Фитоценозы 25 летних отвалов Михайловского железорудного карьера
Современное естественное состояние Земли характеризуется острым кризисом взаимоотношений человека и природы. Особенно это касается урбанизированных техногенных территорий, где возникает противоречие между характером хозяйственного и техногенного использования земель и экологически рациональным и безопасным развитием ландшафта.
При антропогенном воздействии экосистема, однажды изменившись, не может сохраняться в одном и том же состоянии. Начинается процесс трансформации структуры, которая определяется природными условиями существования данной системы и дальнейшей антропогенной нагрузкой.
...
...
Изменение хозяйственной деятельностью человека экосистемы следует рассматривать как модификацию естественных ландшафтов. В первую очередь изменяется структура растительного покрова, в которой происходит деградация и смена коренного ценоза неустойчивыми производными. И поскольку, процесс восстановления до формирования кли-максовых показателей в фитоценозах занимает продолжительное время (по результатам наших исследований и расчётов до 55-90 лет, в зависимости от литологической основы), то встает вопрос не только экологической безопасности данных территорий, но и рационального хозяйственного использования их в течение длительного периода времени [1, 2].
Результаты исследования. Изучаемые нами фитоценозы отвалов Михайловского карьера существенно разнятся между собой и значительно отличаются от зональных.
В качестве контрольного был выбран участок типичной лесостепи на серой лесной почве, на водоразделе рек Чернь и Свапа с уклоном местности 1 %, на расстоянии 1 километра от рассматриваемых отвалов (таблица 1).
Исходя из литературных данных и собственных наблюдений за процессами зарастания отвалов, следует отметить специфику заселения растениями различной литогенной основы, а также то, что общей чертой является развитие растительного покрова от рудеральных группировок с преобладанием пионерных растений к сообществам с более устойчивыми ценотиче-скими связями и господством многолетних видов, преимущественно сорно-лугового типа. Однако отвалы, отсыпанные глинами келловея отличаются крайне медленным формированием растительного сообщества, приближенного к зональному. По нашим расчётам, скорость формирования зонального фитоценоза на глинах келловея отстаёт от формирования их на зональных лёссовидных суглинках (также изученных в ходе фитоценотических исследований) на 40 лет. Соответственно, эти отвалы не могут быть включены в оборот, даже очень щадящего характера, и нуждаются в применении к ним особых форм хозяйственный деятельности.
Таблица 1 - Сложение травостоя зонального фитоценоза
На отвалах Михайловского железорудного карьера КМА, отсыпанных глинами келловей-ского яруса юрской системы, 25-ти летнего возраста, имеющих относительно выровненный (до 15 метров высотой) грядовый рельеф, в результате смены сингенетических сукцессий в течении 25-30 лет сформировалось сложное группо-во-зарослевое травянистое сообщество с разреженным древостоем.
Древостой представлен, в основном, березой повислой (Bétula péndula Roth.) (до 15 м высотой), сосной обыкновенной (Pinus sylvestris L.) (до 1,5 м) и ивой козьей (Salix caprea L.) (до 5 м). В небольшом количестве встречается поросль осины (Populus tremula L.) и дуба (Quercus robur L.). На южных склонах встречаются отдельные экземпляры рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.), клена платановид-ного (Acer platanoides L.), груши дикой (Pyrus communis L. ).
Гряды отвалов зарастают монодоминантными группировками донника лекарственного (Melilotus officinali L. ), с небольшим обилием угнетенных особей одуванчика лекарственного (Taráxacum officinale Wigg.) и единичными экземплярами мать-и-мачехи (Tussilágo fárfara L.), в целом до 100 экземпляров на м2 Размеры таких куртин достигают 50 м2, при проективном покрытии 100 %. Через год, практически при отсутствии донника лекарственного (10 % от проективного покрытия), эти участки имеют слабую степень зарастания. Но, при этом, куртины с доминированием донника белого (Melilótus álbus L.) имеют максимальное распространение. Такие участки (до 30 м2) обладают меньшей плотностью зарастания донника, но включают ряд луговых и рудеральных видов: тысячелистник обыкновенный (Achilléa millefólium L. ) мать-и-мачеху, кипрей узколистый (Epilobium angustifolium L.), пастернак лесной (Pastinaca sativa L.), одуванчик лекарственный, полынь равнинную (Artemisia campéstris L ), мятлик обыкновенный (Póa triviális L.) (до 150 экземпляров на м2).
Выровненные участки отвалов зарастают тысячелистниково-мать-и-мачеховыми ассоциациями с большим набором луговых и сорно-рудеральных видов: кипрея узколистого, пастернака лесного, люцерны серповидной (Medicago falcata L.), коровяка метельчатого (Verbáscum lychnitis L.), мятлика лугового (Poa praténsis L.), осоки соседней (Carex contigua L.), ястребинки зонтичной (Hierácium umbellátum L.), вейника наземного (Calamagróstis epigéjos L.), льнянки обыкновенной (Linaria vulgaris Mill.), земляники лесной (Fragária vésca L.), клевера ползучего (Trifolium repens L.), клевера лугового (Trifolium pratense L.) и других (89 экземпляров на м2), при видовой насыщенности 9 видов на 1м2 и проективном покрытии - 40 %. В северной части отвалов встречаются: валериана лекарственная (Valeriana officinalis L.) (охраняется в Курской области), цикорий обыкновенный (Cichórium íntybus L.), пальчатокоренник кровавый (Dactylorhiza incarnata L.). Пальчато-коренник имеет угнетенное состояние из-за за-гущенности участков его произрастания [5].
Небольшие микропонижения имеет вейни-ково-тысячелистниковый тип ассоциации, иногда с примесью осота обыкновенного (Cirsium vulgare (Savi) Ten.), мать-и-мачехи, подмаренника мягкого (Gálium mollúgo L.) и других.
В понижениях глубиной 1,5 метров отмечается разреженный характер зарастания с единичными экземплярами ястребинки зонтичной (Hierácium umbellátum L.), моркови дикой (Dáucus caróta L.), мятлика лугового, кипрея узколистного, полыни горькой (Artemísia absínthium L.) или заросли с доминированием камыша обыкновенного (Phragmítes austrális (Cav.) Trin. ex Steud.) и полевицы гигантской (Agrostis gigantea L.), а также с единичными экземплярами вейника наземного, кипрея узколистного, зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.) - 30 экземпляров на м2.
Северные и западные склоны отвалов сильно эродированы и имеют практически пионерный характер зарастания с доминированием мать-и-мачехи при участии пастернака лесного, кипрея узколистого, земляники лесной. Проективное покрытие на этих участках достигает только 5-10 %.
На склонах южной и восточной экспозиции наблюдается достаточно разреженный характер травостоя с проективным покрытием 30 %. Набор видов в основном рудерален. Мать-и-мачеха, вейник наземный - обладают максимальным обилием. Пастернак лесной, донник лекарственный, кипрей узколистый, молочай прутьевидный (Euphorbia virgata L.) - единичны. Одуванчик лекарственный, тысячелистник обыкновенный, мятлик луговой достаточно обильны, но находятся в угнетенном состоянии.
Необходимо отметить, что на отвалах глин келловейского яруса разного возраста отсыпки произрастает значительное количество растений пальчатокоренника кровавого (на отдельных участках до 15 экземпляров на 10 м2), принадлежащего к семейству орхидных. При этом, из 25 видов орхидных, встречающихся в Курской области, в разряд охраняемых занесено 23 вида (92 %). Пальчатокоренник кровавый отнесен ко второй категории редкости, то есть к видам, которым в ближайшее время грозит перемещение в разряд исчезающих, вследствие значительных нарушений местообитаний и сокращения большей части популяции [5].
Северные орхидеи очень требовательны к изменяющимся природным условиям: предпочитают влажные карбонатные почвы в сочетании с хорошей освещенностью. Кроме того, наклюнувшийся зародыш нуждается в обязательном симбиозе с грибом. А учитывая, что отвалы глин келловейского яруса имеют, с этой точки зрения, удовлетворительные характеристики (влагоемкость - 42-30 %, порозность - 47-68 %, содержание сульфатов кальция и магния - 0,91,6 %, общего азота - 0,63-0,71 %, подвижного калия - до 50 мг/100 г, сумма обменных оснований - от 44 до 58 мг-экв/100 г, реакция слабощелочная - 7,1-7,8), то возможно рассмотреть вопрос о закреплении за отдельными участками отвалов статусов охраняемых территорий или памятников природы с целью сохранения флористического богатства подзоны северной лесостепи [6].
Кроме того, известно, что произрастающие на отвалах донники являются прекрасными медоносами. Донники: лекарственный и белый имеют очень длительный период цветения - 4045 дней. По данным профессора А. Ф. Губина, медопродуктивность дикорастущего донника достигает 200 кг с 1 га в год. Максимальная продуктивность известная для зоны отвалов -100 - 150 кг на 1 пчелиную семью [7, 8].
Кроме донников для целей пчеловодства могут быть использованы мать-и-мачеха и ивы, которые зацветают рано весной (с середины апреля), когда в природе отсутствует всякий взяток. Медопродуктивность ивы козьей - 150 кг с 1 га. Для целей пчеловодства могут быть использованы и другие виды, растущие на отвалах (рисунок 1).
Кроме этого, при планомерном скашивании отдельных участков донниковых зарослей период его цветения может быть продлен до октября, когда практически все растения уже отцвели.
Календарь цветения медоносов на отвалах глин келловейского яруса 25-летнего возраста показывает, что период возможного использования их для целей пчеловодства максимально продолжителен для зоны северной лесостепи - с апреля до середины октября.
По результатам анализа качества мёда, проведенного исследовательской химико-технологической лабораторией Курского центра стандартизации, метрологии и сертификации, отклонений по ПДК основных элементов не обнаружено (таблица 2).
Рисунок 1 - Календарь цветения медоносов на 25-ти летних отвалах глин келловея
Таблица 2 - Анализ химического состава мёда, собранного на отвалах Михайловского ГОКа
Следовательно, такой продукт может быть использован как эффективный источник энергии, незаменимых аминокислот, органических кислот, микроэлементов, витаминов, ферментов, противогрибковых, антимикробных, гормональных веществ.
Вывод. Таким образом, учитывая, что отвалы, отсыпанные глинами келловейского яруса имеют грядовый слабо выровненный рельеф, занимают значительные территории, а также то, что процессы формирования устойчивого климаксового растительного сообщества идут крайне медленно (с учётом особенностей литологической основы), то вероятно, целесообразным является использование фи-тоценозов этих участков для сохранения флористического богатства северной лесостепи с приданием им статуса «особо охраняемых природных территорий». В рамках данного статуса вполне, возможно, использовать данные отвалы как территории с высокой мёдо-продуктивностью.
ГОЛОВАСТИКОВА А. В.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: golovastikova.a.v@mail.ru.
КРИВДИНА О.А.,
старший преподаватель, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: o_krivdina@mail.ru.
ШОШИНА Е.Г.,
ассистент, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: alena0461991@mail.ru.
Результаты исследования. Изучаемые нами фитоценозы отвалов Михайловского карьера существенно разнятся между собой и значительно отличаются от зональных.
В качестве контрольного был выбран участок типичной лесостепи на серой лесной почве, на водоразделе рек Чернь и Свапа с уклоном местности 1 %, на расстоянии 1 километра от рассматриваемых отвалов (таблица 1).
Исходя из литературных данных и собственных наблюдений за процессами зарастания отвалов, следует отметить специфику заселения растениями различной литогенной основы, а также то, что общей чертой является развитие растительного покрова от рудеральных группировок с преобладанием пионерных растений к сообществам с более устойчивыми ценотиче-скими связями и господством многолетних видов, преимущественно сорно-лугового типа. Однако отвалы, отсыпанные глинами келловея отличаются крайне медленным формированием растительного сообщества, приближенного к зональному. По нашим расчётам, скорость формирования зонального фитоценоза на глинах келловея отстаёт от формирования их на зональных лёссовидных суглинках (также изученных в ходе фитоценотических исследований) на 40 лет. Соответственно, эти отвалы не могут быть включены в оборот, даже очень щадящего характера, и нуждаются в применении к ним особых форм хозяйственный деятельности.
Таблица 1 - Сложение травостоя зонального фитоценоза
Древостой представлен, в основном, березой повислой (Bétula péndula Roth.) (до 15 м высотой), сосной обыкновенной (Pinus sylvestris L.) (до 1,5 м) и ивой козьей (Salix caprea L.) (до 5 м). В небольшом количестве встречается поросль осины (Populus tremula L.) и дуба (Quercus robur L.). На южных склонах встречаются отдельные экземпляры рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.), клена платановид-ного (Acer platanoides L.), груши дикой (Pyrus communis L. ).
Гряды отвалов зарастают монодоминантными группировками донника лекарственного (Melilotus officinali L. ), с небольшим обилием угнетенных особей одуванчика лекарственного (Taráxacum officinale Wigg.) и единичными экземплярами мать-и-мачехи (Tussilágo fárfara L.), в целом до 100 экземпляров на м2 Размеры таких куртин достигают 50 м2, при проективном покрытии 100 %. Через год, практически при отсутствии донника лекарственного (10 % от проективного покрытия), эти участки имеют слабую степень зарастания. Но, при этом, куртины с доминированием донника белого (Melilótus álbus L.) имеют максимальное распространение. Такие участки (до 30 м2) обладают меньшей плотностью зарастания донника, но включают ряд луговых и рудеральных видов: тысячелистник обыкновенный (Achilléa millefólium L. ) мать-и-мачеху, кипрей узколистый (Epilobium angustifolium L.), пастернак лесной (Pastinaca sativa L.), одуванчик лекарственный, полынь равнинную (Artemisia campéstris L ), мятлик обыкновенный (Póa triviális L.) (до 150 экземпляров на м2).
Выровненные участки отвалов зарастают тысячелистниково-мать-и-мачеховыми ассоциациями с большим набором луговых и сорно-рудеральных видов: кипрея узколистого, пастернака лесного, люцерны серповидной (Medicago falcata L.), коровяка метельчатого (Verbáscum lychnitis L.), мятлика лугового (Poa praténsis L.), осоки соседней (Carex contigua L.), ястребинки зонтичной (Hierácium umbellátum L.), вейника наземного (Calamagróstis epigéjos L.), льнянки обыкновенной (Linaria vulgaris Mill.), земляники лесной (Fragária vésca L.), клевера ползучего (Trifolium repens L.), клевера лугового (Trifolium pratense L.) и других (89 экземпляров на м2), при видовой насыщенности 9 видов на 1м2 и проективном покрытии - 40 %. В северной части отвалов встречаются: валериана лекарственная (Valeriana officinalis L.) (охраняется в Курской области), цикорий обыкновенный (Cichórium íntybus L.), пальчатокоренник кровавый (Dactylorhiza incarnata L.). Пальчато-коренник имеет угнетенное состояние из-за за-гущенности участков его произрастания [5].
Небольшие микропонижения имеет вейни-ково-тысячелистниковый тип ассоциации, иногда с примесью осота обыкновенного (Cirsium vulgare (Savi) Ten.), мать-и-мачехи, подмаренника мягкого (Gálium mollúgo L.) и других.
В понижениях глубиной 1,5 метров отмечается разреженный характер зарастания с единичными экземплярами ястребинки зонтичной (Hierácium umbellátum L.), моркови дикой (Dáucus caróta L.), мятлика лугового, кипрея узколистного, полыни горькой (Artemísia absínthium L.) или заросли с доминированием камыша обыкновенного (Phragmítes austrális (Cav.) Trin. ex Steud.) и полевицы гигантской (Agrostis gigantea L.), а также с единичными экземплярами вейника наземного, кипрея узколистного, зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.) - 30 экземпляров на м2.
Северные и западные склоны отвалов сильно эродированы и имеют практически пионерный характер зарастания с доминированием мать-и-мачехи при участии пастернака лесного, кипрея узколистого, земляники лесной. Проективное покрытие на этих участках достигает только 5-10 %.
На склонах южной и восточной экспозиции наблюдается достаточно разреженный характер травостоя с проективным покрытием 30 %. Набор видов в основном рудерален. Мать-и-мачеха, вейник наземный - обладают максимальным обилием. Пастернак лесной, донник лекарственный, кипрей узколистый, молочай прутьевидный (Euphorbia virgata L.) - единичны. Одуванчик лекарственный, тысячелистник обыкновенный, мятлик луговой достаточно обильны, но находятся в угнетенном состоянии.
Необходимо отметить, что на отвалах глин келловейского яруса разного возраста отсыпки произрастает значительное количество растений пальчатокоренника кровавого (на отдельных участках до 15 экземпляров на 10 м2), принадлежащего к семейству орхидных. При этом, из 25 видов орхидных, встречающихся в Курской области, в разряд охраняемых занесено 23 вида (92 %). Пальчатокоренник кровавый отнесен ко второй категории редкости, то есть к видам, которым в ближайшее время грозит перемещение в разряд исчезающих, вследствие значительных нарушений местообитаний и сокращения большей части популяции [5].
Северные орхидеи очень требовательны к изменяющимся природным условиям: предпочитают влажные карбонатные почвы в сочетании с хорошей освещенностью. Кроме того, наклюнувшийся зародыш нуждается в обязательном симбиозе с грибом. А учитывая, что отвалы глин келловейского яруса имеют, с этой точки зрения, удовлетворительные характеристики (влагоемкость - 42-30 %, порозность - 47-68 %, содержание сульфатов кальция и магния - 0,91,6 %, общего азота - 0,63-0,71 %, подвижного калия - до 50 мг/100 г, сумма обменных оснований - от 44 до 58 мг-экв/100 г, реакция слабощелочная - 7,1-7,8), то возможно рассмотреть вопрос о закреплении за отдельными участками отвалов статусов охраняемых территорий или памятников природы с целью сохранения флористического богатства подзоны северной лесостепи [6].
Кроме того, известно, что произрастающие на отвалах донники являются прекрасными медоносами. Донники: лекарственный и белый имеют очень длительный период цветения - 4045 дней. По данным профессора А. Ф. Губина, медопродуктивность дикорастущего донника достигает 200 кг с 1 га в год. Максимальная продуктивность известная для зоны отвалов -100 - 150 кг на 1 пчелиную семью [7, 8].
Кроме донников для целей пчеловодства могут быть использованы мать-и-мачеха и ивы, которые зацветают рано весной (с середины апреля), когда в природе отсутствует всякий взяток. Медопродуктивность ивы козьей - 150 кг с 1 га. Для целей пчеловодства могут быть использованы и другие виды, растущие на отвалах (рисунок 1).
Кроме этого, при планомерном скашивании отдельных участков донниковых зарослей период его цветения может быть продлен до октября, когда практически все растения уже отцвели.
Календарь цветения медоносов на отвалах глин келловейского яруса 25-летнего возраста показывает, что период возможного использования их для целей пчеловодства максимально продолжителен для зоны северной лесостепи - с апреля до середины октября.
По результатам анализа качества мёда, проведенного исследовательской химико-технологической лабораторией Курского центра стандартизации, метрологии и сертификации, отклонений по ПДК основных элементов не обнаружено (таблица 2).
Рисунок 1 - Календарь цветения медоносов на 25-ти летних отвалах глин келловея
Таблица 2 - Анализ химического состава мёда, собранного на отвалах Михайловского ГОКа
Следовательно, такой продукт может быть использован как эффективный источник энергии, незаменимых аминокислот, органических кислот, микроэлементов, витаминов, ферментов, противогрибковых, антимикробных, гормональных веществ.
Вывод. Таким образом, учитывая, что отвалы, отсыпанные глинами келловейского яруса имеют грядовый слабо выровненный рельеф, занимают значительные территории, а также то, что процессы формирования устойчивого климаксового растительного сообщества идут крайне медленно (с учётом особенностей литологической основы), то вероятно, целесообразным является использование фи-тоценозов этих участков для сохранения флористического богатства северной лесостепи с приданием им статуса «особо охраняемых природных территорий». В рамках данного статуса вполне, возможно, использовать данные отвалы как территории с высокой мёдо-продуктивностью.
ГОЛОВАСТИКОВА А. В.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: golovastikova.a.v@mail.ru.
КРИВДИНА О.А.,
старший преподаватель, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: o_krivdina@mail.ru.
ШОШИНА Е.Г.,
ассистент, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: alena0461991@mail.ru.
Комментариев нет:
Отправить комментарий