Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние изученности вопросов техногенных воздействий в тундровой зоне и лесотундровой подзоне 10
1.1. Аналитический обзор проблемы антропогенного воздействия в тундровой зоне и лесотундровой подзоне 10
1.2. Специфика техногенных воздействий в тундровой зоне и лесотундровой подзоне России 14
1.3. Региональные техногенные нарушения 18
ГЛАВА 2. Объект и методы исследований 33
ГЛАВА 3. Природно-климатические условия 39
3.1. Климат 39
3.2. Растительность 40
3.3. Почвы 44
ГЛАВА 4. Коренная растительность 49
4.1. Характеристика коренных растительных сообществ 49
4.2. Кормовая ценность зеленых кормов и лишайников 64
4.3.Продуктивность кормовых растений 75
ГЛАВА 5. Восстановление почвенно-растительного покрова, нарушенного в результате линейного строительства (газопровод мессояха-норильск) 84
5.1. Нарушения, причиненные строительством газопровода Мессояха-Норильск 84
5.2. Изменения почвенно-растительного покрова 91
5.2.1. Изменения растительности 91
5.2.2. Изменения почвенного покрова, нарушенного при линейном строительстве 110
5.2.3. Направленность изменений почвенно-растительного покрова 124
5.3. Создание культурфитоценозов 144
ГЛАВА 6. Восстановление растительного покрова вокруг буровых установок 169
6.1. Влияние буровых установок на почвенно-растительныи покров 169
6.2. Естественное зарастание нарушенных разведочным бурением участков 178
6.3. Биологическая рекультивация 184
ГЛАВА 7. Восстановление почвенно-растительного покрова на промышленных отвалах (хвостохранилищах) 191
7.1. Экологическая характеристика хвостохранилищ 195
7.2. Создание культурфитоценозов на хвостохранилище 215
7.2.1 .Формирование на хвостохранилищах естественных растительных сообществ 217
7.2.2. Биологические особенности и продуктивность многолетних травянистых растений в условиях отвала 222
7.2.3. Санитарно-гигиеническая и защитно-эрозионная рекультивация 247
ГЛАВА 8. Нетрадиционные приемы биологической рекультивации 263
8.1.Использование органо-биологической массы отходов очистных сооружений г. Норильска («кек») в качестве удобрений 263
8.2. Способ восстановления нарушенного растительного покрова на сыпучих склоновых и переувлажненных равнинных территорий (ВРП) 286
8.3. Способ восстановления нарушенного растительного покрова на сыпучих склоновых и переувлажненных равнинных территорий блок-плитами 291
8.4.Влияние микробиологического препарата «ЭКСТРАСОЛА» на прцессы формирования посевов многолетних трав 297
ГЛАВА 9. Влияние выбросов норильского горно металлургического комбината на территорию государственного заповедника «большой арктический» 295
9.1. Инвентаризация источника выбросов 302
9.2. Результаты геоэкологических исследований 310
9.3. Результаты геоботанических исследований 320
ГЛАВА 10. Рациональное природопользование и охрана природы 336
Выводы 358
Предложения производству 364
Список литературы 367
Приложения 382
- Аналитический обзор проблемы антропогенного воздействия в тундровой зоне и лесотундровой подзоне
- Характеристика коренных растительных сообществ
- Нарушения, причиненные строительством газопровода Мессояха-Норильск
- Естественное зарастание нарушенных разведочным бурением участков
Введение к работе
з
, , ,,.,. r, ,r
Среди экологических проблем все большую остроту приобретают задачи сохранения и восстановления природных зон Севера. Для' России значимость этих задач очевидна. После распада СССР и вхождения России в мировую экономическую систему Север стал основным природным достоянием России, а сохранение и рациональное использование его ресурсов оказались одним из важнейших условий поддержания экологической и национальной безопасности страны. В этой связи представляет повышенный интерес при планировании дальнейшего освоения Севера и использование новых научных разработок по экологии и охране природных ресурсов.
Актуальность темы связана с большой площадью нарушенных земель и их ростом в Норильском промышленном комплексе, который, обладая мощнейшим индустриальным потенциалом, определяет значимость в процессе техногенеза в Арктике. Строительством газопроводов возникли проблемы: отчуждение земель в районе строительства газового комплекса, экологическое нарушение среды обитания и другие технические воздействия. Добыча и переработка полезных ископаемых сопровождается увеличением площади занимаемыми породными отвалами, хвостохранилищами обогатительных фабрик, ландшафтами, деградированными под влиянием атмосферного загрязнения. В связи с высокой ранимостью северных экосистем совмещение в пределах одного региона развитой газовой, горнодобывающей, перерабатывающей промышленности с рациональным использованием биологических ресурсов приобретает в условиях Заполярья особую остроту.
.-'.. Поэтому разработка эффективных методов рекультивации на Таймыре имеет большое значение для стабилизации экологической обстановки в этом регионе.
Работа выполнялась в рамках целевой федеральной программы: "Разработать технологическую схему автоматизированной оценки состояния лишайниковых пастбищ, подверженных механическому воздействию",
"Разработать и совершенствовать меры по охране природных комплексов и объектов, а также способы их восстановления и стабилизации нарушенных земель", "Создание ГИС "Ключи Арктики"; в рамках региональных "Разработать систему рационального использования земель в районах хозяйственного освоения (Енисейского Севера)", "Разработать вопросы технологии лесокулътурных работ для Заполярья", хоздоговорные тематики но рекультивации на Таймыре и Норильском промышленном районе (НПР), (1989-2004 г.г.).
Цель работы. Разработать и обосновать систему рационального природопользования техногенных ландшафтов, сформировавшихся в результате хозяйственной деятельности на территории тундровой зоны и лесотундровой подзоны Таймыра и Норильского промышленного района. В связи с этим в задачи исследований входило:
- изучить коренную растительность района исследования, ее естественное
восстановление; выявить смены растительных сообществ, определить степень
их устойчивости и сроки восстановления;
оценить продуктивность многолетних (злаковых) трав на
рекультивированных вдоль газопровода землях;
изучить промышленные отвалы как специфические первичные экотопы дать оценку возможности создания на них многолетних культурфитоценозов, способных закрепить отвалы;
- разработать нетрадиционные методы рекультивации;
определить особенности технологии создания санитарно-гигиенических насаждений на нарушенных землях;
выявить изменения ряда компонентов биогеоценоза особо охраняемой природной территории под действием аэротехногенного и водного загрязнения;
разработать рекомендации по рекультивации разных типов нарушенных земель;
внедрить разработанные технологии в практику.
Научная новизна.
Впервые в условиях Таймыра проведен длительный мониторинг процесса естественного зарастания территорий газопровода, вокруг буровых установок и промышленных отвалов. Разработаны и апробированы приемы биологической рекультивации нарушенных территорий, путем подбора перспективных видов растений и разработки соответствующих агрохимических мероприятий. Исследования вносят существенный вклад в развитие теории и практики оптимизации техногенных ландшафтов Крайнего Севера (на примере Таймыра) и могут быть использованы в других регионах России.
Комплексные исследования воздействия техногенных нарушений на почвенно-растительный покров стали результатом полученных подробных данных по изменениям основных параметров хозяйственно-ботанической характеристики; установлены ведущие экологические факторы в естественной динамике почвенно-растительного покрова объекта исследований;
установлен процесс естественного зарастания вдоль газопровода, вокруг буровых установок и в районе промышленных отвалов (хвостохранилшце);
составлен прогноз восстановления растительного покрова после техногенных изменений;
- разработаны научно-методические региональные рекомендации;
-проведена разработка и внедрение нетрадиционных методов
рекультивации;
- разработаны методологические подходы к составлению и составлена
"Карта-схема прогноза восстановления растительного покрова Таймыра".
" Исследования вносят существенный вклад в развитие теории и практики оптимизации техногенных ландшафтов Крайнего Севера (на примере Таймыра) и может быть использованы в других северных регионах.
6 Практическая ценность и реализация исследований.
Состоит в выявлении площадей, нуждающихся в рекультивации в
Норильском промышленном районе и Таймырском автономном округе, их
градации по степени нарушенности, разработке и применении
соответствующих приемов для их восстановления. Растительный покров
созданный на землях техногенного происхождения имеет высокую
продуктивность, устойчивость к неблагоприятным техногенным
нарушениям.
-
Внедрение нетрадиционных методов рекультивации.
-
Разработки явились основой составления рабочих проектов по рекультивации земель ОАО «Норильскгазпром» и Норильского горнообогатительного комбината.
3. Выявленные особенности явились основой для организации
широкомасштабных производственных работ на рекультивируемых землях в
Норильском промышленном районе и Таймырском автономном округе.
Проведена биологическая рекультивация вдоль газопровода Мессояха-
Норильск - 500 га, в районе буровых установок - 20 га, вокруг
хвостохранилища - 180 га.
4. Созданы санитарно-гигиенические насаждения в городах: Кайеркан,
Талнах, Оганср, а также в поселках газодобычи Факел, Мессояха, Тухард,
Соленое.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов, рекомендаций подтверждается значительным объемом аналитического материала, широкими производственными опытами.
Вклад автора: автором впервые в условиях Таймыра и Норильского промышленного района разработаны методы в области рекультивации нарушенных земель, включая нетрадиционные. Организация и выполнение всех исследований и экспериментов, обработка, анализ и обобщение собранного материала, разработка рабочих проектов и рекомендаций, их опытная проверка и внедрение. Все исследования по теме выполнены
автором или под его руководством и непосредственном участии.
Автором лично проведены полевые исследования в 1990-2005 гг.: рекогносцировочное обследование в районе газопровода — 100 тыс, га; детальное геоботаническое обследование и картирование нарушенных территорий - 47 тыс. га (237 км); картирование экологических профилей -42 (558,9 га); геоботанические описания растительных группировок — 178; промеры для определения глубины оттаивания грунта - 112; описания почвенных разрезов - 107; опыты по биологической и санитарно-гигиенической рекультивации — 10 га; производственное внедрение — 500 га; опыты по рекультивации хвостохранилища - 4 га; производственное внедрение -180 га.
Публикации. По теме работы опубликовано 58 научные работы.
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на конференциях: Красноярск «Молодые ученые - науке», (1992), Якутск «Биологические проблемы Севера», 1993, Международный симпозиум "2-я циркумполярная сельскохозяйственная конференция" (Тромсо, Норвегия, 1995); Международная конференция "Освоение Севера и проблема рекультивации" (Санкт-Петербург, 1996); Региональная конференция "Крайний Север - технология, методы, средства. Естественные и гуманитарные науки" (Норильск, 1996); Международный симпозиум "3-я циркумполярная сельскохозяйственная конференция" (Аляска, 1998); Конференция, посвященная 110-летию И.В .Ларина (Пушкин, 1999); Международный симпозиум (Петрозаводск, 1999); Международная конференция "Биологические ресурсы Таймыра и перспективы их использования" (Санкт-Петербург - Дудинка, 2003), Конференция «Проблемы охраны ООПТ Сибири и Дальнего Востока», (Красноярск, 2004)
Предметом зашиты являются две основные концепции: Правомерность реконструкций природных экосистем тундровой зоны и лесотундровой подзоны п-ова Таймыр как целостности образования через
состояние ее главных структур - почву и растительность под воздействием основных техногенных факторов в сторону антропогенных модификаций зональных сообществ и вторичных лугов;
Концепция ускоренного восстановления техногенных территорий
различного образования, как составляющей рационального
природопользования исходя из оценки: геоботанической характеристики, биорастительных свойств почв; способностей к самовосстановлению; определения допустимой нагрузки, обеспечивающей сохранение связей в биогеоценозе; видов растений-индикаторов, растительных сообществ, которые являются основой составления биоиндикационных карт.
Структура и объем работы. В диссертации обобщены оригинальные
исследования автора; литературные данные использованы для
характеристики современного состояния изученности вопроса. Диссертация
состоит из общей характеристики работы, 10 глав, выводов, предложений
производству, приложений. Материал изложен на 381 ' странице
машинописного текста, включая 33 рисунок и 65 таблиц. Список цитированной литературы включает 341 источник.
Аналитический обзор проблемы антропогенного воздействия в тундровой зоне и лесотундровой подзоне
В России. Вопросами охраны природы полярных стран с их хозяйственным освоением занимаются отечественные и зарубежные исследователи различных профилей. Большинство работ российских исследователей посвящено процессам восстановления естественной растительности после антропогенных нарушений и ее формированию на новых техногенных субстратах. Изучались разнообразные группы антропогенных воздействий: - вырубка (Тыртиков, 1980; Братцев, 1981; Крючков, 1984 и др.); - загрязнение: - разливы нефти и нефтепродуктов (Тыртиков, 1980; Братцев, 1981) - аэротехногенные выбросы (Крючков, Сыроид, 1979; Власова, 1987; Крючков, Макарова 1987); выпадение дорожной пыли и других пылевидных выбросов (Кулиев, 1977, 1979); - строительство буровых площадок и иных геологоразведочных работ (Андреев, Перфильева, 1979; Дружинина, 1983; Груздев, Умняхин, 1984; Шебеко, 1985; Груздев, 1987; Творогов, Неустроева, 1987; Чупрова , 1992 и др); - образование отвалов, хвостохранилищ и других техногенных субстратов в горнодобывающей промышленности (Поспелова, Тишков, 1973; Шилова, 1975, 1977; Дружинина, 1979, 1980, 1984, 1985; Исаков и др., 1986; Капелькина, 1982 а, 1983,1986, 1988; Переверзев, Подлесная, 1986; Крючков, 1987,1996; Чупрова, 1991,1992,1995,1996,1998,2003 и др.); - при строительстве линейных сооружений - дорог, нефте- и газопроводов (Москаленко, 1975; Скрябин, 1979; Щелкунова, 1979; Щелкунова, Савченко, 1979; Галанин 1983; Лобовикова и др., 1983; Акульшина и др., 1984, 1988, 1989; Акульшина, Шушпанникова, 1991; Чупрова, 1991, 1995, 1996, 1997, 1998,1999,2003; и др.); - строительство поселков и сельскохозяйственное освоение земель (Тихомиров, Дорогостайская, 1957; Дорогостайская, 1963, 1968, 1972, 1978; Андреяшкина, Троценко, 1979; Кулиев, Морозов, 1991); - выпас (Щелкунова, 1975; Белый, 1975; Ребристая, 1979; Полежаев, 1979, 1980,1984; Андреев, Перфильева, 1980; Чупрова, 1991, 2000; и др.); - влияние пожаров (Магомедова, 1981; Звонкова, 1984; Миронов и др., 1984; Полозова, 1986); - эрозии почв (Шишкина, 1984,1986); -осушение (Коновалов, 1979; Варфоломеев, 1981; Дружинина, Прянишников, 1955; Томирдиаро, 1978; Мало, 1990); - озеленение (Чупрова, Поляков, 1994,1995, 1996). Значительная часть работ посвящена проблемам фиторекультивации. Техногенная растительность изучалась на Кольском п-ове (Капелькина, 1984, 1986, 1991; Крючков, 1987; Переверзев, Подлесная, 1987), на северо-востоке Европейской части России (Акульшина и др., 1984,1988,1989; Кузьмин, 1985; Лобовиков, Акульшина, 1990; Андросов, 1991; Арчегова и др., 1991; Дегтева, Штейнер, 1991; Оверина, 1991), на севере Западной Сибири (Шишкина, 1984; Творогов, Бурмакина, 1987; Творогов, Неустроева, 1987; Дедков, 1988; Пемкова, 1990; Хусаинов, 1990; Андреева, Турубанова, 1991; Зарубин и др., 1991; Миркин, Хусаинов, 1991), в Средней Сибири (Поляков, 1987; Чупрова, 1991, 1998, 2001, 2003), в Восточной Сибири (Якутия) (Петрова, 1995) и на Крайнем Северо-востоке России (Лебедева, 1986; Подковыркин, 1980). В ряде публикаций как флористических, так и геоботанических учитываются не только сосудистые растения, участвующие в зарастании участков нарушений, вызванных антропогенными факторами (Дружинина, 1979; Матвеева, 1979; Москаленко, Ястреба, 1980; Шишкина, 1984, 1986; Коробков, 1985; Дружинина, Мяло, 1990; Сумина, Яцкевич, 1990 и др.), но также мхи, лишайники, водоросли, заселяющие места нарушений. Некоторыми исследователями изучалась флора только сельскохозяйственных земель и поселков - сорные и рудеральные растения (Тихомиров, Дорогостайская, 1968,1972,1978; Кулиев, Морозов, 1991). В немногих работах приводятся ряды антропогенных смен растительности (Москаленко, Ястреба, 1980; Дружинина, 1985; Груздев, 1987; Дружинина, Мяло, 1990, Чупрова, 1993,1994 и др.). Большое внимание уделяется изучению сингенетических сукцессии растительности на промышленных отвалах. Вопросам формирования фитоценозов на техногенных землях, общетеоретическим аспектам рекультивации посвящены исследования Тарчевского (1964, 1970), Колесникова (1974). Работы Овчинникова и Моториной (1975,1976). Огромная работа проведена по типизации и классификации антропогенных нарушений растительных сообществ, экосистем и территорий в целом (Горбунов и др., 1971; Масюк, 1974; Етеровская, 1979; Маконина,1979; Москаленко, Ястреба, 1980); структуре и организации пионерных биогеоценозов (Пикалова, 1978; Кондрашин, 1979); составлению структурно-функциональных моделей техногенных экосистем и обменных процессов в них (Трофимов и др., 1979; Рагим-Заде, 1979).
За рубежом. Деятельность по освоению северных территорий активизировалась в США в середине 60-х годов. В 1968 г. был создан Межведомственный комитет по координации арктических исследований. Примерно в то же время (в 1971г.) в Канаде была начата программа научных исследований "АЛЮР". Ее проведение имеет целью подробную характеристику природы северных районов (к северу от 60 с. ш.), в ходе ее осуществления создаются карты землепользования с указанием чувствительности экосистем к антропогенным нагрузкам (Граве, 1975). Надо заметить, что геоэкологическое картирование тундровых экосистем, которое позволяет прогнозировать темпы их восстановления, получившее распространение за рубежом (Веббер, Эверетт, 1979; Браун, Граве, 1981), развивается и в нашей стране. На основании таких карт удается дать комплексный прогноз инженерно-геокриологической обстановке территории (Тагунова, 1970; Гречищев, Крицук и др., 1975,1980; Граве, 1978 и др.).
В США проводилось широкое публичное обсуждение проектов освоения Севера на местах, причем в тех районах, которые были затронуты в этих проектах. Важно отметить, что уже на стадии проекта большое внимание уделяется проблемам экологии. К рассмотрению принимаются те проекты (и только те), которые содержат следующие обязательные разделы: оценка воздействия предполагаемых мероприятий на окружающую среду; отрицательные последствия, которых невозможно избежать; альтернативы предполагаемые в основной части проекта действиями; краткосрочные и долгосрочные последствия предполагаемых в проекте мероприятий (Шершнев, Хозин, 1979). Показательный пример - строительство Трансаляскинского нефтепровода, спроектированного в 1969 г., которое было задержано на несколько лет в связи с протестами природоохранных учреждений (Агранат, 1979; Граве, 1980). Работы по строительству были отложены до конца 1973 г., за это время интенсивно проходили научные исследования природных условий по трассе будущего нефтепровода. Ряд проектных решений был пересмотрен по рекомендации ученых.
Характеристика коренных растительных сообществ
. Климат. Основной поедпосылкой формирования сурового климата Таймыро-Североземельской области является ее высокоширотное положение, обуславливающее главные закономерности радиационного режима с явлениями полярного дня и полярной ночи. В результате рефракции полярный день в среднем на 16 суток продолжительнее полярной ночи. Весь регион располагается к северу от полярного круга и длительность солнечного сияния и высота солнца над горизонтом в течении года меняются здесь в весьма широких пределах. В годовом ходе максимум длительности солнечного сияния отмечается в апреле: от 170-180 ч в районе Дудинки до 230-250 ч на Северной Земле, и в пределах омывающих морей (Карского и Лаптевых). В среднем это составляет не менее 4-55% возможной продолжительности солнечного сияния. Достигая максимума в весенние месяцы, длительность сияния заметно уменьшается уже в мае. Некоторое увеличение продолжительности сияния характерно для летних месяцев.
В морях, омывающих п-ов Таймыр и Северную Землю, июльская месячная сумма часов с солнечным сиянием не превышает в среднем 130-150 часов и составляет всего 20-25% возможной (в следствии большой повторяемости облачности). На побережьях она увеличивается до 220-230 ч (около 30% возможной суммы), а в глубине полуострова вдали от моря, до 280-300 ч, т.е. почти до 40%. Наибольшее количество поглощенной радиации отмечается в июле.
Тундровый тип климата отличается более теплым летом. Средняя температура июля колеблется в пределах от 4 до 10-11 ". Здесь также наблюдается большая облачность, сильные ветры, высокая относительная влажность воздуха. Осадков выпадает немного - 200-350 мм в год, но вследствие низкого испарения тундры страдают от избыточного увлажнения.
В материковой части тундры ветры имеют муссонный характер, при этом они в течение всего года холодные, летом дуют с холодного океана на материк, зимой - из внутренних районов охлажденного материка в океан. В лесотундровом типе климата средняя температура июля возрастает до 11-14 . Годовая сумма осадков (200-400 мм) намного превышает испарение, что определяет избыточное увлажнение лесотундровых ландшафтов.
Таким образом, по значениям температур воздуха п-ов Таймыр является одним из самых холодных районов суши в северном полушарии. Зима повсеместно холодная, лето прохладное на побережье и в горах, но относительно теплое в низменных частях полуострова. На юге среднегодовая температура воздуха составляет 10,5 , а на северном побережье 14,1.
Растительность. На Таймыре с севера на юг отчетливо прослеживаются: зона полярных пустынь, в пределах тундровой зоны -подзоны арктических тундр, северных, средних и южных субарктических тундр, крайний юг занимает подзона крайне северных редкостойных лиственничных лесов и подзона северо-таежных лиственничных лесов, входящих в таежную зону. В горах выделяются пояса гольцовый и подголыдовый (горные тундры), пояс горных лесов и редколесий (рис.3.1).
Зона полярных пустынь. Занимает мыс Челюскин, отдельными фрагментами встречается по Берегу Харитона Лаптева до Таймырского залива. Небольшие по площади массивы полярных пустынь в порядке вертикальной поясности расположены в горах Бырранга. Общая площадь выделенного региона 6,8 млн. га или 7,9% от территории Таймыра. Наиболее широко распространены накипные лишайники и мхи, цветковые растения представлены очень скудно арктическими видами. Растительность встречается изолированными пятнами, занимающими не более 5-10%, почвы не имеют выраженного гумусового горизонта. Основная часть Таймыра занята зоной тундры, его северная часть -арктическими тундрами.
Нарушения, причиненные строительством газопровода Мессояха-Норильск
Благодаря избыточному увлажнению и глубине оттаивания мерзлоты на таких местообитаниях вырастает довольно разнообразный травянистый покров, находящийся в разных стадиях своего развития в зависимости от удаления от снега. Почвы тундровые, по механическому составу суглинистые или супесчаные с небольшим перегнойным горизонтом (3-4 см).
Тундровые луговины приурочены к кромкам низких подпойменных террас, приозерным кромкам. Фон создают голубично-шикшево-ивковая мохово-травяная (30%) и осоково-злаково-разнотравная (70%) микрогруппировки. В кустарничковом ярусе доминирует Vaccinium uliginosum, Empetrum nigrum (30% проективного покрытия). Тундровые луговины обычно имеют одноярусный травостой с большим количеством злаков, разнотравья. Средняя высота травянистых растений 30 см, общее проективное покрытие - 80%. Здесь преобладают злаки: Calamagrostis langsdorfii, C.lapponica, Alopecurus alpinus var.borealis, Poa lanatiflora, Agropirum macroura. Истинное покрытие злаками составляет 16%. Помимо злаков распространены следующие виды: Papaver nudicaule, Valeriana capitata, Potentilla stipularis, Astragalus umbellatus, Polemonium acutiflorum, Ranunculus nivalis, Pollygonum viviparum, Carex ensifolia. Истинное покрытие разнотравьем 21%, осоковыми 5%. Высота этих растений 25 см. в напочвенном покрове преобладают зеленые мхи, которые покрывают 70% площади.
Постоянно зеленеющая сочная травянистая растительность этого сообщества имеет важное хозяйственное значение как осеннее пастбище, так как в этот период травянистая растительность на других местоположениях обычно довольно груба или засыхает, также эти луговины привлекают оленей летом прохладой от снега.
Подзона южных субарктических тундр. Тундра ольховниковая кустарничково-лишайниковая. Приурочены к склонам холмов, верхним частям склонов долин (рис. 4.2.). В кустарниковом ярусе доминирует (40-60 %) Alnus fruticosa (ольха кустарниковая) высотой 140-200 см, характерна (20-35 %) Betula nana высотой 60-70 см. Встречаются различные виды ив - 45-60 см. В кустарничковом ярусе покрытие Ledum palustre и Empetram sibiricum колеблется от 10 до 70 %. Напочвенный покров чаще всего состоит из лишайников Cladina stellaris, С. arbuscula - 30-60 %. При меньшем обилии лишайников участвуют мхи Aulacomnium turgidum, Hylocomium splendens и др.. Сплошной лишайниковый покров угнетает травянистые растения. В ольховниковых зарослях встречаются низкорослые лиственницы (Larix gmelinii). В качестве пастбищ тундры ольховниковая кустарничково-лишайниковая используются осенью и в начале зимы, когда снег еще не глубокий и рыхлый, а лишайники хорошо доступны.
Тундры пятнистые кустарничковые лишайниковые. Изучению пятнистых тундр посвящены многие работы. Генезис пятнистых тундр изучали В.Б.Сочава (1930, 1935), В.Н.Андреев(1932), Б.Н.Городков (1935), В.Д.Александрова (1964), Б.А.Тихомиров (1957).
Пятнистые цетрариево-алекториевые кустарничковые тундры характерны для подзоны арктической тундры. Как интразональные они иногда развиваются и в подзоне северной, средней и южной субарктических тундр, в основном на северных склонах и повышенных участках, подверженных действию сильных зимних ветров, в результате которых снежный покров или отсутствует, или имеет незначительную глубину.
Растительный покров пятнистых цетрариево-алекториевых кустарничковых тундр мозаичен и состоит из двух растительных группировок: сомкнутой, образующей сплошную дерновину между пятнами и разреженной группировки, приуроченной к суглинистым пятнам. Из лишайников преобладают Cetraria cucullata, C.islandica, Alectoria ochroleuca, A. nigricans. Высота их - 4 см, покрытие - 60%, густота - 40%. По краям бугров, ближе к пятнам произрастают Alopecums alpinus, Arctagrostis arundinacea. Истинное покрытие травами 4%. Между камнями произрастают мхи (Rhacomitrium lanuginosum), покрытие ими 20% покрытия. Ввиду небольшого запаса кормовых растений, описываемые тундры хозяйственного значения в качестве оленьих пастбищ почти не имеют. Используются в сочетании с другими растительными группировками лишь в летний сезон.
Тундры ерниковые кустарничково-лишайниковые с участием ив. Приурочены они к террасам рек, склонам холмов. Ерниковые тундры типичны для подзоны южной субарктической тундры. Основу кустарникового яруса составляет Betula exilis, при участии Salix glauca, S. pulchra. Кустарники низкорослые приземистые - 15-20 см. Истинное покрытие березами составляет 20%, ивами - 10%. Проективное покрытие Vaccinium vitis-idaea 35% (приложение 1).
В травяном покрове обычны Pedicularis Iapponica, Polygonum viviparum, Valeriana capitata, Eriophorum angustifolium, E.vaginatum, Calamagrostis holmii. Истинное покрытие осоками не превышает 4%, злаками 2%, разнотравьем 1%.
Среди лишайников доминирует Cetraria cucullata. В значительном количестве встречается Alectoria ochroleuca, A.nigricans, Cladina rangiferina, Peltigera aphthosa, проективное покрытие ими от площади фитоценоза 60% с густотой стояния 40%. Покрытие зелеными мхами 30%. В оленеводстве тундры ерниковые кустарничково-лишайниковые с участием ив используются с ранней весны до глубокой осени.
Тундры ерниковые лишайниковые. Занимают небольшие участки в лощинах и на плоских равнинах. Кустарниковый ярус представлен в основном Betula exilis, высотой 40 см, с проективное покрытием - 40%. В напочвенном покрове преобладают лишайники Cladina rangiferina, Cetraria islandica, проективное покрытие - 40%, густота - 80%, содоминируют зеленые мхи. Используются в качестве оленьих пастбищ весной.
Болота осоково-пушицево-сфагновые. Эти сообщества приурочены к однотипным местообитаниям со значительным грунтовым увлажнением: приозерным понижениям, седловинам между холмами, лощинами, днищами высохших озер и другими отрицательными формами рельефа. Эдификатором является Carex stans, широко распространенная по всей поверхности болота. Описываемое болотное сообщество располагается на почвах глинных супесчаных или суглинистых по механическому составу, имеет торфянистый горизонт мощностью до 20 см.
Эти сообщества встречаются небольшими массивами среди тундр. В травяном ярусе (25см) доминирует (проективное покрытие - 40%) Carex stans, содоминант - Eriophorum angustifolium (проективное покрытие 30%). Встречаются с минимальным покрытием Arctagrostis Iatifolia, Caltha palustris, Ledum decumbens. В моховом ярусе преобладают - Sphagnum balticum, Sph.angustifolium (проективное покрытие 60%).
Естественное зарастание нарушенных разведочным бурением участков
Примечание: над чертой - вегетативные побеги, под чертой -генеративные побеги Арктагростис широколистный Arctagrostis latifolia - арктический, циркумполярный, верховой, длиннокорневищный злак.
Характеризуется растянутым прегенеративным периодом, полного развития достигает на 3-й год жизни. Характеристики динамики развития позволяют сделать вывод, что этот злак способен образовывать высокие сомкнутые травостои на тяжелых почвах. На легких по механическому составу почвах арктагростис широколистный выпал из опыта (табл.5.14.). Щучка дернистая Deschampsia cespitosa - плотнокустовой арктоальпийский евроазиатский вид. Перенеся благополучно перезимовку, на третий год дала генеративные побеги. Широко внедряется в соседние посевы благодаря интенсивному семенному и вегетативному размножению. Хороший задернитель, так как имеет высокий процент отношения подземной массы к надземной массе, увеличивающийся со временем.
Регнерия изменчивая Roegneria mutabilis - многолетний корневищный злак с хорошо развитой корневой системой. Имеет широкий диапазон приспособления к условиям существования. Весенние заморозки и зимние морозы переносит хорошо.
Мятлик луговой Роа pratensis - многолетний низовой корневищно-рыхлокустовой злак, размножается вегетативно и семенами. Морозостойкий, хорошо выносит временное затопление. Образует прочную дернину. В травостое держится более 10 лет. Семена созревают в тундре. Его отличают интенсивный тип кущения. Высокая побегообразовательная способность, хотя довольно медленно развивается в первый год жизни. По нашим наблюдениям на второй год средняя высота травостоя к концу вегетации достигает 15-17 см (максимальная 23-25 см), третий год жизни рост мятлика идет значительно быстрее и достигает 45-47 см высоты. Хорошо облиственные побеги, равномерно распределяясь по поверхности почвьг, образуют однородный, интенсивно-зеленый травостой.
Овсяница красная Festuca rubra - многолетний низовой злак, имеет кустовые формы, корневищные и корневищно-рыхлокустовые. К почвенным и климатическим условиям не требовательна. Хороший задернитель. В диком виде встречается в тундре и лесотундре, где хорошо вызревают семена.
Овсяница луговая Festuca pratensis - полуверховой многолетний рыхлокустовой злак, образует куст с большим количеством стеблей, достигает высоты 120 см. Влаголюбива, может переносить длительное затопление. Хорошо растет и развивается на достаточно влажных, богатых почвах, плохо на легких супесчаных.
По характеру развития в первый год жизни овсяница луговая образует вегетативные побеги. Однако кустится быстро, мощно и при благоприятных агротехнических условиях (обилие влаги, элементов питания), уже формирует надземную массу с хорошими почвопокровными качествами. Интенсивность побегообразования в годы изучения изменялась с 3,8 до 5,7 тысяч штук на 1 м 2 (табл. 5.13).
Наибольшее накопление подземной массы отмечено в начальный период их развития - в фазу кущения. Затем, когда наступает усиленный рост надземной части растений (от фазы трубкования до фазы цветения), ослабляется рост корней. При различной глубине проникновения, корни злаков по-разному распределяются в почве. Во всех случаях основная масса корней, как по весу, так и по объему, располагается на глубине до 20 см, образуя дерновый горизонт почвы. Учитывая многообразную роль корневых систем, следует признать исключительно большое значение процесса накопления корневой массы, для испытуемых луговых трав как растений-рекультиваторов. На первом месте по накоплению подземной массы идет овсяница красная, за ней в порядке убывания мятлик луговой, овсяница луговая, мятлик альпийский, арктагростис широколистный, щучка дернистая.
Данные таблицы свидетельствуют о том, что представленные виды трав являются одними из обязательных и надежных компонентов противоэрозийных травосмесей.
От начала вегетации до выколашивания проходит в среднем 43 дня, цветения - 53, созревания - 76 дней.
Травосмеси. Итоги наблюдения за развитием посевов многолетних трав показали широкие возможности использования перспективных многолетних дернообразующих трав Центральной Сибири для рекультивационных работ.
Опыты по испытанию многолетних злаков, заложенные на трассе газопровода Мессояха-Норильск показали целесообразность создания не чистых одновидовых посевов, а трех-четырех видовых травосмесей. Это значительно повышает надежность и качество противоэрозионного травяного покрытия. В таблице 5.14. представлены перспективные для целей биологической рекультивации виды и их возможные сочетания.
Растительные сообщества представляют совокупность растений, находящихся между собой в сложных непрерывных и многообразных отношениях. Наряду с борьбой за существование в природных сообществах имеет место комплементарность, проявляющая через структурную организацию видового разнообразия, что и обеспечивает их устойчивость во времени.
Принцип комплементарности должен быть использован при конструировании растительных сообществ для целей рекультивации земель, создания устойчивых к техногенным нагрузкам растительных сообществ. Значение приобретает подбор компонентов, включающий наряду с введенными в культуру широко известными видами - аборигенные и интродуценты.
