Автореферат - Тихоокеанский институт биоорганической химии
реклама
На правах рукописи Низкий Сергей Евгеньевич БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ АНТРОПОГЕННО-ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ ПРИАМУРЬЯ, ИХ ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 03.02.14 – биологические ресурсы Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Благовещенск – 2015 3 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении высшего образования «Дальневосточный государственный аграрный университет» Официальные оппоненты: Голов Владимир Иванович, доктор биологических наук, главный научный сотрудник ФГБУН «Биолого-почвенный институт» Дальневосточного отделения РАН; Зориков Петр Семенович, доктор биологических наук, профессор, директор ФГБУН «Горнотаежная станция им. В.Л. Комарова» Дальневосточного отделения РАН; Семкин Борис Иванович, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник ФГБУН «Тихоокеанский институт географии» Дальневосточного отделения РАН; Ведущая организация ФГБУН Центральный сибирский ботанический сад Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск. Защита состоится «2 октября» 2015 г. в 10-00 часов на заседании Диссертационного совета Д 005.005.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки «Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова» ДВО РАН по адресу: 690022, г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВО РАН. Факс: (423) 231-40-50, e-mail: [email protected] http:www.piboc.dvo.ru С диссертацией можно ознакомиться в филиале Центральной научной библиотеки ДВО РАН (г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВО РАН). Автореферат разослан «____»________2015 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Салохин А.В. 4 Общая характеристика работы Актуальность Реальностью современного состояния биосферы является экологический кризис. Антропогенное воздействие на природную среду, ухудшение её состояния и расширение территорий, подвергнутых урбанизации, стало характерной особенностью эпохи. Несколько десятков тысяч лет назад человек эволюционно встраивался в ландшафты, как и прочие представители животного царства, сотрудничая с природой, не создавая ничего опасного как для нее, так и для самого себя. Впоследствии, овладев огромными пространствами, вовлекая в свой хозяйственный оборот различные виды природных ресурсов, сооружая массивы жилых и производственных зданий, сети дорог и продуктопроводов, человек существенно изменил (антропогенизировал) природную среду, в ряде мест придав ей свойства, в целом неблагоприятные и для самого себя [Миларт, 1982; Кочуров, 2003]. Стремительный прогресс науки и техники дал в руки человечества огромные силы воздействия на окружающую среду. Направленные на благо человечества, эти силы одновременно приводят к ухудшению условий жизни самого человека. Человек вместе с его потребностями (техногенными по своей природе) часто выступает фактором геологической эволюции на стадии техногенеза [Садовский, Низкий, 2007; Кузык, Яковец, 2006]. Беспощадная эксплуатация природных ресурсов в итоге привела к их резкому сокращению. Человечество пришло к осознанию того, что возможности окружающей среды в отношении количества биологических ресурсов и жизненного пространства взаимосвязаны и ограничены. Грозную опасность представляет нарушенность экосистем, достигающая более 2/3 в мире и 1/3 в России [ДаниловДанильян, Розенталь, 2009]. Речь идет о нарушении функционирования природных сообществ живых организмов, совокупная деятельность которых обеспечивает саму возможность существования жизни как глобального явления. Антропогенное влияние на всю взаимосвязанную совокупность живых существ представляет собой фундаментальную опасность, поскольку оно не прекращается даже в условиях устранения прямых форм ухудшения среды [Щекина и др, 2011]. Антропогенно нарушенные земли являются прямым следствием не только техногенеза как такового, но и просто результатом жизни человека. Примером являются урбанизированные территории городов с развитой промышленностью и коммуникациями, техногенные ландшафты карьеров, отвалов, свалок, а также земли сельскохозяйственного использования [Подгорная, Росликова, 1999; Валова, 2007]. Природные экосистемы Приамурья всего за 150 с небольшим лет освоения русскими этих территорий подверглись сильному и многоплановому антропогенному воздействию, приведшему к негативным последствиям для биотических комплексов и образованию большого количества антропогенно нарушенных земель [Воронов, 1980]. В состоянии коренной перестройки оказались как водные экосистемы, так и экосистемы суши. Сократилась численность характерных для 5 региона видов растений и животных и их сообществ, а в ряде случаев они оказались на грани исчезновения или уже исчезли из биоты региона. В Амурской области более 100 лет разрабатываются золотоносные россыпи, велось строительство Байкало-Амурской магистрали (БАМ) и автомобильной дороги Чита-Хабаровск, проложена нефтепроводная система. Вдоль этих объектов открыто большое количество карьеров, которые предназначены для выемки грунта. Отвалы дражной добычи золота и строительные карьеры являются неотъемлемым элементом современного техногенного ландшафта [Амурская область … , 2001]. Самый крупный населенный пункт в Амурской области – город Благовещенск. Как и другие города, это еще один из элементов антропогенно нарушенных земель. Урбанизированная территория по существу является трансформированным экокомплексом, где естественная среда обитания замещается антропогенным аналогом [Ковязин, 2008]. Существенная часть экосистем региона оказалась вовлеченной в сельскохозяйственное производство и постоянно находится под воздействием опосредованного влияния со стороны человека. В результате огромные территории превратились в так называемые агроценозы – земли, на которых естественные растительные сообщества заменены насаждениями сельскохозяйственных растений, а почвы потеряли свою естественную генетическую структуру. Эти земли после прекращения их использования становятся залежами. В настоящее время в Амурской области таких земель насчитывается порядка 1 млн. га. [Система земледелия … , 2003]. Экосистемы антропогенно нарушенных земель на протяжении всего периода их освоения и особенно после прекращения хозяйственной деятельности стремятся вернуть себе первоначальный вид [Авилова, 2000]. Однако восстановление экосистем в регионе затруднено. Главными ограничивающими факторами являются дефицит тепла и пожары, периодически охватывающие в пределах региона огромные пространства. Ежегодно в Приамурье в среднем случается около 1500 лесных и луговых пожаров, которыми охватываются в среднем от 800 тысяч до нескольких миллионов га [Воронов, электронный ресурс, 2013]. Антропогенно нарушенные ландшафты в результате хозяйственной деятельности утрачивают присущий естественным природным образованиям биоресурсный потенциал. Сельскохозяйственные земли, предназначенные для производства продовольствия, после прекращения их использования превращаются в залежи. Восстановление растительных сообществ на этих землях не изучено. Биологические ресурсы залежей не исследованы и не оценены. Участки природной среды техногенных ландшафтов превращаются в безжизненные, изуродованные пространства, совершенно лишенные растительности. Возможность и длительность самовосстановления биологических ресурсов таких территорий не выяснена. Рекультивации не проводится. Урбанизированные территории заселяются культурными насаждениями, состояние и структура которых не соответствуют их назначению. Роль растительности на селитебных землях как биологического ресурса до конца не оценена. Изучение процессов восстановления и определение перспектив использования биологических ресурсов антропогенно нарушенных ландшафтов в Приамурье востребовано и актуально. 6 Цель исследования: В антропогенно нарушенных ландшафтах Приамурья установить закономерности восстановления растительных сообществ, определить возможности формирования потенциала биологических ресурсов и дать оценку перспектив их использования. Задачи исследования: 1) изучить в южной сельскохозяйственной зоне Приамурья процессы самовосстановления растительности на залежных землях; 2) выявить этапы и динамику развития вторичной сукцессии агрофитоценозов на залежах; 3) классифицировать залежные земли по категориям; 4) изучить эколого-фитоценотические характеристики растительности, заселяющей залежные земли; 5) определить факторы и условия, препятствующие восстановлению растительных сообществ на залежах; 6) оценить потенциал биологических ресурсов залежных земель; 7) изучить первичную сукцессию растительных сообществ техногенных ландшафтов в зоне южной тайги Приамурья; 8) установить закономерности формирования фитоценозов зонального типа в техногенных ландшафтах, выявив факторы и условия препятствующие этому; 9) оценить потенциал биологических ресурсов растительности, заселяющей техногенные ландшафты в местах проведения дражной добычи золота и строительства железной дороги БАМ; 10) изучить особенности, состав, структуру и декоративные свойства культурных растительных сообществ урбанизированной территории; 11) дать оценку способности растительности ландшафтов урбанизации соответствовать биологическому ресурсу, необходимому для создания комфортных условий проживания; 12) выяснить перспективу использования произрастающих на территории города растений как источника адаптированного и акклиматизированного ассортимента деревьев, кустарников и трав, необходимого для создания биоресурсного потенциала ландшафта урбанизации. Научная новизна 1. Впервые, для южной сельскохозяйственной зоны Приамурья установлены этапы развития растительных сообществ на залежных землях. Предложена классификация таких земель. Установлены закономерности формирования на залежах луговых фитоценозов. Выявлены факторы, ограничивающие развитие вторичной сукцессии агрофитоценозов. Среди растений, заселяющих залежи, выявлены виды, находящиеся в списках лекарственных, применяемых для производства лекарств в медицинской промышленности России и Китая. Установлены растения, представляющие интерес, как ресурс сохранения видового богатства территории. 7 2. Впервые, в местах проведения дражной добычи золота в зоне еловопихтовых лесов южной тайги на севере Амурской области исследованы закономерности первичной сукцессии самовосстановления растительного сообщества. Установлено, что к 70-и годам развития первичной сукцессии на дражных отвалах растительное сообщество не соответствует зональному типу. Доказано, что сложная структура рельефа, создаваемого при разработке карьеров в зоне лиственичных лесов, препятствует самовосстановлению растительности. Предложено считать биологические ресурсы техногенных ландшафтов в зоне елово- пихтовых и лиственничных лесов Приамурья временно утраченными. Установлена возможность частичного использования биологических ресурсов территории за счет лиственных деревьев, кустарников и трав, пригодных для целей собирательства, селекции декоративных культур и применения в народной медицине. 3. Впервые, предложено считать растительность, произрастающую в ландшафтах урбанизации, биологическим ресурсом, необходимым для создания комфортных условий проживания людей. Исследована способность зеленых насаждений города Благовещенска соответствовать этому ресурсу. Оценена перспектива использования произрастающих на территории города растений как источника формирования адаптированного и акклиматизированного ассортимента, необходимого для создания культурных растительных сообществ. При этом среди древесных растений установлены виды, имеющие хорошие перспективы использования в зеленом строительстве, среди травянистых растений виды, пригодные для создания сеяных газонов. Положения, выносимые на защиту 1. Вопреки существующему мнению, что земли сельскохозяйственного назначения после прекращения их использования зарастают сорной, не имеющей практической ценности растительностью установлено, что на залежах в южной сельскохозяйственной зоне Приамурья произрастают растения, которые могут быть использованы для производства лекарств в официальной и в народной медицинах России и Китая. На залежных землях произрастают редкие и исчезающие виды растений, занесенные в региональную Красную книгу, которые представляют интерес как ресурс сохранения видового богатства территории, Главным ограничивающим фактором формирования растительных сообществ на залежных землях является пирогенное воздействие – пожар, после которого самовосстановление растительности на залежах останавливается на самых первых этапах своего развития. Установлены три этапа вторичной сукцессии на залежных землях, в результате которых при отсутствии пожаров через 15 лет формируются устойчивые фитоценозы зонального типа, богато представленные видовым разнообразием травянистых растений. 2. Вопреки существующему мнению, что растительность, уничтоженная в результате техногенного воздействия, рано или поздно восстановится, установлено, что в условиях южной тайги Приамурья в местах проведения дражной добычи золота и разработки строительных карьеров восстановление фитоценозов 8 существенным образом затруднено. Главными ограничивающими факторами являются дефицит тепла, рельеф, сформированный в результате техногенного воздействия и практически полное отсутствие почв. В результате к 70-и годам развития первичной сукцессии самовосстановления на дражных отвалах растительное сообщество не соответствует зональному типу елово-пихтовых лесов, а представлено деревьями и кустарниками лиственных пород. В карьерах в зоне строительства БАМ через 25 лет восстановление растительности не наблюдается вообще. Высоко оценивая уникальность и ценность лесов зоны южной тайги Приамурья, мы считаем временно утраченным биологический ресурс ели, пихты и лиственницы в техногенных ландшафтах этой территории. На этих землях возможно лишь частичное использование биологических ресурсов за счет древесины лиственных пород деревьев, а также кустарников и трав, пригодных для целей собирательства, как источника для селекции декоративных и садовых культур, как лекарственных средств народной медицины. 3. Вопреки существующему мнению, что зеленые насаждения городов выполняют чисто декоративную функцию, предлагается считать растительность, произрастающую в ландшафтах урбанизации биологическим ресурсом, предназначенным для создания комфортных условий проживания человека. Критериями этого биоресурсного потенциала являются структура, состав, численность и состояние культурных растительных сообществ. Установлено, что в городе Благовещенске этим критериям зеленые насаждения не соответствуют. Формирование потенциала биологических ресурсов комфортного проживания на урбанизированной территории должно основываться на использовании ассортимента деревьев, кустарников и трав, акклиматизированного и адаптированного к местным условиям с привлечением представителей сорной, рудеральной растительности, самосевом заселяющейся в городские насаждения. Практическая значимость Для практического применения предложена классификация залежных земель по категориям в зависимости от степени и вида антропогенной нагрузки. Поскольку биологические ресурсы на залежных землях представляют интерес как лекарственное сырье, а в фитоценозах эти растения произрастают как единичные и не многочисленные, предлагается использовать эти ресурсы в качестве источника семян для последующего выращивания в производственных масштабах. Учитывая сложности в формировании растительности и трансформации почвенных структур, определяемые пирогенным фактором в условиях Приамурья, предлагается проведение пожарозащитных мероприятий на залежных землях. Проведенные исследования на землях техногенных ландшафтов позволяют рекомендовать обязательное проведение горнотехнической рекультивации по выполаживанию крутых склонов отвалов и карьеров. Поскольку возможность использования главного биоресурсного потенциала этих территорий (ели, пихты и лиственницы) сопряжена с достижением технической спелости главных лесообразующих пород деревьев, рекомендуется защитить территорию от вторичной ан- 9 тропогенной экспансии и предостеречь от преждевременного и нерационального её использования, чему может способствовать режим заказников. Биоресурсный потенциал произрастающих на селитебно-промышленной территории города Благовещенска растений рекомендуется использовать для создания ассортимента деревьев, кустарников и трав, адаптированных к местным условиям. Для этого разработана и внедрена в питомнике МП «Зеленстрой» города Благовещенска технология размножения тополя белого. Апробированная в условиях города Благовещенска, методика учета параметров флуктуирующей ассиметрии листьев березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.) может быть использована для индикации экологического состояния урбанизированных территорий. Апробация работы Результаты исследований доложены и обсуждены на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства и природообустройства», Благовещенск: ДальГАУ, 1999; научно-практической конференции «Сохранение биоразнообразия Амурской области», Благовещенск: 2000 г.; региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Амурская наука на пороге III тысячелетия», Благовещенск: 2000 г.; международной научно-технической конференции «Строительство и природообустройство на рубеже тысячелетия», Благовещенск: 2000 г.; межвузовских научнопрактических конференциях « Молодежь XXI века: Шаг в будущее», Благовещенск: 2000, 2001, 2002, 2003, 2006, 2007, 2013 гг.; университетских тематических конференциях, Благовещенск: ДальГАУ, 2002, 2003, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2013 гг.; региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Будущее Амурской науки», Благовещенск: 2001 г.; Амурской научно – практической конференции «Зейско-Буреинская равнина: Проблемы устойчивого развития», Благовещенск: 2001 г.; всероссийской научно-практической конференции «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы», Красноярск, 2004 г.; межрегиональной конференции молодых ученых «Проблемы безопасности и жизнедеятельности в техносфере», Благовещенск: 2004 г.; международной научно-практической конференции «Экология и устойчивое развитие сельской местности», Ставрополь: 2012 г.; YI международном форуме «Охрана и рациональное использование лесных ресурсов», Благовещенск-Хэйхэ-Харбин, 2013 г. Личный вклад автора Работа является обобщением результатов исследований, выполненных в 2000 – 2012 гг. автором лично и совместно с аспирантами Дальневосточного государственного аграрного университета (ДальГАУ), которые являются соавторами некоторых публикаций. Постановка целей и задач, выработка методологии и структуры работы, разработка идей, организация и проведение полевых исследований, обобщение и интерпретация полученных результатов, подготовка научных публикаций принадлежат автору. 10 Научно-исследовательская работа выполнена согласно плана НИР ДальГАУ в 2000 – 2005 гг. по теме «Изучение закономерностей самовосстановления антропогенно нарушенных биоценозов», раздел 7.2, № госрегистрации 01.9. 2001.2649, в 2006 – 2012 гг. по теме 8 «Адаптивное землепользование», раздел 8.3 «Изучение закономерностей самовосстановления антропогенно нарушенных биоценозов», № госрегистрации 0120.0503566. Публикация результатов исследования По теме диссертации опубликовано – 44 научные работы, в том числе 11 статей в журналах, реферируемых ВАК, 1 монография и 4 в трудах международных конференций. Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 349 страницах, из них 239 страниц основного текста, состоит из введения, 2 частей, 6 глав, выводов, включает 38 таблиц, 71 рисунок, 9 приложений. В работе использовано 534 источника литературы, в том числе 71 иностранных авторов. Автор выражает искреннюю благодарность доктору биологических наук, профессору А.В.Крылову; доктору биологических наук, профессору, академику П.Г. Горовому; доктору сельскохозяйственных наук, профессору П.В. Тихончуку; доктору биологических наук, профессору, академику В.А. Тильбе; доктору биологических наук, профессору С.Д. Шлотгауэр; доктору биологических наук, профессору С.Г. Хариной; доктору биологических наук, профессору Ю.А. Гаврилову; кандидату биологических наук, профессору В.Ф. Прокопчук; кандидату биологических наук, доценту В.Т. Яборову; кандидату сельскохозяйственных наук А.А. Муратову; кандидату биологических наук Е.В. Аистовой и всем тем, кто оказывал поддержку и принимал участие в плодотворных дискуссиях по теме исследования. Содержание работы Часть I Состоит из 3 глав, посвященных анализу литературных источников по теме диссертации, описанию объектов, методов исследования и изученных территорий. Глава 1 Анализ состояния изученности проблемы На основании анализа литературных данных в главе приводится определение понятия «биологические ресурсы», их классификация и значение для человеческой цивилизации [Степановских, 2001; Николайкин, 2003; Кузык, Яковец, 2006; Христофорова, 2007]. С учетом того, что наиболее важным из всех имеющихся в распоряжении человека биологических ресурсов является растительность, проведен анализ основных свойств растительных сообществ. Характеристики фитоценозов впервые 11 были раскрыты в классических работах Г.Ф. Морозова [1912] и И.К. Пачосского [1917], а в дальнейшем развиты и детализированы исследованиями В.Н. Сукачева [1916, 1972, 1975], А.П. Шенникова [1964], Т.А. Работнова [1972, 1992, 1995], Б.М. Миркина [1974, 1985, 1989] и ряда других отечественных авторов. Изучению процессов динамики фитоценозов еще в начале ХХ века много внимания уделяли R. Hult [1985], E.Warming [1901], H.C. Cowles [1899], F. E. Clements [1916] и A.G. Tansley [1920], которые заложили основы учения о сукцессиях, получившее впоследствии развитие в работах как отечественных [Высоцкий, 1915; Александрова, 1964; Раменский,1971; Разумовский, 1981; Дымина, 1985; Титлянова, 1993; Реймерс, 1994], так и иностранных геоботаников и экологов [Margalef, 1969; Рикфлефс, 1979; Одум, 1982, 1985]. Установлено, что процесс восстановления природной экосистемы после нарушений техногенного характера развивается по типу первичной сукцессии, начинаясь с пионерной группировки [MkKedrick, 1987; V.del Moral, 1995], а заселение бывших сельскохозяйственных угодий (залежей) протекает по механизмам вторичной сукцессии – перехода от агрофитоценоза к естественному типу растительного сообщества [Панюков, 1972; Щербова, 1985; Федяева, 1994]. Основные усилия исследователей при изучении первичных сукцессий на техногенных ландшафтах посвящены изучению процессов рекультивации, то есть создания человеком культурных экосистем, являющихся по существу аналогами природных [Колесникова,1974; Дриженко, 1985; Дороненко,1979; Певзнер,1990; Гальперина,1997]. В Дальневосточном регионе изучению биологической рекультивации техногенно нарушенных земель посвящены работы Н.М. Костенкова [2007], В.И. Ознобихина [2007], С.Д. Шлотгауэр [1993], Л.Ф. Голышевой [1982], В.В. Подковыркина [1983], Е.С. Зархиной [1990], З.Г. Мирзехановой [1991, 2000], Л.Т. Крупской [1997], В.В. Файзулина [1998], С.В. Осипова [2001, 2005, 2006], В.Т. Яборова [2007], А.Н. Алешичева [2007, 2009], О.А. Сорокиной [2009]. Значительно меньше работ по изучению процессов естественного зарастания растительностью техногенных ландшафтов [Archibold, 1978; Cargill, 1987; Winterhalder, 1996; Яборов, 2007; Климова, 2007; Алешичев, 2009; Шлотгауэр, 2010]. При этом отмечается, что формирование растительного сообщества в условиях Севера протекает медленно и основным ограничивающим фактором является температура [Баранник, 1972; Куприянов, 2008; Манаков, 2009; Арчегова 2013]. Изучение процессов формирования культурных насаждений урбанизированных территорий, примером которых являются города, имеет давнюю историю, и в настоящее время этой теме также уделяется большое внимание, особенно с учетом возросших требований человека к состоянию окружающей среды. При этом отмечается, что растительные ресурсы урбанизированных земель выполняют важную роль в формировании комфортных условий для проживания людей [Юскевич, 1968; Лунц, 1974; Кулагин, 1980; Миларт, 1982; Pignatti, 1982; Jansen, 1984; Ходаков, 1986; Klots, 1988; Falinski, 1998; Бланк, 2002; Ковязин, 2008; Колесникова, 2010; Анищенко, 2011]. Исследованиям формирования растительных сообществ на территории городов Дальневосточного региона России посвящены рабо- 12 ты Н.С. Шиховой [2006], И.А. Раткевич [2007], О.Н. Ухваткиной [2008], А.А Бабурина [2009], Г.Ю. Морозовой [2010], Н.А. Тимченко [2012]. Трансформации биоресурсного потенциала агрофитоценозов при переходе их в залежи изучены мало, несмотря на то, что таких земель в настоящее время в России насчитывается более 50 млн. гектаров [Трофимов, 2005; Залесов, 2010]. Исследованию залежных земель посвящен ряд работ отечественных и зарубежных авторов [Короткий, 1912; Bazzaz, 1968; Nicholson, 1974; Верхунов, 1979; Митрюшкин, 1979; Keever, 1983; Leps, 1987 Федяева, 1994; Недайборщ, 2008; Цветков, 2012]. В развитии фитоценозов на залежных землях отмечается несколько этапов, а главной трудностью в восстановлении их до состояния естественной природной среды является пирогенный фактор. При этом на бывших сельскохозяйственных угодьях формируются биологические ресурсы замещения. По определению Д.И. Люри с соавторами [2010], это внутрисельскохозяйственные замещающие ресурсы первого типа. Кроме них в травянистых экосистемах формируются замещающие ресурсы второго типа – ресурсы лекарственных растений, охоты и собирательства. Учитывая тесную связь растительности и почвы, учеными проанализированы результаты изучения процессов трансформации почвенного покрова на антропогеннонарушенных землях. Тесная связь растительности и почв была доказана еще В.В. Докучаевым [1949], а позднее подтверждена и развита многими зарубежными и отечественными исследователями [Fiher, 1928; Ткаченко, 1939; Вайчис, 1958; Tarrant, 1964; Гришина, 1974; Добровольский, 2006; Росликова, 2006]. В настоящее время для природно-антропогенных объектов восприятие почв (как аналогов природных) сменилось пониманием антропогенной сущности почв, определяемой их историей и видом современного использования. Наряду с урбаноземами выделяются индустриземы, рекреаземы, реплантоземы, культуроземы, имеющие признаки природных почвенных процессов [Подгорная, Росликова, 1999; Прокофьева, Строганова, 2004]. Согласно современной классификации [Подгорная, Росликова, 1999; Почвы ландшафтов … , 2010; Классификация и диагностика … , 2004] субстраты техногенных ландшафтов, лишенные естественного почвенного покрова, относят к техногенным поверхностным образованиям. Это либо целенаправленно сконструированные почвоподобные тела, либо остаточные продукты хозяйственной деятельности, состоящие из природного или специфического новообразованного субстрата. На юге Дальневосточного региона изучению трансформации почв техногенных и урбанизированных ландшафтов посвящены работы Л.Т. Крупской и Е.В. Новиковой [1993], С.А. Шляхова [2002], Н.С. Шиховой [2005], Н.М. Костенкова и Л.Н. Пуртовой [2009, 2010], А.Н. Махинова с соавторами [2005, 2006, 2010], Л.Н Пуртовой [2010, 2011, 2013], И.В. Комачковой [2012]. Глава 2 Физико-географические условия мест проведения исследований На основании анализа рельефа, климата, почв и растительности в районах проведения исследований установлено, что по своим природно-климатическим условиям район исследования техногенно нарушенных ландшафтов находится в бореальном поясе Верхнеамурско-Буреинской почвенно-географической провин- 13 ции и по своим природно-климатическим характеристикам принадлежит зоне южной тайги лиственничных и сосново-лиственничных южно-таежных лесов. Для района исследования характерны относительно суровые климатические условия произрастания растений, что обуславливает низкий самовосстановительный потенциал нарушенных экосистем [Южная часть … , 1969; Агроклиматические ресурсы … , 1973; Шульман, 1984, 1991; Базилевич, 1993; Национальный атлас почв … , 2011]. Изучаемые залежи и селитебные земли города Благовещенска находятся в Амуро-Уссурийском районе умеренной климатической зоны Дальнего Востока, которая относится к поясу неморальной растительности дубовых, хвойношироколиственных лесов [Национальный атлас почв … , 2011]. Для этой территории характерно малое количество осадков и достаточно низкие температуры в течение зимы, что приводит к глубокому промерзанию почв и соответственно ограничивает рост и развитие растений. Неравномерное распределение осадков в течение года приводит к формированию засушливых периодов весной и осенью, что создает благоприятные условия для возникновения пожаров на исследуемых территориях. Районы исследования залежей находятся в местностях с преобладанием лесной, лесостепной и лугостепной растительности. Глава 3 Объекты и методы исследований Объекты исследований Исследования проведены в Приамурье на территории Амурской области (рис. 1). Рисунок 1 – Места проведения исследований: 1 – дражные отвалы; 2 – карьеры; 3,4,5 – залежи; 6 – урбанизированная территория 14 В качестве техногенных ландшафтов выбраны участки дражной добычи золота (1) и разработки строительных карьеров (2) в Селемджинском районе. Урбанизированная территория изучалась на примере селитебно-промышленной зоны города Благовещенска (6). Залежные земли (3,4,5) изучались на заброшенных полях различных хозяйств южной сельскохозяйственной зоны Амурской области (в Шимановском, Благовещенском и Архаринском районах). Участки дражной добычи золота исследованы на территории бывшего прииска «Токур» в пойме реки Малый Караурак (приток реки Селемджи). Заброшенные строительные карьеры изучены в окрестностях железнодорожной станции Февральск. Техногенно нарушенные ландшафты находятся в пределах Буреинского флористического района [Сосудистые растения Советского … , 1985 – 1996]. Изучение свойств и особенностей культурных растительных сообществ, к урбанизированных территорий, проведено на примере города Благовещенска. Город расположен в междуречье рек Амур и Зея. Исследованные залежи географически расположены на юге Амуро-Зейской равнины и на Архаринской низменности, занимающей крайнюю юго-восточную часть Зейско-Буреинской равнины. Урбанизированная территория и все изученные залежи находятся в НижнеЗейском флористическом районе [Геоморфология юга … , 1973; Сосудистые растения Буреинского … , 2000]. В Благовещенском районе исследования проводились в окрестностях села Грязнушка на бывших сельскохозяйственных угодьях совхоза «Новомихайловский». В Архаринском районе исследования проведены на сельскохозяйственных угодиях а) бывшего совхоза «Архаринский» (п. Архара) – в двух и четырех километрах на север и шести километрах на северо-запад от поселка Архара; б) бывшего совхоза «Целинный» (с. Антоновка) – на второй надпойменной террасе реки Амур; в) бывшего колхоза «Приамурский пограничник» (с. Иннокентьевка) – на первой надпойменной террасе реки Амур. В Шимановском районе исследования проведены в окрестностях села Свободный труд на землях сельхозугодий бывшего совхоза «Георгиевский». Методы исследований При проведении исследований использовался метод маршрутных наблюдений по схеме, предложенной Б. М. Миркиным [1989]. Для описания отдельных сообществ на маршрутах выделялись пробные площадки размером не менее 25х25 м. В описании исследуемых площадок использовался шкальный метод абсолютного учета [Геоботаника, 1963]. При прохождении маршрутов и на пробных площадках учитывалась видовая принадлежность, подсчитывалось общее количество видов, определялись экологические группы растений по отношению к увлажнению, приуроченность видов 15 к типам растительности, характер произрастания отдельных видов, характеристики обилия видов (густота, степень проективного покрытия), учитывались периоды массового цветения и смены аспектов, проводились наблюдения за флуктуационными изменениями. На площадках, где присутствовали деревья, проводился абсолютный учет древесных растений, по пятибалльной шкале оценивалось их прижизненное состояние, устанавливалась ярусность насаждений, и определялся диаметр ствола на высоте 1,25 м. Экологические группы растений по отношению к увлажнению определены на основании шкалы А.П. Шенникова [1964] и представлений Г.Д. Дыминой [1985]. При определении приуроченности видов к типам растительности использовались данные Л.А. Корецкой [1962]. Характер произрастания отдельных видов был изучен на основе классификации, предложенной В.Н. Сукачёвым [1975]. Характеристика обилия видов учитывалась по шкале О. Друде [Drude, 1919; Работнов, 1992], однако в отличие от классического способа, когда описание зависит от даты, определение проводилось в момент массового цветения каждого вида. Это отражает фенологическую смену растений в сообществе. При пользовании шкалой Друде неизбежно приходится учитывать представление о покрытии, то есть о занимаемой сообществом площади. Во многих случаях отметка Soc (фон) будет соответствовать покрытию особями данного вида более 90% площади участка, отметка Cop 3 - 90 – 70%, Cop 2 - 70 – 50%, Cop 1 - 50 – 30%, Sp - 30 –10%, Sol – менее 10% [Общая геоботаника, 1982]. Использовалась шкала обилия с системой количественных придержек по проективному покрытию и степенью участия вида в фитоценозе, приведенная Г.Д. Дыминой [1985]. При этом в соответствии с представлениями Т.А. Работнова [1992] к доминантам отнесены виды со степенью участия 8% и более, к содоминантам - 2,5 – 8%. Определение видовой принадлежности растений проводили с использованием монографических определителей, руководств и сводок [Комаров, Клобукова-Алисова, 1931, 1932; Соколов, 1965; Ворошилов В.Н., 1966, 1985; Дикорастущие деревья … , 1968; Ареалы деревьев … , 1977,1980, 1986; Древесные породы мира, 1982; Древесная флора … , 1982; Сосудистые растения Советского … , 1985 – 1996; Сосудистые растения Буреинского … , 2000]. В древесных сообществах ярусность насаждения определялась в соответствии с методами, предложенными Г.В Гуковым [1989] и П.С. Погребняком [1988]. Использовался абсолютный метод учета древесных растений и шкальная (по пятибалльной шкале) оценка их прижизненного состояния [Методы изучения … , 2002; Оценка состояния … , 2009; Гусев, Андрушко, 2011]. Плотность (густота) насаждения определялась как количество деревьев или кустарников, произрастающих на единице площади (шт./га). В районе золотодобычи исследования проводились в 2000 – 2003 гг. Выбраны участки, где процесс добычи золота был завершен за 70, 35 и 10 лет до момента проведения исследований. Хронология установлена по документам бывшего 16 прииска «Токур». Для сравнения выбран участок коренного леса в месте проведения исследований. На дражных отвалах пробные площадки расположены в разных точках рельефа: на вершинах отвалов, на их склонах и в ложбинах между ними. На каждом исследуемом участке исследовано по три сектора в каждом элементе рельефа. В 2005 – 2006 гг. обследованы карьеры, эксплуатация которых завершилась 25 лет назад (к моменту начала исследований). Обследовано 5 карьеров. Пробные площадки (не менее трех на каждом элементе карьера) закладывались на террасах, склонах и в ложах. На урбанизированной территории (селитебно-промышленная зона города Благовещенска) исследования проводили в 2006 - 2009 гг. На уличных аллеях, в скверах, парках, вдоль русел рек Чигири, Бурхановка, на территории Асташинских озер и пустырях проводились маршрутные исследования. На каждом объекте закладывалось не менее трех пробных площадок. В 2006 – 2007 гг. проведена инвентаризация, которая заключалась в проведении абсолютного учета всех деревьев, произрастающих на главных улицах города Благовещенска [Методика инвентаризации … , 1997; Бланк, 2002]. В соответствии со СНиП 2.07.01-89* территория города подразделяется на селитебную, производственную и ландшафтнорекреационную. Объектами исследований на территории города являются микроэкосистемы зеленых насаждений общего пользования – уличные аллеи, скверы и парки, относящиеся к селитебно-промышленной зоне города [Ковязин, 2008]. В качестве индикатора состояния древесных насаждений в городе выбрана береза плосколистная (Betula platyphylla Sukacz.). Оценка состояния берез этого вида в городских насаждениях проводилась вдоль магистральных улиц и в скверах города. Отмечалось наличие изъянов коры, искривленность стволов, наличие сухих веток [Гусев, 1984]. Проводилось определение показателей асимметрии листовых пластинок берёзы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz), произрастающей в городе и в естественном лесу в пригороде. При этом использовалась методика В.Ю. Солдатовой [2005]. На листовой пластине визуально проводили две перпендикулярные оси и измеряли их размеры. Определялся коэффициент корреляции большой и малой осей и площади правой и левой половины листа. В качестве показателя для оценки экологических условий урбанизированной территории использовалась вариабельность значений площадей половин листовых пластин. Вариабельность оценивалась по показателю среднего квадратического отклонения. Исследование залежных земель проводилось в 2000 – 2009 гг. Изучались залежи, находящиеся в разных зонах растительности (лугостепная, лесостепная и лесная). В каждой растительной зоне изучено не менее трех залежей. Возраст залежей колебался от 4 до 16 лет. Хронология вхождения полей в залежь устанавливалась по документам хозяйств, которым эти поля принадлежали. Фитоценотические характеристики определялась при прохождении маршрутов и на пробных площадках. На каждой залежи закладывалось не менее четырех площадок квадратной формы. Рядом с залежами в непосредственной близости находятся леса, болота, реки, используемые сельскохозяйственные угодья и 17 населённые пункты. Чтобы полнее охарактеризовать растительные сообщества на исследуемых участках, выделялись пограничные (буферные) зоны. Исследования в пограничных зонах позволили оценить заселяющие залежь растения по принадлежности к тому или иному типу (лесная, луговая, болотная, сегетальная). При выделении пограничных зон учитывались следующие факторы: близость какоголибо типа растительности (болото, лес, ивняк), видовой состав. При этом основную площадь залежи обозначали как зона «луг», а буферные зоны – в зависимости от граничащих с ней биотопов. Такими для всех изученных залежей являются зоны «луг-болото», «луг-дорога», «луг-лес», «луг-ивняк» и «луг-сельхозугодие». Исследование зависимости вторичной сукцессии агрофитоценозов на залежах от вида антропогенной нагрузки осуществлялось при однократном обследовании в июле. Изучение сезонной динамики, сукцессионных и флуктуационных закономерностей на залежах осуществлялось при обследовании залежей в течение всего вегетационного периода. Наблюдения за динамикой зарастания залежей древесными растениями и флуктуационными изменениями проводились в течение нескольких лет. Для изучения состояния почвы на исследуемых участках выполнены почвенные разрезы по общепринятым в почвоведении методикам [Иванов, 1976; Голов, 2001; Ганжара, 2002; Прокопчук, Наумченко, 2003; Федорец, Медведева, 2009]. Применялся профильный метод, сущность которого заключается в изучении морфологии генетических горизонтов, включая почвообразующую породу. Изменения в почвенном профиле служат основой для суждения о природе процессов почвообразования. Названия почв и почвенно-техногенных образований приведено в соответствии с классификацией 2004 года [Классификация и диагностика почв … , 2004]. В морфологическом описании почвенных разрезов обозначения почвенных горизонтов приведены в соответствии с представлениями В.И. Росликовой [2006]. Глава 4 Формирование растительных сообществ на залежных землях Изменение (трансформация) растительного сообщества на полях, выведенных из сельскохозяйственного оборота, происходит в результате вторичной сукцессии. Агрофитоценозы отличаются от естественных растительных сообществ достаточно узким видовым составом произрастающих в них растений (растения сельскохозяйственного назначения и сопутствующая им сегетальная растительность). Исследование залежей в зонах лесостепной растительности южной сельскохозяйственной зоны Амурской области показывает, что видовое разнообразие травянистых растений на этих землях закономерно увеличивается с возрастом (рис. 2), достигая к 16 годам определенного максимума. Следует полагать, что в развитии растительных сообществ наступает определенное равновесие, которое в дальнейшем с учетом конкурентных взаимоотношений может привести к сокращению видового разнообразия. К 16 годам на исследуемых залежах обнаружено присутствие представителей пятидесяти семейств. Отмечается широкое представительство астровых (Asteraceae Dumort.), губоцветных (Labiatae Juss.), розовых 18 (Rosaceae Juss.), мятликовых (Poaceae Barhn.), бобовых (Leguminosae Juss.) и лютиковых (Rununculaceae Juss.). Рисунок 2 – Динамика таксонов на залежах разного возраста (черным цветом обозначена линия тренда) (с. Грязнушка, Благовещенский р-н, Амурская обл.) Если поле до прекращения на нем работ являлось пашней, то оно практически сразу зарастает бурьянистыми растениями (полынями) (табл.1). Таблица 1 (фрагмент). Видовой состав и обилие растений на 15-летней залежи – бывшая пашня (с. Иннокентьевка, Архаринский р-н, Амурская обл.) Название растений Род и вид Семейство Полынь маньчжурская Artemisia mandshurica Asteraceae Полынь веничная Artemisia scoparia Asteraceae Клевер луговой Горошек ложносочевичный Горошек приятный Вейник дальневосточный Репяшок мелкобороздчатый Taraxacum mongolicum Vicia pseudorobus Vicia amoena Calamagrostis extremiorientalis Agrimonia striata Leguminosae Распределение по проективному покрытию (обилию) Смыкаются кронами (Soc) Встречаются массово (Cop 3) Встречаются обильно (Сор 2; Сор 1) Poaceae Rosaceae Доминирование полыней в фитоценозах этих залежей прослеживается до 15 лет их существования. К 10 годам на таких залежах начинают формироваться куртины и пятна с обильным представительством растений других семейств 19 (Leguminosae, Poaceae и Rosaceae). К 15 годам куртины и пятна увеличиваются, но в целом на таких залежах продолжают преобладать полыни. Наиболее благоприятно идет развитие вторичной сукцессии фитоценозов на тех полях, которые до ухода в залежь являлись угодьями кормовых севооборотов (многолетние травы, пастбища и сенокосы). С самых первых лет своего существования в фитоценозах таких залежей преобладают представители мятликовых и бобовых семейств (Trifolium pratense L., Phleum pratense L., Poa pratensis L., Bromopsis inermis (Leys.) Holub). Общий спектр видового богатства на этих залежах высок. Наблюдается развитие злаково-бобового разнотравья. Такие залежи в зонах с лесостепной растительностью активно заселяются деревьями и кустарниками (Salix miyabeana Seem., Betula platyphylla Sukacz., Populus tremula L.). Если залежи подвергались выгоранию в результате пожаров, то на этих полях впоследствии наблюдается очень скудное видовое разнообразие, что видно на примере 10- летней залежи в сельхозугодиях бывшего совхоза Целинный (Архаринский район), которое до прекращения на нем сельхозработ являлось сенокосом. На этом поле через 3 года после пожара выявлено всего 10 видов растений из 5 семейств (табл. 2). Таблица 2. Видовой состав и обилие растений на 10-летней залежи через 3 года после пожара (с. Антоновка, Архаринский р-н, Амурская обл.) Название растений Полынь веничная Полынь маньчжурская Полынь пижмолистная Клевер луговой Тимофеевка луговая Пырей ползучий Зубчатка обыкновенная Гравилат алеппский Герань даурская Одуванчик монгольский Репяшок мелкобороздчатый Молочай двуцветный Лютик ползучий Род и вид Artemisia scoparia Семейство Asteraceae Artemisia mandshurica Asteraceae Artemisia tanacetifolia Trifolium pratense Trifolium repens Elitrigia repens Leguminosae Odontites vulgaris Scrophulariaceae Geum aleppicum Geranium davuricum Taraxacum mongolicum Rosaceae Geraniaceae Agrimonia striata Rosaceae Euphorbia discolor Euphorbiaceae Ranunculus repens Rununculaceae Распределение по проективному покрытию (обилию) Смыкаются кронами (Soc) Встречаются массово (Cop 3) Встречаются обильно (Сор 2; Сор 1) Poaceae Asteraceae Встречаются умеренно (SP) Встречаются мало (Sol) Встречаются единично (Un) 20 Предложена классификация залежных земель на три категории: I – бывшие пахотные земли; II – бывшие поля кормовых севооборотов, сенокосов и пастбищ; III – залежи, которые в период своего существования выгорают в результате пожаров. В развитии вторичной сукцессии на залежах в условиях южной сельскохозяйственной зоны Амурской области можно выделить три этапа по 5 лет. Первый или начальный этап формирования растительного сообщества характеризуется медленным ростом видового состава. Наблюдается повсеместное доминирование полыней, которые на бывших пашнях являются эдификатороми фитоценоза. Полыни создают пирогенно опасную ситуацию для залежных земель. В результате залежи часто выгорают. Второй этап вначале характеризуется резким увеличением видового состава. В сообществах на бывших пахотных землях продолжают доминировать полыни, а на бывших пастбищах и сенокосах представители бобовых и злаковых семейств. Проявляется мозаичность в распределении растительности по территории. Залежи начинают активно покрываться древесными растениями и кустарниками, что ведет к изменению экологических условий, что в итоге приводит к некоторому сокращению видового представительства травянистых растений. Третий этап характеризуется наступлением насыщения в видовом составе растительности, заселяющей залежи. Роль эдификаторов в отдельных зонах залежей начинают выполнять древесные растения. Залежи затягиваются деревьями и кустарниками. Мозаичность проявляется более четко в территориальном распределении растений. Большинство видов растений в фитоценозах залежей произрастают как единичные, редкие и не очень обильные. Эдификаторами являются всего 2 вида – полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.), доминирующая на ранних стадиях зарастания залежей, и ива ниппонская (Salix nipponika Franch. et Savat.), характеризующая затягивание залежей древесной растительностью через 15 лет их развития. Эдификаторов, не оказывающих средообразующего влияния на залежи, но участвующих в формировании мозаичной структуры фитоценозов, насчитывается всего 2%. Доминанты участвуют в формировании аспектов вегетационного сезона. Около 28% видов, в ценотическом распределении растений являются содоминантами. К ассектаторам относятся 69% видов, участвующих в формировании растительных сообществ на залежах. Растения проникают на формируемые луга залежей из болота, леса, от дороги, сельскохозяйственного угодья (табл. 3). В буферных зонах встречаются виды, типичные для разных типов растительности, а также специализированные виды, так как эти зоны отличаются особыми условиями и представляет собой самостоятельные места обитания. В южной сельскохозяйственной зоне Приамурья в зонах с преобладанием лесостепной растительности на месте бывших сельскохозяйственных угодий формируются травяные фитоценозы, в основном сформированные из представителей луговых экотопов. В составе растений, заселяющих залежи преобладают 21 мезофиты, что свидетельствует о нормальной увлажненности развивающихся лугов, которые можно отнести к водораздельному типу. По характеру произрастания растения в основном представлены одностебельными и кустистыми видами. Отдельные виды растений на залежах образуют пятна и куртины. Таблица 3. Характеристика растений на залежах по принадлежности к разным местам обитания Место обитания растений шт. % шт. Сырой луг % шт. Сухой луг % Среднеувлажненный шт. луг % шт. Лесной луг % шт. Лес % шт. Агроценоз % Болото 4 1 1,5 5 7.2 30 43,5 25 36,2 1 1,5 3 4,3 4 5,8 Возраст залежи, лет 6 11 8 2 5,1 1,5 23 10 14,6 7,7 75 72 47,5 55,4 39 31 24,6 23,8 1 1 0,6 0,8 8 11 5,1 8,5 4 3 2,5 2,3 16 3 1,7 14 7,7 88 48,6 50 27,6 1 0,6 14 7,7 11 6,1 Среди травянистых растений, заселяющих залежи в процессе вторичной сукцессии агрофитоценозов, выявлены растения, находящиеся в списках лекарственных, применяемых для производства лекарств в медицинской промышленности и используемых при траволечении в народной медицине. Девять из обнаруженных на залежах растений, входят в списки Государственной фармакопеи и используются при производстве лекарств официнальной медициной. К ним принадлежат: кровохлёбка лекарственная (Sanguisorba officinalis L.); леспедеца двуцветная (Lespedeza bicolor Turcz.); пастушья сумка обыкновенная (Capsella bursa-pastoris (L.) Medik.)); подорожник большой (Plantago major L.); полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.); спорыш птичий (Polygonum aviculare L.); тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.); хвощ полевой (Equisetum arvense L.); истод тонколистный (Poligala tenuifolia Willd.). На исследуемых залежах обнаружены виды, ареалы которых ограничены Дальневосточным регионом, и являются подвидами некоторых других растений, входящих в реестр лекарственных средств России. К ним следует отнести валериану амурскую (Valeriana amurensis P. Smirn. ex Kom.), донник ароматный (Melilotus suaveolens Ledeb.) и ландыш Кейзке (Convallaria keiskei Miq.). На залежах обнаружено достаточно много растений, которые представляют интерес для научной медицины Китая (39 видов). К ним, например, относятся: 22 володушка козелецелистная (Bupleurum scorzonerifolium Willd.); гвоздика китайская (Dianthus chinensis L.); гетеропаппус щетинистоволосистый (Heteropappus hispidus (Thunb.) Lees.); горечавка крупнолистная (Gentiana macrophulla Pall.); девясил льнянколистный (Inula linariifolia Turcz.); дурнишник сибирский (Xanthium sibiricum Patrin ex Willd.). Боле 60-и видов растений, обнаруженных на залежах, находят применение в народной медицине России. На залежных землях произрастают растения, представляющие интерес не только как ресурс лекарственного сырья, но и как ресурс сохранения видового богатства территории. К таковым принадлежат растения, отнесенные к категории редких и сокращающих численность. Эти растения представляют собой генетический ресурс сохранения биологического разнообразия. На бывших сельскохозяйственных угодьях в Благовещенском районе Амурской области обнаружено 13 таких видов: ветреница лесная (Anemone sylvestris L.); живокость крупноцветковая (Delphinium grandiflorum L.); касатик мечевидный (Iris ensata Thunb.); лилия Буша (Lilium buschianum Lodd.); лилия даурская (Lilium dahurikum Ker.-Gawl.); лилия низкая (Lilium pumilum Delile); мытник полосатый (Pedicularis striata Pall.); пион молочноцветковый (Paeonia lactiflora Pall.); полынь худощавая (Аrtemisia macilenta (Maxim.) Krasch.); фиалка лысоплодная (Viola phalacrocarpa Maxim.); ширококолокольчик крупноцветковый (Platycodon grandiflorus (Jacg.) A.DC.); шлемник байкальский (Scutellaria baicalensis Georgi); ярутка ложечная (Thlaspi cochleariforme DC.). Глава 5. Оценка возможности самовосстановления биологических ресурсов техногенно нарушенных ландшафтов Фитоценоз коренного, естественного леса, не затронутого горнорудными работами, в районе нахождения участков золотодобычи характерен тем, что основными лесообразующими породами в нем являются пихта почкочешуйная (Abies nephrolepis (Trautv.) Махim) и ель аянская (Picea ajanensis (Lindl. et Gord.) Fish. ex Carr.). В коренном лесу эти виды представлены достаточно крупными деревьями с диаметром стволов до 1 м. Подрост пихты и ели присутствует во всех древесных ярусах, что говорит о нормальном развитии насаждения и идущих в нем процессах самовосстановления. В первом ярусе присутствуют крупные (половозрелые) представители лиственных пород – тополь душистый (Populus suaveolens Fisch.) и ива козья (Salix caprea L.), которые способны обеспечить семенами участки после прекращения дражной добычи золота. Развиты кустарниковый и травянистый яруса. Степень покрытия травянистого покрова невысокая. Через 10 лет после окончания добычи золота дражным методом растительность формируется пятнами (куртинами). На больших пространствах гравийнокаменистых насыпей (отвалов) вообще нет растений. Из древесных видов на вершине отвалов 10-летней давности встречаются береза плосколистная (Betula platyphylla Sukacz.), тополь душистый, ива козья (табл. 4). Склоны 10-летних отвалов заселены деревьями реже, чем вершины (сказывается крутизна склона). На склонах обнаруживаются редкие деревья тополя душистого. Более плотно деревья представлены в ложбинах отвалов, где достаточно часто обнаруживаются водоемы (заполненный водой котлован). Ложбины в основном заселены теми же лист- 23 венными породами, что и вершины, только иногда в подросте обнаруживаются молодые деревца лиственницы Каяндера (Larix cajanderi Mayr) и ольхи волосистой (Alnus hirsuta (Spach) Fish. ex Rupr.). Таблица 4. Характеристика растительности 10-летних отвалов после дражной добычи золота (дражный полигон бывшего прииска «Токур», долина реки Малый Караурак, Селемджинский р-н, Амурская обл.) Рельеф Ярус Древесный: Береза породы, Тополь диаметр Ольха ствола (см) Лиственница Густота, шт./га Состав насаждения Кустарниковый: густота, виды Вершина Склон Ложбина 8,1±0,2 10,2±0,3 7,3±0,2 68,0±12,4 5Б3Т2О Редкий 4,6±0,2 4,2±2,3 8И2Т Редкий 8,9±0,3 10,8±0,2 8,3±0,3 4,8±0,2 87,6±14,8 4Б4Т2И Средний ива козья, малина Комарова, шиповник тупоушковый ива козья, шиповник тупоушковый ива козья, малина Комарова, шиповник тупоушковый, смородина печальная 50% 30% Травянистый: степень покрытия (%), виды хвощ зимующий, иван – чай узколистный нет пырей ползучий, хвощ зимующий, иван-чай узколистный Кустарниковый ярус достаточно редкий (в ложбине – средней густоты) и представлен в основном подростом ивы козьей, малиной Комарова (Rubus komarovii Nakai), шиповником тупоушковым (Rosa amblyotis C.A. Mey.) и смородиной печальной (Ribes triste Pall.). В травянистом ярусе преобладал хвощ зимующий (Eguisetum hyemale L.), иван-чай узколистный (Chamerion angustifolum (L.) Holub), пырей ползучий (Elitrigia repens (L.) Nevski.). Степень покрытия травянистой растительностью на вершине едва достигает 30%. На склонах травянистой растительности, как правило, вообще нет, а в ложбине этот показатель не превышает 50%. На 35-летних отвалах отмечалось более плотное растительное сообщество по сравнению с 10-летними участками. Не заселенные растениями участки здесь 24 либо отсутствуют, либо невелики по размерам и, как правило, покрыты мхами и лишайниками. Видовой состав деревьев тот же, что и на 10-летних отвалах. Основные представители древесных пород – тополь душистый, ива козья, береза плосколистная, ольха волосистая и черемуха обыкновенная. На 35-летних отвалах наблюдалось образование второго древесного яруса, который состоял из подроста перечисленных выше пород. Развит кустарниковый ярус, в котором помимо шиповника тупоушкового и смородины печальной встречаются волчник корейский (Daphne koreana (L.) Nakai), смородина малоцветковая (Ribes pauciflorum Turcz.ex Pojark.) и воронец красноплодный (Actaea erythrocarpa (L.) Fish.). Густота насаждения в кустарниковом ярусе оценивается как средняя. Более разнообразен и плотен травянистый покров насаждений. Помимо растений, отмеченных для 10-летних участков, здесь произрастают звездчатка средняя (Stellaria media (L.) Vill.) и крапива узколистная (Urtica angustifolia Fish. еx Hornem.). Они же и доминируют в травяном покрове склона и ложбины. На вершине доминируют хвощ зимующий и иван-чай узколистный. Степень покрытия травянистой растительностью везде, кроме склонов, высокая. В ложбине этот показатель превышает 80%. На 70-летнем участке дражных отвалов полностью отсутствуют прогалины. Деревья на этом участке крупнее. Диаметр деревьев достигает 40 см. Растительность, за исключением сектора на вершине отвала, сформирована как трехъярусное насаждение (два древесных и один кустариниковый). Видовой состав древесных ярусов не отличается от предыдущих участков и представлен лиственными породами (тополь душистый, ива козья, береза плосколистная, ольха волосистая), а в кустарниковом ярусе появляется подрост пород, населяющих коренной лес, ели аянской и пихты почкочешуйной (табл. 5). На участке дражных отвалов с 70летней историей встречаются очень густые заросли кустарников, которые представлены подростом ивы козьей, малиной Комарова, шиповником тупоушковым, волчником корейским, смородиной печальной и малоцветковой. Более плотен здесь и травяной покров. На вершине, склоне и в понижениях преобладают звездчатка средняя, крапива узколистная, хвощ зимующий, пырей ползучий и орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum (L.) Kuhn). Степень покрытия травянистой растительностью достигает 80%. Трудности в процессах восстановления растительности на отвалах подчеркивают и медленные процессы почвообразования. На 10-летних участках отвалов почвенное образование характеризуется как «литострат инициальный», в разрезах наблюдается полное отсутствие каких бы то ни было генетических горизонтов. На 35-летних отвалах тип почвенной структуры приближается к типу «литострат органно-аккумулятивный», в разрезах появляется слой листового опада. Высокая плотность растительного сообщества на 70-летнем участке определяет появление в почвенном разрезе слоя лесной подстилки, слоя дернины и слоя, который определяется как гумусированный (табл. 6). Размер этого горизонта достигает 2 см. В зоне хвойно-таежных лесов карьеры, оставленные после завершения 25 строительства без проведения надлежащих рекультивационных работ, практически не зарастают растительностью на протяжении длительного времени. Таблица 5. Характеристика растительности 70-летних отвалов после дражной добычи золота (дражный полигон бывшего прииска «Токур», долина реки Малый Караурак, Селемджинский р-н, Амурская обл.) Рельеф Ярус Древесный: породы, диаметр ствола (см) Береза Тополь Ольха Ива Черемуха Ель Пихта Густота, шт./га Состав насаждения Кустарниковый: густота, виды Травянистый: степень покрытия (%), виды Вершина 11,6±2,8 34,3±3,4 29,6±3,7 30,3±1,7 Склон Ложбина 43,4±4,7 30,4 36,4±6,4 28,6 14,5±1,6 14,7±2,3 15.8±3,2 824,8±54,2 7И3Т Густой 734,6±46,7 5Т3И2О Густой 12,4±3,2 14,6±2,7 516,8±37,8 6Т4И Густой малина Комарова, шиповник тупоушковый, волчник корейский, смородина печальная шиповник тупоушковый, смородина печальная, волчник корейский, бузина кистистая 80% 80% хвощ полевой, звездчатка средняя, пырей ползучий, крапива узколистная звездчатка средняя, пырей ползучий, крапива узколистная, папоротник орляк, хвощ зимующий Малина Комарова, шиповник тупоушковый, смородина печальная, смородина малоцветковая волчник корейский 80% звездчатка средняя, крапива узколистная, папоротник орляк, хвощ зимующий Крутые склоны и твердое ложе карьеров, сформированные в результате работы тяжелой техники и выборки грунта до скальных пород, плохо заселяются древесными и травянистыми растениями. Только терраса карьера через 25 лет достаточно густо покрыта подростом лиственницы Каяндера, а склоны и ложе 26 остаются практически голыми. В случае образования на дне карьера водоема можно наблюдать появление подроста лиственниц и ивы козьей по его берегам. Активное заселение террасы говорит о том, что засев территории семенами растений происходит успешно, но подрост деревьев со склонов смывается, а в ложе карьера вымерзает зимой. Таблица 6. Морфологическое описание почвенного разреза на вершине 70летнего дражного отвала Отвалы дражного полигона бывшего прииска «Токур», долина реки Малый Караурак, Селемджинский р-н, Амурская обл. Вершина отвала. Растительность – березняк разнотравно-злаковый. 70-й год после образования отвала. Почва: Литострат гумусово-аккумулятивный Горизонт Мощность 0 0 – 3 см Ud 3 – 6 см Uh 6 – 8 см Uc 8 – 10 см 2Uc 10 – 50 см Описание Хорошо и слаборазложившийся листовой и травянистый опад, листья деревьев, переход резкий. Темно-бурый, дернина, сформированная живыми и отмершими корнями травянистых растений, зернистый, переход резкий. Однородно окрашенный, легкий суглинистый, зернистый, рыхлый, пронизан корнями, переход ясный. Серый, комковато-зернистый, обильно пронизан корнями, переход постепенный. Серый, тяжело суглинистый, включения гальки и песка, редко корни. В Селемджинском районе в местах дражной добычи золота распространены елово-пихтовые леса. В Амурской области такие леса занимают всего 2,2% и считаются наиболее ценными по хозяйственному значению [Яборов, 2000]. Уникальность елово-пихтовых лесов существенно повышает значимость восстановления растительных сообществ на этих территориях после техногенного воздействия. На месте проведения дражной добычи золота в течение примерно семидесяти лет территория зарастает лиственными породами, и только к концу этого срока в биотопах техногенных ландшафтов создаются условия для начала возобновления елово-пихтовых насаждений. Для полного восстановления биоресурсного потенциала территории потребуется еще немало времени. Известно, что ель и пихта живут до 250 – 300 лет, возраст возмужания у этих деревьев наступает в 30 – 50 лет, а технической спелости они достигают к 70 – 100 годам. Только через 150 – 160 лет в случае успешного протекания процессов восстановления растительности в местах проведения дражной добычи золота значительную ценность в качестве биоресурсов будут представлять технически спелые деревья ели аянской и пихты почкочешуйной. Высоко оценивая уникальность и ценность лесов зоны южной тайги Приамурья, мы считаем временно утраченным биологический ресурс ели, пихты и лиственницы в техногенных ландшафтах этой территории. 27 Ель аянская – древесина широко используется в строительстве, деревообрабатывающей и лесохимической промышленности. Очень декоративна благодаря голубовато-сизым кронам. В народной медицине с лечебной целью используется хвоя, молодые верхушки веток с почками, незрелые семенные шишки. В хвое обнаружены эфирные масла, аскорбиновая кислота, хлорофилл, каротин, дубильные вещества, смола. Хвоя обладает противовоспалительным, противомикробным, потогонным, обезболивающим, желчегонным свойствами. Смола включается в состав мазей, применяемых при лечении ран. Свежая смола используется как наружное кровеостанавливающее средство. Пихта почкочешуйная используется в целлюлозно-бумажной промышленности и строительстве. Заслуживает внимания в озеленении. Культивируется в основном за пределами Дальнего Востока. Из живицы пихты получают пихтовый бальзам, который употребляют в медицине в качестве ранозаживляющего средства, в оптическом производстве – для склеивания линз, а также как иммерсионное масло для микроскопических исследований. В народной медицине молодые побеги используются для ванн при простудных заболеваниях, смола используется для приготовления некоторых мазей. До достижения срока технической спелости елей и пихт биологические ресурсы территории могут быть представлены лиственными породами деревьев и кустарников, заселяющих техногенные земли. На отвалах дражной добычи золота через 70 лет возобновления биоресурсный потенциал представлен тополем душистым; ольхой волосистой; березой плосколистной; бузиной кистистой (Sambucus rasemosa L.); волчником корейским; ивой козьей; шиповником тупоушковым; смородиной печальной; смородиной малоцветковой; малиной Комарова. Эти растения при грамотном и разумном природопользовании могут использоваться в лесотехнической и лесохимической промышленности, практической и народной медицине как пищевые ресурсы для человека и кормовые для животноводства и пчеловодства, как источники интродукции и селекционного материала при выведении культурных сортов и видов декоративного озеленения и садоводства. Техногенные ландшафты, образованные в результате эксплуатации строительных карьеров в зоне строительства железнодорожного полотна БайкалоАмурской магистрали, находятся в зоне лиственничных лесов, которые в Амурской области являются самыми распространенными (59,8% покрытых лесом земель). Главной лесообразующей породой этих лесов является лиственница Каяндера (Larix cajanderi Mayr), которая, как и все представители рода Larix, благодаря чрезвычайной плотности и долговечности древесины используется в подводных и подземных сооружениях. Широко применяется в кораблестроении. Идет на изготовление древесноволокнистых и древесностружечных плит. Используется в качестве сырья в целлюлозно-бумажной промышленности. Из древесины лиственницы производят скипидар и канифоль. Дрова из лиственницы лучшие среди хвойных пород. Является ценнейшей породой для облесения пустующих земель, гарей, оврагов. За стройность деревьев, красоту светлых ажурных крон заслуживает широкого внедрения в аллейные посадки, групповые парковые насаждения. Используются в лечебных целях листья (хвоя), молодые побеги и эфирные масла 28 (скипидар). В хвое содержится аскорбиновая кислота. В коре обнаружены дубильные вещества. Настои коры и хвои употребляются в качестве ранозаживляющих средств при лечении абсцессов и гнойных ран. В состав отечественного препарата «Капилар», применяемого при многих заболеваниях, в том числе и при хронической ишемической болезни, входит препарат дигидрокверцетин, выделяемый из лиственницы. Успешность восстановления растительных сообществ на этих землях предопределяет возможность использования биологического ресурса этой ценной породы. Главной трудностью при возобновлении растительности здесь является сложность создаваемого техногенного рельефа и только в случае проведения планомерных работ по выполаживанию крутых склонов карьеров возможно преодоление этих затруднений. Глава 5. Оценка потенциала биологических ресурсов урбанизированной территории Биологические ресурсы растительности урбанизированных территорий могут быть оценены как ресурсы комфортной жизни человека в городской среде. Благоприятные условия создаются не только за счет комфортабельного жилища и соцкультбыта, но и за счет удовлетворения потребностей человека в элементах окружающей среды. К таковым следует отнести чистый, не загрязненный воздух, отсутствие шума, благоприятные условия по влажности и температуре, а также и приятный вид, который создают зеленая трава газонов, красивые деревья и кустарники уличных аллей, скверов и парков. Все эти потребности способны предоставить и оптимизировать зеленые насаждения, создаваемые человеком в урбанизированной среде его проживания. Растительные сообщества селитебных территорий создаются, формируются, развиваются при активном участии человека в течение длительного времени. Методом «проб и ошибок» подбирается ассортимент, планируются и обустраиваются парки, скверы, уличные аллеи. Как и любое естественное растительное сообщество, зеленое насаждение достигает в своем развитии максимума (климакса), начинает стареть, деградировать и отмирать. На урбанизированной территории города Благовещенска в составе растительности уличных аллей, скверов и парков города произрастает всего около 20 наименований деревьев (табл. 7), что составляет всего 1/7 часть от общего списка дендрофлоры городского округа Благовещенска. Основные представители деревьев в городских насаждениях – тополя и ильмы, значительно реже в посадках отмечаются клены, ясени и березы. Очень мало хвойных пород, что, приводит к уменьшению устойчивости насаждений, увеличению риска эпитафий и других неблагоприятных тенденций. Причиной скудности видового состава растительности на урбанизированной территории города Благовещенска является узкий ассортимент саженцев, отсутствие питомников размножения, постоянное выкашивание трав на улицах, в скверах и парках и почти ежегодное выгорание пустырей. В зеленых насаждениях города деревья представлены аборигенными и интродуцированными видами. К первой категории относятся два вида тополей (Populus suaveolens Fisch., P. tremula L.), вяз мелколи- 29 стный (Ulmus pumila L.), два вида берез (Betula platyphylla Sukacz., B. davurica Pall.), черемуха обыкновенная (Padus avium Mill.), ясень маньчжурский (Fraxinus mandshurica Rupr.) и ивы (Salix abscondita Laksch., S. nipponika Franch. et Savat.). Среди интродуцентов 4 вида тополей (Populus nigra L., P. koreana Rehd., P. simonii Carr. и P. alba L.) и клен негундо (Acer negundo L.). Таблица 7. Древесные растения и кустарники, произрастающие в объектах общего пользования (Благовещенск, июль 2009 г.) Наименование растений Деревья Дуб монгольский (Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.) Тополь черный (Populus nigra L.) Береза плосколистная (Betula platyphylla Sukacz.) Вяз мелколистный (Ulmus pumila L.) Береза даурская (Betula davurica Pall.) Тополь дрожащий (осина)( Populus tremula L.) Боярышник даурский (Crataegus dahurica Kohne. ex C.K. Schneid.) Черемуха обыкновенная (Padus avium Mill.) Черемуха Маака (Padus maackii (Rupr.) Kom.) Клен негундо (Acer negundo L.) Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) Ель сибирская (Picea obovata Ledeb.) Яблоня Палласова (Malus pallasiana Juz.) Трескун амурский (Сирень амурская) (Ligustrina amurensis Rupr. (Syringa amurensis Rupr.)) Тополь корейский (Populus koreana Rehd.) Лиственница Каяндера (Larix cajanderi Mayr) Ясень маньчжурский (Fraxinus mandshurica Rupr.) Липа амурская (Tilia amurensis Rupr.) Бархат амурский (Phellodendron amurense Rupr.) Всего деревьев: Кустарники Ива скрытая (Salix abscondita Laksch.) Сирень обыкновенная (Syringa vulgaris L.) Бузина корейская (Sambucus coreana (Nakai) Kom.) Всего кустарников: Первомайский парк (шт.) Сквер на пл. им. Ленина (шт.) 127 - 80 80 78 77 50 19 42 - 33 10 31 23 16 14 11 5 25 12 5 10 - 9 4 652 38 34 3 195 22 18 3 43 11 11 30 Вовлечение интродуцентов в растительные сообщества урбанизированных территорий считается перспективным направлением современного фитодизайна. С другой стороны, интродукция растений способствует прорыву естественного барьера в расселении видов, и это может негативно сказаться на экологическом состоянии естественных ценозов. Состояние деревьев на селитебно-промышленной территории города Благовещенска неудовлетворительное. Это объясняется и неправильным подходом к формированию ассортимента озеленительных пород и низким уровнем мероприятий по уходу за посадками. В уличных аллеях, скверах и парках растения достигают предельного возраста и начинают деградировать. Определяющей характеристикой значимости биологических ресурсов урбанизированных территорий, главными из которых являются растительные сообщества (зеленые насаждения), должно быть их количество. Главным «инструментом» влияния зеленых насаждений на окружающую среду является фитомасса, от количества и качества которой зависит эффективность выполнения ими функционального назначения. Для Благовещенска этот норматив оценивается в 16 м2 на 1 человека. На момент проведения исследований на одного жителя приходится всего около 2.5 м2 зеленых насаждений. Для того чтобы выполнить установленный для города норматив, необходимо площадь зеленых насаждений увеличить в 5 раз (до 470 га). Сделать это возможно только за счет увеличения количества объектов садово-паркового назначения. В настоящее время площадь, занимаемая парками и скверами в городе, очень мала и не превышает 0,2% селитебно-промышленной зоны (табл. 8). Таблица 8 – Площадь скверов в городе Благовещенске и количество деревьев в них (данные 2009 г.) №п/п Наименование Площадь, Кол-во деревьев га (шт.) 1 Сквер на ул. им. Ленина 1,3 434 2 Сквер на пл. Победы 0,23 206 3 Сквер на пл. им. Ленина 2,1 184 4 Сквер в 43 квартале 0,72 238 5 Сквер «Мира» 2,2 775 6 Сквер на ул. Краснофлотская 0,82 936 7 Сквер бывшего Шадринского собора 1,12 265 8 Сквер на Крестьянской площади 3,0 735 9 Первомайский парк 9,0 664 ИТОГО: 20,5 4437 В культурном сообществе по тем или иным причинам невозможны процессы самовозобновления. При этом возникает потребность в антропогенном вмешательстве с целью воссоздания таких фитоценозов. При этом важным элементом 31 является оценка уже существующего потенциала ресурсов декоративной значимости, подбора адаптированных видов деревьев, кустарников и трав, учета возникших в прошлом недостатков и ошибок. Особенно важно это учитывать в относительно молодых поселениях. Поскольку срок ротации культурного растительного сообщества урбанизированных территорий оценивается в 50 – 60 лет, то в таких населенных пунктах не существует длительного опыта зеленого строительства. В местностях, где климатические условия являются лимитирующим фактором для развития растительности, определяющим является подбор акклиматизированных видов, способных переносить суровые зимы. Наиболее устойчивыми к антропогенному прессу жизненными формами являются деревья и кустарники. Дерево, как известно, эволюционно наиболее древний тип жизненной формы семенных растений. Они имеют большую продолжительность жизненного цикла, поэтому, надолго закрепляются на новой территории и впоследствии составляют "стабилизирующее ядро" антропогеннотрансформируемой флоры. Не удивительно, что основным флористическим элементом фитоценозов селитебной территории являются деревья. Отсюда вполне естественно вытекает необходимость изучить, какие именно породы и виды составляют основу зеленых насаждений города. В настоящее время приходится констатировать постепенное сокращение тополей в городских лесонасаждениях. Приказом Госстроя РФ от 15.12.1999 N 153 запрещена посадка в городе женских экземпляров тополей. При этом не учитываются другие более важные характеристики тополя. Его быстрый рост, хорошая приживаемость. Тополь обладает высокой транспирационной способностью. Ни одна культура в мире не способна так энергично извлекать из почвы влагу и отдавать ее в атмосферу, тем самым существенно снижая уровень грунтовых вод. Для Благовещенска, расположенного в поймах двух крупных рек, это свойство имеет немаловажное значение, значительно перекрывающее его недостатки. В Благовещенске встречаются единичные экземпляры тополя белого (серебристого, Populus alba L.), который является достойной альтернативой для внедрения в тополевые насаждения города. Вид, как известно, не образует пуха. В пригороде имеется старый, заброшенный питомник этого вида, который был заложен в начале 80-х годов прошлого века. Размножение данного вида тополя оказалось вполне возможным методом укоренения корневой поросли от взрослых деревьев. При соответствующем уходе и частом поливе к осени у саженцев формируется достаточно мощная корневая система. Данная технология отработана и внедрена в МП «Зеленстрой» города Благовещенска. Березы достаточно чувствительны к антропогенной нагрузке. Поэтому они могут служить биологическим индикатором состояния окружающей среды на урбанизированной территории. Береза плосколистная (Betula platyphylla Sukacz.), в отличие от других пород, произрастает как в городе, так и в пригородных лесах. Сравнивая определенные морфологические показатели этих деревьев в городе и за его пределами, можно установить критерии экологического благополучия территории. Установлено, что уровень варьирования показателя флуктуирующей асимметрии (разницы площадей правой и левой половин листовой пластины бе- 32 резы плосколистной), оцениваемый по показателю среднего квадратического отклонения вполне может служить индикатором условий внешней среды. Декоративность вяза мелколистного (Ulmus pumila) достаточно сомнительна. Темная (почти черная кора), уродливые формы стволов делают эту породу крайне непривлекательной, особенно в осеннее – зимний период. В отличие от вяза мелколистного клен негундо (Acer negundo) обладает более привлекательной декоративной внешностью. Стволы этих деревьев стройные, в молодом возрасте светлые, хорошо переносят обрезку. В условиях города Благовещенска внедрение в посадки клена негундо вполне оправдано, тем более, что инвазий этого клена в окрестные леса не выявлено. Из семейства Маслиновых (Oleaceae Hoffmgg. еt Link) в районах новостроек города Благовещенска часто встречаются деревья и кустарники ясеня маньчжурского (Fraxinus mandshurica Rupr.). Для ясеня характерна тонкая опушенная кора, желтовато-зеленые молодые побеги с супротивными непарноперистыми листьями, мелкие ветки в метелках или кистях и крылатый плод (крылатка). В городских посадках растения ясеня не старше 20 лет. Деревья имеют хороший декоративный вид. Кора стволов этих деревьев выглядит привлекательно. При обследовании старых, заброшенных скверов обнаруживаются молодые деревья ясеня, выросшие из семян, разнесенных либо ветром, либо птицами, то есть в городских условиях ясень успешно возобновляется. Еще два представителя семейства Маслиновых сирень обыкновенная (Syringa vulgaris L.) и трескун амурский (Ligustrina amurensis Rupr.) произрастают в парках и скверах города как декоративные, садовые культуры, имеющие хорошую перспективу для вовлечения в ассортименте растений, участвующих в зеленом строительстве. Хвойные породы в лесах области распространены достаточно широко, но в городских посадках Благовещенска их очень мало. В городе произрастают сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), ель сибирская (Picea obovata Ledeb.) и лиственница Каяндера (Larix cajanderi Mayr). Незначительная доля хвойных пород в ассортименте городских насаждений, по видимому, объясняется тем, что они по сравнению с лиственными растениями, сильнее подвергаются воздействию загазованности и запыленности воздуха. Аборигенная дендрофлора Амурской области представлена неплохими с декоративной точки зрения видами. В районе города Благовещенска в естественных лесах отмечает присутствие двух видов клена – приречный (Acer ginnala Maxim.), относящийся к категории кустарников и мелколистный (Acer mono Maxim.). К сожалению, эти виды не получили должного применения в зеленом строительстве города Благовещенска. На территории города не удается обнаружить березу ребристую (Betula costata Trautv.), которую за цвет коры еще называют желтой. Этот вид распространен в южных районах Амурской области (Архаринский, Бурейский). В уличных аллеях, парках и скверах травянистая растительность представлена сорными, рудеральными видами, поселяющимися самосевом. Видовое разнообразие трав не превышает 30 наименований в составе 19 семейств. Все они, как правило, принадлежат к категории сорных, рудеральных видов, распростра- 33 няющихся самосевом. В общем спектре видового разнообразия травянистой растительности на урбанизированной территории преобладают полыни (Artemisia vulgaris L., A. scoparia Waldst. et Kit.), пырей ползучий (Elitrigia repens (L.) Nevski) и осоки (Carex schmidtii Meinsh., C. laevissima Nakai). Сложные и в определенной степени специфические климатические условия местности, на которой расположен город Благовещенск, высокий уровень антропогенной нагрузки не позволяют свободно растущим травяным газонам развиваться и удовлетворять потребности общества в этом биологическом ресурсе. На урбанизированной территории города Благовещенска произрастает достаточное количество травянистых растений, которые могут быть вовлечены в создание культурных сеяных газонов. Основу этих газонов можно создать с помощью представителей семейства мятликовых (Beckmannia syzigachne (Steud.) Fern. и Festuca rubra L.), а другие травянистые растения, отмечаемые на городской территории как сорные, рудеральные, но имеющие приятный декоративный вид могут использоваться либо как дополнительные культуры в газонные смеси, либо для создания отдельных цветников. К таким видам можно отнести Melilotus albus Medic., M. suaveolens Ledeb., Trifolium pratense L., T. campestre Schreb., Medicago sativa L., Vicia amoena Fischer, Geranium sibiricum L., Geum aleppicum Jacq., Potentilla anserina L., Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz., Heracleum dissectum Ledeb. и некоторые другие. При этом следует учитывать то, что все эти виды по настоящему адаптированы и акклиматизированы к условиям местности и антропогенной нагрузке. Заключение и выводы Человек и общество в целом живут в рамках определенных стереотипов, логически прогнозируемых результатов, сформулированных на основе формальной логики. Одним из таких логических заблуждений является, например, утверждение В.И. Вернадского о существовании жизни на других планетах Солнечной системы, сделанное им на основе логических рассуждений о жизни на Земле. Точно также, исходя из формальной логики, принято считать, что нарушенные экосистемы рано или поздно восстановятся и при этом будут соответствовать естественному зональному типу природной среды данной местности. Следует поставить под сомнение это утверждение. Во первых, необходимо учитывать то, что человеческая деятельность в последнее время все больше и больше превращается в мощную геологическую силу, способную вызвать необратимые изменения в природной среде. В истории человеческой цивилизации имеется множество примеров, когда антропогенное вмешательство приводило к полному невозвратному уничтожению биоценозов и опустыниванию как огромных территорий, так и небольших, локальных участков природной среды. Первым примером при этом является междуречье Тигра и Евфрата в Месопотамии, где нерациональная ирригационная деятельность людей привела к полному и невозвратному уничтожению биологических ресурсов целого региона. Другим примером следует считать относительно небольшие участки 34 медных шахт и карьеров Древней Греции, которые уже более полутора тысяч лет лишены всякой растительности. Во вторых, следует иметь в виду, что формирование естественных биоценозов происходило в течение достаточно большого периода времени, исчисляемого тысячами, а в некоторых случаях и миллионами лет. За это время почвенноклиматические условия конкретной местности претерпевали самые различные изменения. Экосистемы, реагируя на эти колебания, приспосабливались и изменялись. Поэтому предполагать, что восстанавливающиеся после антропогеннотехногенного уничтожения биоценозы пройдут тот же путь, который прошли естественные природные комплексы, маловероятно. Следует учитывать влияние, во многих случаях неослабевающее, антропогенного воздействия на восстанавливающиеся экосистемы. Принято считать, что если прекратить антропогенное воздействие на природную среду, то есть перестать вмешиваться в процессы саморегуляции природных комплексов («жить в согласии с природой»), то эти самые механизмы саморегуляции приведут к полному восстановлению экосистемы. Такая точка зрения особо популярна у производственников – сторонников так называемой «передельной» системы земледелия. Возделываемое поле, оставляется в залежь. В результате почва «отдыхает», плодородие восстанавливается и т.д. Проведенные исследования показывают несостоятельность данной точки зрения. Пашня активно зарастает полынями, которые способствуют возниконовению пожаров, в результате которых уничтожается как сама растительность, так и успевшая сформироваться к этому времени дернина. Если пожары не происходят, то залежи активно зарастают деревьями и кустарниками. В последующем при раскорчевке таких залежей, плодородный горизонт почвы будет также уничтожен. В результате залежь не выполняет своей главной биоресурсной роли – сохранения и увеличения плодородия. Другая, также ошибочная, точка зрения состоит в том, что принято считать, что залежи зарастают сорной, не имеющей никакой биоресурсной роли растительностью. Исследования показали, что залежи могут быть источниками растений, представляющих интерес для фармакологии, декоративного и кормового направления, целей сохранения биологического разнообразия. Самое главное заключается в том что, переводя сельскохозяйственные угодья в залежи, человек не должен оставаться в стороне от тех процессов, которые идут на этих землях. Залежи надо защищать от пожаров, окультуривать, рационально используя тот биологический ресурс, который здесь формируется. В техногенных ландшафтах складывается другая парадоксальная по сути ситуация. Нарушение природных систем здесь настолько значительны, что без участия человека наблюдать полное восстановление биоресурсного потенциала вообще невозможно. Проведение горнотехнической рекультивации здесь просто необходимо, особенно в карьерах. Но, в то же время, не следует уповать и на биологическую рекультивацию, когда взамен уничтоженной растительности создаются, по сути, культурные насаждения, произрастающие либо на грунтах, лишенных всякого плодородия, либо на насыпных структурах, имитирующих 35 почвенные. Такие растительные сообщества не смогут соответствовать зональному типу по определению. Ярким примером несоответствия принципу зональности восстанавливающихся растительных сообществ служат культурные насаждения ландшафтов урбанизации. В местах своего проживания человек пытается воссоздать элементы природной среды, организуя «зеленое строительство». Здесь также существует несколько стереотипов. Принято считать, что зеленые насаждения выполняют декоративную функцию, украшая населенные пункты. В литературе широко обсуждается экологическая и санитарная значимость растительности урбанизированных территорий, но критериев, с помощью которых можно было бы признать культурные сообщества биологическим ресурсом или нет, или они совершенно не выполняются. В насаждения вовлекаются виды инорайонного происхождения, которые затем засоряют окрестные территории, или, наоборот, из посадок элиминируют породы, которые просто необходимы для создания благоприятных условий проживания. Не проводятся исследования, не осуществляется отбор акклиматизированного и адаптированного к условиям урбанизации ассортимента. Считается вполне достаточным использовать посадочный материал, получаемый в окрестных лесах или из питомников, расположенных в других районах и даже регионах. Анализируя результаты проведенных исследований можно сделать следующие выводы: 1. Впервые установлено, что самовосстановление растительности земель южной сельскохозяйственной зоны Приамурья при переходе их в залежи проходит три этапа в своем развитии. В результате в зависимости от типа местности формируются лесостепные или лесные растительные сообщества. 2. Впервые предложена классификация залежных земель в зависимости от вида антропогенного воздействия в период их использования и возможных последствий пирогенного воздействия. 3. Установлено, что главным ограничивающим фактором развития фитоценозов на залежах является пирогенное воздействие, которое может быть усилено большим количеством бурьянистых растений, заселяющих бывшие пахотные земли. 4. Установлено, что в лесостепной зоне растительности на залежах в случае отсутствия пожаров формируются устойчивые фитоценозы зонального типа, богато представленные видовым богатством. К 16 годам развития на таких залежах видовое представительство стабилизируется на уровне 160 – 180 наименований. 5. Впервые среди растений, заселяющих залежи, выявлены растения, которые используются в официнальной и народной медицине России и научной медицине Китая. Произрастают растения, занесенные в Красную книгу Амурской области, представляющие интерес как ресурс сохранения видового богатства территории. 6. Впервые установлено, что к 70-и годам развития первичной сукцессии на дражных отвалах в зоне елово-пихтовых лесов южной тайги Приамурья расти- 36 тельное сообщество не соответствует зональному типу и в основном представлено деревьями и кустарниками лиственных пород. 7. Впервые установлено, что в карьерах, сформированных при строительстве железной дороги БАМ в зоне лиственничных лесов, через 25 лет восстановление растительности не наблюдается вообще. 8. Самовосстановление растительности в техногенных ландшафтах затруднено сформированным в результате техногенного воздействия рельефом и полным отсутствием почв. 9. Следует считать биологические ресурсы в техногенных ландшафтах временно утраченными, так как они не могут полностью соответствовать уникальным, ценнейшим лесам южной тайги Приамурья по своим качествам. Однако возможно частичное использование биологических ресурсов за счет древесины лиственных пород, а также кустарников и трав, пригодных для целей собирательства, как источника для селекции декоративных и садовых культур, как лекарственных средств народной медицины. 10. Впервые предложено считать растительность, произрастающую в ландшафтах урбанизации биологическим ресурсом, установлены критерии соответствия зеленых насаждений биологическому ресурсу создания комфортных условий для проживания человека. 11. Установлено, что структура, состав, численность и состояние растительных сообществ селитебно-промышленной зоны города Благовещенска не соответствуют критериям биоресурсного потенциала для удовлетворения жизненных потребностей, проживающих в городе людей. Предложены виды деревьев, имеющие хорошие перспективы использования в зеленом строительстве. Среди травянистых растений выявлены виды, пригодные для создания сеяных газонов и виды, обладающие хорошими декоративными качествами как цветочные культуры. По теме диссертации опубликовано 44 научные работы в том числе: 1 монография: Низкий С.Е. Особенности формирования фитоценозов селитебной территории на примере г. Благовещенска: Монография. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2011. 166 с. Работы, опубликованные в журналах, рекомендуемых ВАК РФ: 1. Низкий С.Е. Самовосстановление фитоценоза на участках золотодобычи //Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2009. № 7 (57). С. 36 – 40. 2. Низкий С.Е., Чечель М.В. Эколого фитоценотипические особенности развития залежи в условиях южной зоны Амурско-Зейской равнины //Агро – ХХI, 2009. Вып. 01 – 03. С. 42 – 43. 3. Низкий С.Е. Изучение процессов самовосстановления фитоценозов на местах проведения карьерных разработок в условиях хвойно-таежных лесов 37 северной зоны Амурской области //Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2011. № 2 (76). С. 48 – 50. 4. Низкий С.Е., Чечель М.В. Фитоценотипические особенности залежи в южной зоне Амурско-Зейского междуречья //Агро ХХI, 2011. Вып. 04 – 06. С. 47 – 48. 5. Низкий С.Е., Сергеева А.С. К вопросу о плотности зеленых насаждений общего пользования города Благовещенска //Аграрный вестник Урала, 2012. № 3(95). С. 52 – 53. 6. Низкий С.Е., Сергеева А.С. Интродуценты как основа растительных сообществ селитебной территории //Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2012. № 3 (89). С. 52 – 54. 7. Низкий С.Е. Изучение сукцессионных процессов на залежи в условиях юга Амурско-Зейской равнины. //Агро ХХI, 2012. Вып. 01 – 03. С. 42 – 43. 8. Низкий С.Е., Сергеева А.С. Флуктуирующая ассиметрия листьев березы плосколистной в качестве индикатора экологического состояния селитебной территории //Вестник Красноярского ГАУ, 2012. Вып. 5. С. 221 – 223. 9. Низкий С.Е. Оценка возможности восстановления почв техногенных ландшафтов южнотаежной зоны Приамурья //Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2013. № 11 (109). С. 54 – 56. 10. Низкий С.Е. Динамика вторичной сукцессии фитоценозов на залежах в южной сельскохозяйственной зоне Приамурья //Вестник Красноярского ГАУ, 2014. Вып. 1. С. 53 – 55. 11. Низкий С.Е. Роль пирогенного фактора в формировании растительного сообщества залежных земель в южной сельскохозяйственной зоне Приамурья //Агро ХХI, 2015. № 1-3. С. 44 – 46. Работы, опубликованные в трудах международных конференций: 12. Низкий С.Е., Карагодин Д.Г. К вопросу о естественном восстановлении растительности и плодородного слоя почвы после промышленной добычи золота /Актуальные проблемы современного строительства и природообустройства //Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 1999. С. 64. 13. Низкий С.Е., Карагодин Д.А. Естественное восстановление растительности и плодородного слоя почвы после промышленной добычи золота /Строительство и природообустройство на рубеже тысячелетия //Труды международной научно-технической конференции: Благовещенск: изд-во ДальГАУ,, 2000. С. 412 – 418. 14. Низкий С.Е., Сергеева А.С. Залежь как местообитания редких и исчезающих видов растений /Экология и устойчивое развитие сельской местности //Сборник материалов международной научно-практической конференции. Ставрополь: изд-во "Параграф", 2012. С. 51 – 52. 15. Низкий С.Е. Заселение древесной растительностью залежей в условиях южной сельскохозяйственной зоны Амурской области /Охрана и рациональное использование лесных ресурсов //Матер. YI междунар. форума (10-17 38 июня, Благовещенск – Хэйхэ – Харбин) в 2 ч. Благовещенск: ДальГАУ, 2013. Ч. 1. С.172 – 178. Работы, опубликованные в других изданиях: 16. Карагодин Д.Г., Низкий С.Е. Динамика восстановления растительности и плодородного слоя почвы после промышленной добычи золота в россыпных месторождениях дражным способом /Амурская наука на пороге III тысячелетия //Тезисы докладов региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2000. С. 20 – 23. 17. Карагодин Д.Г., Низкий С.Е. Естественное восстановление растительности и плодородного слоя почвы после промышленной добычи золота /Молодежь XXI века: Шаг в будущее //Тезисы докладов первой межвузовской научно-практической конференции (Благовещенск, 11мая 2000 г.). Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2001. С.101 – 102. 18. Петрашов Е.А., Низкий С.Е. Экологические проблемы карьерных разработок в зоне строительства БАМ /Молодежь XXI века: шаг в будущее //Тезисы докладов 2-ой межвузовской научно-практической конференции. Благовещенск: изд-во АМГУ, 2001. С.145. 19. Тян И.С., Садовский А.И., Низкий С.Е. Геоэкологическая оптимизация Бурхановского территориально-аквального комплекса /Молодежь XXI века: шаг в будущее //Тезисы докладов 2-ой межвузовской научно-практической конференции. Благовещенск: изд-во АМГУ, 2001. С.147. 20. Тян И.С., Садовский А.И., Низкий С.Е. Геоэкологическая оптимизация Бурхановского территориально - аквального комплекса /Будущее Амурской науки //Труды региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Благовещенск: изд-во БГПУ, 2002. С.102 – 104. 21. Петрашов Е.А., Низкий С.Е. Экологические проблемы карьерных разработок в зоне строительства БАМ /Будущее Амурской науки //Труды региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (8-10 февраля 2001 г.). Благовещенск: изд-во БГПУ, 2002. С.120 – 122. 22. Низкий С.Е., Садовский А.И., Муратов А.А. Бурхановский территориально-аквальный комплекс как пример экологической проблемы антропогенного воздействия на природную среду /Зейско-Буреинская равнина: Проблемы устойчивого развития //Материалы Амурской научно-практичекой конференции. Благовещенск: изд-во БГПУ, 2001. С. 169 – 173. 23. Низкий С.Е., Кривко К.Н. Ландшафтный дизайн и проблемы рекультивации селитебных территорий /Пути воспроизводства плодородия почв и повышения урожайности сельскохозяйственных культур в Приамурье //Сборник научных трудов. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2002. Вып. 8. С. 206 – 212. 24. Кривко К.Н., Низкий С.Е. Ландшафтный дизайн и проблемы рекультивации селитебных территорий /Молодежь XXI века: шаг в будущее //Сборник трудов III региональной научно-практической конференции. Благовещенск: издво АМГУ, 2002. С. 212. 25. Тужилин Д.Н., Низкий С.Е. Географическое положение Верхней Зеи. Природные условия и ландшафт /Молодежь XXI века: шаг в будущее //Сборник 39 трудов III региональной научно-практической конференции. Благовещенск: издво АМГУ, 2002. С. 215. 26. Тян И.С., Низкий С.Е. Бурхановский территориально аквальный комплекс как индикатор экологического состояния /Молодежь XXI века: шаг в будущее //Сборник трудов III региональной научно-практической конференции. Благовещенск: изд-во АМГУ, 2002. С. 216. 27. Кривко К.Н., Чечель М.В., Низкий С.Е. Ландщафтный дизайн и проблемы рекультивации селитебных территорий /Молодежь XXI века: шаг в будущее //Сборник трудов IY региональной научно-практической конференции. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2003. С. 418 – 421. 28. Тян И.С., Кантемирова А.Б. Низкий С.Е. Экологическое состояние реки Бурхановка как пример развития городских биоценозов /Молодежь XXI века: шаг в будущее //Сборник трудов IY региональной научно-практической конференции. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2003. С. 421 – 423. 29. Тужилин Д.Н., Александрикова Т.С., Низкий С.Е. Самовосстановление биоценозов на селитебной территории /Молодежь XXI века: шаг в будущее //Сборник трудов IY региональной научно-практической конференции. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2003. С. 423 – 425. 30. Низкий С.Е. Селитебные территории как объект экологических исследований процессов восстановления антропогенно нарушенных биоценозов /Пути воспроизводства плодородия почв и повышения урожайности сельскохозяйственных культур в Приамурье //Сборник научных трудов. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2003. Вып. 9. С. 71 – 77. 31. Садовский А.И., Низкий С.Е. Система непрерывного естественнонаучного образования и самообразования, реально обеспечивающая формирование противокризисного экологического мышления /Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы //Сборник статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции (18-20 октября 2004 г.). Красноярск:, 2004. Том 1. С. 29 – 33. 32. Тужилин Д.Н., Низкий С.Е. Пустырь как элемент природной среды на селитебных территориях /Проблемы безопасности и жизнедеятельности в техносфере //Материалы межрегиональной конференции молодых ученых. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2004. С. 114 – 116. 33. Чечель М.В., Низкий С.Е. Экологические проблемы залежных земель в условиях юга Амуро-Зейского междуречья /Проблемы безопасности и жизнедеятельности в техносфере //Материалы межрегиональной конференции молодых ученых. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2004. С.118 – 120. 34. Низкий С.Е., Тужилин Д.Н. Древесные насаждения – основа формирования устойчивых биоценозов на селитебных территориях /Адаптивные технологии в растениеводстве Амурской области //Сборник научных трудов. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2006. Вып. 2. С.164 – 168. 35. Садовский А.И., Низкий С.Е. Перспектива третьей аграрной мировой революции //Вестник Дальневосточного государственного аграрного университета, 2007. № 1. С. 158 – 162. 40 Садовский А.И., Низкий С.Е. Естественные предпосылки и реальные возможности создания системы биодинамического земледелия в Амурской области //Вестник Дальневосточного государственного аграрного университета, 2007. № 2. С. 138 – 142. 37. Низкий С.Е., Тужилин Д.Н. Особенности формирования биоценозов на селитебных территориях /Адаптивные технологии в растениеводстве Амурской области //Сборник научных трудов. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2007. выпуск 3. С. 3 – 4. 38. Низкий С.Е., Чечель М.В. Методические подходы при изучении процессов динамики фитоценоза на залежных землях юга Амурско-Зейской равнины /Адаптивные технологии в растениеводстве Амурской области //Сборник научных трудов. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2008, Вып. 4. С. 35 – 39. 39. Низкий С.Е., Баранова Э.В. Экологическое состояние палисадников на территории города Благовещенска /Адаптивные технологии в растениеводстве Амурской области //Сборник научных трудов. Благовещенск: изд-во ДальГАУ, 2009. Вып. 5. С.20 – 23. 40. Низкий С.Е. Самовосстановление фитоценозов техногенных ландшафтов в условиях южно-таежной зоны Приамурья //Проблемы экологии Верхнего Приамурья: сб. науч. тр. /под ред. проф. Л.Г. Колесниковой. – Благовещенск: изд-во БГПУ, 2013. № 15. С. 65 – 71. 41. Низкий С.Е. Заселение древесной растительностью залежей в условиях южной сельскохозяйственной зоны // Альманах современной науки и образования, 2014. № 4 (83). С. 111 – 113. 42. Низкий С.Е. Фитоценотипы растительности залежных земель южной сельскохозяйственной зоны Приамурья // Альманах современной науки и образования, 2014. № 4 (83). С. 113 – 116. 43. Низкий С.Е. Биоресурсный потенциал техногенных ландщафтов в южно-таежной зоне Амурской области // Проблемы экологии Верхнего Приамурья: сб. науч. тр. /под ред. проф. Л.Г. Колесниковой. – Благовещенск: изд-во БГПУ, 2014. № 16. С. 29 – 35. 36.
