Введение к работе
Аісгуальность темы. Одной из основных отраслей горнодобывающей промышленности в Амурской области является добыча бурого угля. Специфика техногенных ландшафтов заключается в том, что формирование их растительного покрова идет, как правило, на глубинных горных породах, очень бедных органическими веществами и минеральными элементами питания. Под отвалами горных разработок в настоящее время в области находится более 15 тыс. гектаров, а рекультивация не превышает 5% в год (Коваль, 2002).
Ботаническое изучение юга Амурской области (Зейско-Буреинской равнины) активно проводилось с XIX века, однако, несмотря на большое внимание, проявленное различными специалистами, флора техногенных ландшафтов изучена недостаточно. В настоящее время, учитывая интенсивное техногенное освоение Зейско-Буреинской равнины, этот вопрос приобретает все большую актуальность и остроту.
Хозяйственная деятельность человека в первую очередь отражается на флоре и растительности, они, как тонкий и надежный индикатор процессов, протекающих в биосфере, позволяют достаточно достоверно судить о состоянии окружающей среды (Миронова, 2000). Увеличивающееся с каждым годом антропогенное влияние на растительный покров приводит к глубоким изменениям и снижению его устойчивости, особенно в техногенных экосистемах. Этим обусловлена необходимость в познании закономерностей формирования и развития фитоценозов, а также изменений видового состава на нарушенных промышленностью территориях. Анализ этапов становления растительных группировок, включая состав сосудистых растений на техногенных отвалах, определение их устойчивости является предпосылкой оптимизации растительности нарушенных экосистем.
Цель и задачи исследования.
Цель исследования - изучение трансформаций видового состава растительного покрова на техногенных ландшафтах, образующихся при добыче угля открытым способом, на примере Ерковецкого угольного разреза. Для достижения цели предстояло решить следующие задачи:
1. Выявить состав сосудистой флоры района исследования, включая как естест
венные, так и техногенные ландшафты.
Провести таксономический, географический, экологический анализы сосудистой флоры естественных (фоновых) и техногенно нарушенных участков.
Определить числа хромосом и уровни плоидности у видов растений техногенного ландшафта.
Выявить эколого-ценотические позиции видов растений на отвалах угольного разреза и определить фитоценотическую активность видов в растительном покрове техногенного ландшафта.
Выявить редкие виды растений и предложить рекомендации по их охране для районов открытой угледобычи.
Основные положения, выносимые на защиту:
Добыча угля открытым способом приводит к обеднению природной флоры, которая выражается в изменении таксономического, географического и экологического спектров.
Восстановление растительного покрова происходит через ряд последовательных этапов, каждый из которых характеризуется своим флористическим составом.
В составе флоры техногенно нарушенных участков Ерковецкого угольного разреза преобладают диплоидные и тетраплоидные виды. Выявлена определенная связь видов разных уровней плоидности с этапами формирования вторичного растительного покрова.
Научная новизна исследования. Впервые для техногенного ландшафта района открытой угледобычи составлен полный аннотированный список сосудистых растений, включающий 316 видов. Выявлен состав флоры собственно техногенного ландшафта и рассмотрен в сравнении с флорой ненарушенных (фоновых) участков, проведены таксономический, кариологический, эколого-географический анализы флоры района исследования. Впервые в науке определены числа хромосом для 3-х видов (Primula fistulosa, Delphinium korshinskyanum, Siphonostegia chinensis), для 2-х видов - впервые для России (Neslia paniculata, Psammophiliella muralis), для 12 видов - впервые для РДВ; для 32 изученных видов числа хромосом приводятся впервые для бассейна Амура, для 25 видов - впервые для Амурской области.
Практическая значимость.
Исходя из специфики флоры техногенных ландшафтов Амурской области, с учетом ее географических, экологических, фитоценотических и кариологических особенностей, разработаны рекомендации по мониторингу растительного покрова техногенных ландшафтов, которые были использованы при планировании эксплуатации Ерковецкого угольного разреза (ЕУР). Результаты исследований могут использоваться при планировании и проведении рекультивационных работ на отвалах угледобывающих предприятий Амурской области.
Апробация работы.
Основные результаты исследования были доложены на региональных научных конференциях молодых ученых (Благовещенск, 2000 и 2001 гг.); на VI Международном симпозиуме «Проблемы устойчивого развития регионов в XXI веке» (Биробиджан, 2002 г.); на VIII Дальневосточной молодежной школе-коференции по актуальным проблемам химии и биологии (МЭС ТИБОХ, Владивосток, 2004 г.); на региональном совещании «Ботанические исследования в Приамурье» (Благовещенск, 2004 г.); на Международной научной конференции «Ритмы и катастрофы в растительном покрове Дальнего Востока» (Владивосток, 2004 г.); на V Международном совещании по кариологии, кариосистематике и молекулярной систематике растений (Санкт-Петербург, 2005 г.); на VIII Дальневосточной конференции по заповедному делу (Благовещенск, 2007 г.); на Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века» (Петрозаводск, 2008 г.); на Общем собрании Приморского отделения РБО (Владивосток, 2009 г.). Работа выполнялась частично при поддержке Российского фонда фундаменталь-
ных исследований (проект № 07-04-00610а) и гранта ДВО РАН (№ 06-Ш-В-06-199).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 работы, из них 7 - в ведущих рецензируемых научных журналах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы, включающего 347 источников (308 отечественных и 39 зарубежных) и 3 приложений. Текст изложен на 157 страницах, иллюстрирован 19 таблицами и 36 рисунками.
