры.

Проведена оригинальнаяклассификация видового составарастительности залежей Тувы (110 видовсосудистых растений, 27 семейств и 80 родов) сустановлением трех категорийфлористического комплекса залежей (ФКЗ), аименно –типично залежных, переходных и инвазийных(или случайно залежных) типов ФКЗ. Долевыесоотношения последних в растительностизалежей имеют индикационное значение поособенностям их демутации. Выявлено всетаксономическое разнообразие степныхсообществ Тувы. Осуществленаэколого-фитоценотическая классификациястепной растительности с характеристикойвыявленных синтаксонов. Выделено 28формаций, 13 групп формаций, относящиеся к 4классам формаций (или подтипам) степнойрастительности.

Впервые дляЦентрально-Тувинской котловины Тывыпроведено комплексное изучение залежнойрастительности, выявлены особенностидемутации, изучена динамикапродуктивности фитоценозов, а такжечисленности микроорганизмов, участвующихв деструкции опада. Определен вкладразличных физиологических групп бактерийв аэробную и анаэробную деструкциюорганического вещества растительныхостатков. Даны количественные показатели оскорости разложения опада в залежныхфитосистемах Тувы, изучено влияниеабиотических факторов (температуры ивлажности) на темпы микробиологическойдеструкции.

Изучены особенностипастбищного использования растительностистепных экосистем, закономерностей ихантропогенной трансформации и процессовдемутации на залежах, а также определеныприоритеты эколого-адаптивногоземлепользования как перспективной длясухостепных ландшафтов межгорных котловинТувы.

Практическаязначимость исследования.В результате проведенныхисследований, впервые наиболее полновыяснена типологическая структура степныхпастбищ Тувы, их продуктивность,хозяйственное состояние. Полученныематериалы по флоре и фитоценотическомуразнообразию степей и залежей могут бытьиспользованы в сравнительныхэкологических и фитогеографическихисследованиях растительности гор югаСибири и Центральной Азии. Содержащиеся вработе материалы могут послужить ценнымисточником при подготовке определителярегиональной флоры, при флористическом игеоботаническом районировании, а также дляэкологического мониторинга исвоевременного принятия мер по сохранениюбиологического разнообразия экосистем ивыявления отрицательных воздействий насреду обитания растений и сообществ.Анализ результатов исследований залежныхэкосистем Тувы позволит обосновать новуюконцепцию экологического земледелия дляаридных и континентальных районовВнутренней Азии. Изменение показателейпочвенного плодородия при выведении пашнив залежь выявили перспективность данногоприема для его восстановления.

В целом, основнымирезультатами научно-исследовательскойработы будут пользоваться другиеведомства по охране и использованиюприродных ресурсов Тувы, Тывинскийгосударственный университет и другиеобразовательные учреждения. Собранныематериалы пополнили гербарные фондыБурятского и Тывинского госуниверситетов.Они могут использоваться при подготовкеспециалистов биологов и экологов в курсахсистематики и экологии растений,геоботаники и биогеографии.

Защищаемыеположения.

1. Флора степей Тувы,насчитывающий 785 вида высших сосудистыхрастений, отражает особенности буферногоположения территории на стыке бореальных ипустынно-степных экосистем. При этомпозиции горностепныхюжносибирско-монгольских ицентральноазиатских видов ксерофитнойэкологии наиболее значительны.

2.Эколого-фитоценотическая классификациястепной растительности с использованиемдоминантно-детерминантного подходапозволила выделить 28 формаций, 13 группформаций и 4 класса формаций (подтипов).Однако, объективизация выделениясинтаксонов может быть достигнута сиспользованием метода экологическойординации сообществ степей.

3. Анализ видовогосостава растительности залежей Тувы (294видов сосудистых растений, 110 – только вЦентрально-Тувинской котловине) сдифференциацией на три типафлористических комплекса залежей (ФКЗ), аименно –типично залежных, переходных и инвазийных(или случайно залежных) позволяетпрогнозировать динамические тенденции впроцессах демутации и могут служитьиндикаторами стадий зацелинения залежей.

4. Микробиологическаядеструкция растительного опада являетсяважнейшим процессом, определяющимбиологический круговорот элементов вприроде. При этом вклад различныхфизиологических групп бактерий в аэробнуюи анаэробную деструкцию органическоговещества растительных остатков имеютрегиональные особенности на различныхстадиях демутации. Это касается преждевсего скорости разложения опада в условияхсухостепных экосистем Тывы.

Апробация работы. Материалыисследования доложены и обсуждены наВсероссийской научно-практическойконференции с международным участием«Опыт и традиции этническогоприродопользования в Байкальской Сибири»(г. Улан-Удэ, 2003), Всероссийской научнойконференции с международным участием«Проблемы сохранения разнообразиярастительного покрова Внутренней Азии» (г.Улан-Удэ, 2004), на VIII МеждународномУбсунурском симпозиуме «Убсунурскаякотловина как индикатор биосферныхпроцессов в Центральной Азии» (г. Кызыл, 2004),на VII Международной конференции «Природныеусловия, история и культура ЗападнойМонголии и сопредельных регионов» (г.Кызыл, 2005), Всероссийской конференции«Биоразнообразие и пространственнаяорганизация растительного мира Сибири,методы изучения и охрана» (г. Новосибирск,2005), Международной научно-практическойконференции «Проблемы ботаники ЮжнойСибири и Монголии» (г. Барнаул, 2002, 2006), Пятоммеждународном симпозиуме «Степи СевернойАзии» (г. Оренбург, 2006), Региональномнаучно-методологическом семинаре«Этническая экология и традиционноеприродопользование на рубеже веков» (г.Улан-Удэ, 2006), V научнойконференции РАЕ с международным участием«Экология и рациональноеприродопользование», (Египет, г. Хургада2007), Всероссийскойконференции с международным участием«Синантропизация растений и животных» (г.Иркутск, 2007), Международной научнойконференции «Мир кочевой цивилизации:история и современность» (г. Чита, 2007),Международной научно-практическойконференции «Биоразнообразие и сохранениегенофонда флоры, фауны и народонаселенияЦентрально-Азиатского региона» (г. Кызыл,2007), заседаниях кафедры ботаники БГУ икафедры общей биологии ТывГУ (2004, 2005, 2008).

Исследования былиподдержаны грантом РФФИ «Разработкастратегии сохранения редких растений ифитоценозов Тувы» (2005-2006, №05-04-97279), ГрантРГНФ «Комплексное социально-экологическоеисследование особенностей номадногоприродопользования аборигенных этносовгорных районов Южной Сибири. (2005-2007, №05-06-06487а), Правительства Республики Тыва (№54, 2005).

Публикации. По теме диссертацииопубликовано 32 работы, в том числе 5монографий и статей, из них 7 врекомендованных ВАК изданиях.

Объем работы. Диссертационнаяработа изложена на 345 страницах. Состоит извведения, 7 глав, выводов, списка литературыи приложения. Материал представлен 19рисунками (фотографии, схемы, диаграммы) и 20таблицами. Список литературы насчитывает312 наименований.

ГЛАВА I. Историяисследования растительности степей изалежей

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»