WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

На правах рукописи

УДК 502.75

БАКИН ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ

ФИТОРАЗНООБРАЗИЕ

И ОХРАНА БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ

НА ЮГЕ ЛЕСНОЙ ЗОНЫ

ВОСТОКА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

Специальность: 03.00.16 – экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Казань – 2009

Работа выполнена на кафедре общей экологии ФГОУ ВПО «Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина» и в Волжско-Камском государственном

природном биосферном заповеднике

Научный руководитель: заслуженный работник высшей школы РФ,

доктор биологических наук, профессор

Рогова Татьяна Владимировна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Марков Михаил Витальевич

доктор биологических наук, доцент

Абрамов Николай Васильевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Московский государственный

университет им. М.В. Ломоносова»

Защита состоится 19 февраля 2009 г. в __ часов на заседании диссертационного совета ДМ212.081.19 при ФГОУ ВПО «Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина», по адресу: 420008, Казань, ул. Кремлевская, 18.

Факс: (843)238-71-21; (843)231-52-40; E-mail: zeleewy@rambler.ru

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. Н.И. Лобачевского

Казанского государственного университета по адресу: г. Казань, ул. Кремлевская, 35.

Автореферат разослан __ января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцент Р.М. Зелеев

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Для юга лесной зоны востока европейской части России актуальной представляется проблема сохранения фиторазнообразия болотных экосистем, основу которого составляют сосудистые растения и листостебельные мхи. В силу физико-географических условий болота здесь имеют ограниченное распространение. Так, общая заболоченность территории Татарстана составляет всего 0,4% (Апкин, 2002). На данной территории давно ведется интенсивная хозяйственная деятельность, и в охране нуждаются почти все оставшиеся в естественном состоянии болота. До последнего времени региональные особенности болот юга лесной зоны оставались плохо изученными (Юрковская, 1992; Боч, Смагин, 1993). Для охраны болотных видов растений необходимы знания об их разнообразии и особенностях распространения, а также знания региональных особенностей болотообразовательного процесса и экологической устойчивости болотных экосистем к антропогенным факторам.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является выявление флористического разнообразия болотных экосистем и возможностей его сохранения на юге лесной зоны востока европейской части России (на примере Татарстана). Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выполнить экотопологическую классификацию болотных массивов и оценить особенности динамики болотообразовательного процесса;

2. Выявить состав, структуру и динамику флоры сосудистых растений и листостебельных мхов болот; охарактеризовать пространственные закономерности распространения видов болотных эколого-ценотических групп;

3. Разработать подходы к сохранению фиторазнообразия болотных экосистем региона.

Научная новизна работы. Впервые для региона выявлено генетическое разнообразие болотных массивов, исследованы условия их формирования. Показана роль болот в сохранении бореального компонента флоры региона, в том числе лесной. Выявлен интразональный характер основной части флороценотического комплекса болот; на уровне отдельных видов и на уровне экосистем показано современное смещение на север южной границы ареала бореальной болотной биоты. Установлено, что в основе трансформации флоры болотных массивов лежит их эвтрофизация, на основании чего предложены принципы организации болотных особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Выявлено 5 новых для флоры Татарстана видов сосудистых растений (Dactylorhiza traunsteineri (Saut.) So, Liparis loeselii (L.) Rich., Schoenus ferrugineus L., Pedicularis sceptrum-carolinum L., Rubus nessensis W. Hall.).

Практическая значимость работы. Разработанные принципы выбора территорий для организации болотных ООПТ могут быть использованы в системе ООПТ юга лесной зоны европейской части России и практически применены для обоснования необходимости расширения территории Волжско-Камского государственного заповедника, а также организации трех комплексных природных заказников республиканского значения.

Апробация работы. Основные положения работы обсуждались: на республиканской научно-практической конференции «Особо охраняемые природные территории Республики Татарстан» (Казань, 1994), на республиканской научно-практической конференции «Роль особо охраняемых природных территорий в сохранении биоразнообразия и социальном развитии регионов» (Казань, 2003), на совещании работников заповедников и национальных парков РФ «Заповедники и национальные парки как биосферные резерваты в бассейнах великих рек» (Нижний Новгород, 2003), на международной научной конференции «Изучение флоры Восточной Европы: достижения и перспективы» (Санкт-Петербург, 2005), на международной научной конференции «Вопросы общей ботаники: традиции и перспективы» (Казань, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них 2 в изданиях ВАК.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Ведущими факторами, ограничивающими болотообразовательный процесс и определяющими размеры и типы болотных массивов на юге лесной зоны, являются: неустойчивый характер и дефицит увлажнения, высокая расчлененность рельефа, характер подстилающих пород. Крупные торфяные болота имеют исключительно лимногенное происхождение.
  2. Бореальный характер флоры сосудистых растений и мхов болотных массивов проявляется по ряду показателей: спектрам ведущих семейств, географических элементов и жизненных форм растений. Распределение болотных видов в экологическом и географическом пространстве определяется преимущественно трофностью экотопа; виды северного распространения связаны с олиготрофными местообитаниями надпойменных террас крупных рек.
  3. Современная динамика фиторазнообразия болотных массивов обусловлена эвтрофизацией экотопов, связанной с развитием эрозионных процессов в ландшафтах. Эффективная охрана фиторазнообразия болотных экосистем региона требует организации ООПТ с учетом величины лесистости водосбора и размеров болотного массива.

Личный вклад. Автором проведены полевые исследования болотных массивов, как ландшафтных образований, и болотной флоры сосудистых растений, проведен ее анализ; выполнен химический анализ торфов. Выполнен флористический анализ мхов на основе материалов гербария KAZ. Автором также были предложены и осуществлены на практике принципы организации болотных ООПТ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 34 рисунка; список литературы включает 196 источников (16 страниц), из них 23 работы на иностранном языке.

Благодарности. Диссертант выражает глубокую благодарность научному руководителю, профессору Т.В. Роговой, за всемерную помощь, чуткость и терпение. Также автор благодарит сотрудников факультета экологии и географии Казанского государственного университета – ассистента В.Е. Прохорова, за совместные экспедиции и техническую помощь в работе, и ассистента Н.А. Чижикову, за помощь в использовании компьютерных программных продуктов, а также сотрудника Волжско-Камского заповедника А.С. Сарварова, за техническую помощь в работе.

ГЛАВА 1. БОЛОТООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

И ПОДХОДЫ К ЕГО ИЗУЧЕНИЮ

Рассмотрены базовые положения современного болотоведения, особенности структуры и динамики болотных экосистем, подходы к изучению болотообразовательного процесса (Weber, 1912; Аболин, 1914; Сукачев, 1926; Цинзерлинг, 1938; Галкина, 1946; Богдановской-Гиенэф, 1949; Романов, 1961; Ниценко, 1967; Иванов, 1975; Kaule, 1976; Тюремнов, 1976; Schneider, 1976; Боч, Мазинг, 1979; Пьявченко, 1985; Лопатин, 1986 и др.) и флоры болот (Юрцев, 1987; Юрцев, Петровский, 1971), значение положения болотных массивов в геохимическом ландшафте (Полынов, 1956; Глазовская, 1988) и принципы их экологической устойчивости (Бигон и др., 1989).

Анализ литературы показывает, что физико-географические факторы, определяющие болотообразовательный процесс и болотное фиторазнообразие, имеют выраженные зональные особенности. К главным факторам относятся климатические, геоморфологические, гидрологические и литологические факторы.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

БОЛОТООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

Рассмотрены природные условия региона, при этом особое внимание уделено главным факторам болотообразовательного процесса. Анализ природных условий показывает, что величина увлажнения близкая к величине испарения или уступающая ей, высокая степень расчлененности рельефа, преобладание трещиноватых карбонатных материнских пород накладывают значительные ограничения на развитие болотообразовательного процесса, являются определяющими факторами того, что болотные массивы региона имеют малые размеры и относятся преимущественно к низинному типу.

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Основным объектом изучения являлся болотный массив – ландшафтная единица, развивающаяся в одной депрессии (Галкина, 1946) – и его флора. В основу работы положены материалы полевых исследований болотных массивов Татарстана и их флоры 2003-2007 гг., а также некоторые более ранние материалы. Изучение болот проводилось маршрутным методом во всех природных районах республики, в рамках которого для каждого болотного массива устанавливалось положение в рельефе, геоморфологические особенности болотной депрессии, характер водного режима и торфонакопления, литология района, ландшафтное окружение; на некоторых болотных массивах производился отбор проб воды и торфа для последующего анализа. Для каждого болотного массива составлялся список флоры сосудистых растений, проводился сбор гербарного материала. Всего обследовано 118 болотных массивов. В работе также использовались материалы Гербария КГУ (KAZ), ряд картографических и фондовых материалов.

При анализе флоры использовалась схема Б.А. Юрцева (1968); за основу была взята форма, принятая в сводке по болотам Северо-Запада России (Боч, Смагин, 1993), что позволяет провести сравнение флор двух регионов. Такое сравнение представляет интерес в связи с идущими на территории республики процессами псевдосемиаридизации ландшафтов (Дедков, 1970).

При построении спектра жизненных форм сосудистых растений по эколого-морфологическим признакам, за основу были взяты классификации И.Г. Серебрякова (1962, 1964) и В.Н. Голубева (1972); построение биологического спектра основано на системе К. Раункиера (Raunkiaer, 1934).

Для экологического анализа флоры болотных массивов была проведена непрямая ординация флористических списков и отдельных видов. В качестве метода ординации использован анализ соответствия (correspondence analysis) (Hill 1974; Ter Braak, 1988-1992), реализованный в пакете vegan (Oksanen et al., 2005) среды статистического программирования R (R Development Core Team, 2006). В качестве информационного показателя использованы балльные оценки обилия видов. Для ординации, помимо флористических списков составленных автором, были использованы 243 описания болот и заболоченных земель из базы данных «Флора» факультета географии и экологии Казанского государственного университета.

При количественном анализе географического распространения эколого-ценотических групп на территории Татарстана использовалась программа, составленная В.Е. Прохоровым (программная среда FoxPro; визуализация – пакет MapInfo).

В отношении бриофлоры автор ограничился флористическим анализом, проведенным, главным образом, на материалах гербария KAZ, критически просмотренных в 2003 г. М.С. Игнатовым (ГБС РАН). Названия таксонов и система мхов даны по М.С. Игнатову с соавторами (Ignatov et al., 2006).

Гидрохимический анализ болотных вод был выполнен лицензированной лабораторией ЦСИАК Минэкологии РТ. Анализ торфа на зольность и кислотность проведен унифицированными методами (Лиштван, Король, 1975).

ГЛАВА 4. ЭКОТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ

БОЛОТНЫХ МАССИВОВ И ДИНАМИКА

БОЛОТООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

При решении вопросов выявления и охраны фиторазнообразия, необходимо иметь полную информацию о разнообразии экотопов региона, о свойствах местообитаний нуждающихся в охране видов, их устойчивости к воздействию различных антропогенных факторов, а также их возможной эволюции. Особенности физико-географических условий территории на юге лесной зоны обуславливают приуроченность болот исключительно к разного рода понижениям, где только и возможно образование избыточного увлажнения. Изучение положения болотных массивов в рельефе позволило выделить на территории Татарстана восемь их основных типов (табл. 1; к маломощному отнесено торфонакопление, при котором толща залежи составляет не более 50 см).

Таблица 1.

Характеристика условий формирования болотных массивов

на территории Татарстана

п/п

Вид

депрессии

Тип водного

потока

(по: Галкина,

1959)

Характер

грунта

Опреде-ляющий

тип вод

Характер

увлажнения

Характер

торфо-накопле-

ния

1

Замкнутая

западина

Радиально

сходящийся

Легкий

Грунтовые

Переменный

застойный

Мало-мощный

Тяжелый

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






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