WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 16 |

На правах рукописи

Дубровский НиколайГригорьевич

СТЕПНЫЕ И ЗАЛЕЖНЫЕФИТОСИСТЕМЫ ТУВЫ:

структурно-функциональнаяорганизация и оптимизация

природопользования

03.00.05 – Ботаника

03.00.16 – Экология

Автореферат диссертациина соискание ученой

степени докторабиологических наук

Научный консультант–

доктор биологическихнаук,

профессорБ.Б.Намзалов

Улан-Удэ

2007

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

Официальныеоппоненты:

доктор биологическихнаук, профессор Татьяна ПетровнаАнцупова

доктор биологическихнаук, профессор Иван ИкидиусовичИлли

доктор биологическихнаук Вера Ивановна Власенко

Ведущее учреждение –Алтайский государственный университет

Защита состоится «14»ноября 2007 г. в 9.00 часов назаседании диссертационного совета Д 212.022. 03 по защите диссертацийна соискание ученой степенидоктора биологических наукпри Бурятском государственномуниверситете в конференц-зале.

Адрес: 670000,г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а

Факс: (301-2)21-05-88

E-mail:d21202203@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться вбиблиотеке

Бурятского госуниверситета

Автореферат разослан «_______» _____________2007 г.

Ученый секретарьдиссертационного

совета,к.б.н.Н.А.Шорноева

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.Изучение растительного мира – этой сложнейшейматериальной системы нашей планеты, вовсем его многообразии и на всех известныхуровнях организации относится к числуважнейших задач биологической науки.Познание многих аспектов функционированияи развития конкретных растительныхсообществ –исследование структуры, состава флоры,экологии, продуктивности, сезоннойдинамики, а также выяснениетипологического состава и закономерностейпространственного размещения и сочетаниясообществ в единый растительный покров,относится к числу фундаментальных вобласти ботаники и экологиирастительности.

За последнее время в изучениирастительного покрова Сибири сделаныбольшие успехи. Однако на обширныхпросторах Сибири отдельные части ее всееще остаются мало исследованными, к числутаких регионов и относится Тува. В связи сразвитием Саянскоготерриториально-производственногокомплекса, необходимо интенсивноевовлечение богатых природных ресурсовТувы в хозяйственный комплекс Сибирскогофедерального округа. Республика Тываблагодаря богатейшим залежам полезныхископаемых (Чаданский уголь,Ак-Довуракский асбест и др.) относится кзначимым ресурсным регионам края(Шактаржик, 1974). Особенно актуальнымиявляется изучение растительности ресурсовэтого региона, ибо Тува является одним изкрупных животноводческих районовСибири.

Растительность региона изучалась многимиисследователями (Соболевская, 1950; Калинина,1957; Шретер, 1957; Куминова и др., 1985 и др.),которыми были показаны общие особенностирастительного покрова. Специальноеизучение степей Западной Тувы осуществилБ.Б.Намзалов (1978), позднее анализразнообразия и структуры растительностистепных экосистем нагорья Сангиленвыполнила К.В.Кыргыс (2006). Однако, анализсовременного состояния степей какнаиболее широко распространенного типарастительности, слагающей основуландшафтов как в межгорных котловинах,так и высоко в горах особенноактуально в связи с тенденциейнарастания антропогеннойтрансформации степных экосистем.Причем, это связано не только спастбищной деградациейрастительности, но и большимимасштабами распашки степей, которые внастоящее время на больших площадяхнаходятся в залежном режиме.

Демутация как сложный процессвосстановления не толькоестественной растительности, нои почвенного плодородия послеопределенного периода ееосвоения под посевыкультурных растений изучены вразличных секторах Евразийскогопространства (Голубинцева, 1930; Глумов,1953; Микляева, 1996; Быков и др.,2003). Касаясь региональных особенностейдемутационных процессов, следует отметитьфакт развития особой мелкобурьянистойстадии, предшествующей развитию крупногобурьяна, в условиях абаканских и тувинскихстепей (Голубинцева, 1930; Дымина, 1983;Куминова, 1985). С другой стороны, на залежахпо фону каштановых почв в Бурятиинаблюдаются случаи выпадения бурьянистойстадии (Быков и др., 2003). В связи с этимвозникла необходимость специальногоизучения особенностей зарастаниязаброшенной пашни, видового составарастительности, стадий зацелинения и ихдлительности, возможности восстановленияплодородия почвы 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 Тувыпредставляет также и большой практическийинтерес.

Цель и задачиисследования. Целью работы является выявлениефлористического и фитоценотическогоразнообразия степных и залежныхфитоценозов Тувы, а также ихструктурно-функциональных особенностей всвязи процессами демутации растительностистепных залежей.

Длядостижения поставленной целипредусматривались следующие задачи:

1. Выявитьсостав флоры степей и степных залежейосуществить систематический,биоморфологический иэколого-географический анализ;

2.Сформулировать основные положенияпринятой классификации и на ее основедать полную геоботаническуюхарактеристику выделеннымтаксономическим категориям степной изалежной растительности;

3.Установить основные стадии в сукцессиизалежной растительности с характеристикойструктуры сообществ и динамикипродуктивности надземной фитомассы;

4.Исследовать микробные сообщества в опадахзалежных фитоценозов и определитьсезонную динамику численностимикроорганизмов – бактерий деструкторов

5. Определитьскорость микробиологической деструкциицеллюлозы и белка в исследуемыхрастительных сообществах, а такжеизучить характер деструкции взависимости от абиотических факторовокружающей среды (температуры ивлажности)

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

Материалы и методыисследования. В ходе выполнения данной работыбыли проведены полевые исследования с1995-2007 гг. Собран гербарный материал,включающий более 2300 гербарных листов,сделаны 721 полных геоботанических описанийрастительности по общепринятой методике.Для изучения видового состава растенийиспользовали: «Определитель растенийТувинской АССР», «Флора Сибири» и другиеисточники.

Сборматериала производился маршрутными идетально-маршрутными методамигеоботанических исследований (Малышев,1972;Юрцев, 1975). Проведены исследованиястепных и залежных фитоценозов кожуунов:Барун-Хемчикский, Улуг-Хемский,Дзун-Хемчикский, Кызылский, Тандынский,Эрзинский, Овюрский, Монгун-Тайгинский иПий-Хемский.

Названия видов сосудистых растенийприведены по флористической сводке С.К.Черепанова (1995). Географические группывыделены по В.М.Ханминчуну (1980). Жизненныеформы выявлены по классификации И.Г.Серебрякова (1964). Экологические группы поА.В. Куминовой (1960).

Приклассификации растительности использовандоминантно–детерминантный подход, сочетающийкритерии флористической и эколого–фитоценотическойклассификаций, обоснованной вофлороценогенетической концепцииП.Н.Овчинникова (1947), Р.В. Камелина(1979), Б.Б. Намзалова (1994). Присистематизации фитоценозов примененакомпьютерная программа TURBO (VEG) дляпервичной обработки геоботаническихописаний.

Для исследования по изучениюмикробиологической деструкциирастительных остатков проводились с 15 мая2005 года по октябрь 2007 г. в залежныхфитосистемах Центрально-Тувинскойкотловине. На пробных участках (1м2) с соответствующимистадиями зацелинения залежныхфитоценозов. Проведены методы сборарастительного материала для учетапродуктивности, видового состава имикробиологических исследований.Продуктивность наземной фитомассыисследуемых растительных сообществопределяли методом укосов, в пятиповторностях (Родин, 1968). Исследованиескорости разложения растительного опадапроводили методом механической изоляции(Перель, Карпачевский, 1968). Общуюбиологическую активность растительногоопада (протеазная и целлюлазная) изучалиметодом аппликации (Теппер и др., 1987).

Влияниеабиотических факторов окружающей среды(температуры и влажности) намикробиологическую деструкциюрастительного опада исследовали методоммеханической изоляции (Перель,Карпачевский, 1968) в лабораторных условиях.Учет численности микроорганизмовпроводили методом предельных разведений.Аэробные и анаэробныецеллюлозоразрушающие 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 залежей регионаисследования и в результате установленсписок флоры степей Тувы. Последняясоставлена 785 видами высших сосудистыхрастений (272 рода и 54 семейства). Проведенразносторонний детальный анализ флоры.

Проведена оригинальная классификациявидового состава растительностизалежей Тувы (110 видов сосудистыхрастений, 27 семейств и 80 родов) сустановлением трех категорийфлористического комплекса залежей (ФКЗ), аименно –типично залежных, переходных и инвазийных(или случайно залежных) типов ФКЗ.Долевые соотношения последних врастительности залежей имеютиндикационное значение по особенностям ихдемутации.

Выявлено все таксономическое разнообразиестепных сообществ Тувы. Осуществленаэколого-фитоценотическая классификациястепной растительности с характеристикойвыявленных синтаксонов. Выделено 28формаций, 13 групп формаций, относящиеся к 4классам формаций (или подтипам) степнойрастительности.

Впервые для Центрально-Тувинскойкотловины Тывы проведено комплексноеизучение залежных фитоценозов. Изученадинамика численности микроорганизмов,которые участвуют в деструкции опада.Микробиологическая деструкциярастительного опада является важнейшимпроцессом, определяющим биологическийкруговорот элементов в природе. Определенвклад различных физиологических группбактерий в аэробную и анаэробнуюдеструкцию органического веществарастительных остатков. Даныколичественные показатели о скоростиразложения опада в залежных фитосистемахТувы и изучено влияние абиотическихфакторов (температуры и влажности) на темпымикробиологической деструкции.

Изучены особенности пастбищногоиспользования растительности степныхэкосистем, закономерностей ихантропогенной трансформации и процессовдемутации на залежах, а такжеопределены приоритетыэколого-адаптивного землепользования какперспективной для сухостепныхландшафтов межгорных котловин Тувы.

Практическая значимостьисследования. В результате проведенныхисследований, впервые наиболее полно,выяснена 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.

Вцелом, основными результатаминаучно-исследовательской работы будутпользоваться другие ведомства по охране ииспользованию природных ресурсов Тувы,Тывинский государственный университет идругие образовательныеучреждения. 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 видавысших сосудистых растений, отражаетособенности буферного положениятерритории 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 видового состава растительностизалежей Тувы (294 видов 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 зацелинениязалежей.

4.Микробиологическая деструкциярастительного опада является важнейшимпроцессом, определяющим биологическийкруговорот элементов в природе. Приэтом вклад различных физиологическихгрупп бактерий в аэробную и анаэробнуюдеструкцию органического веществарастительных остатков имеют региональныеособенности на различных стадияхдемутации. Это касается прежде всегоскорости разложения опада в условияхсухостепных экосистем Тывы.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 16 |






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