Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава I. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 9
1.1. Объекты исследований 14
1.2. Методика исследований 18
Глава 2. ШЗИК0-ГЕ0ГРАФИЧЕОШЕ УСЯОШЯ И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ СТАЦИОНАРА КИНДАСОВО 26
Глава 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ТОРФЯНО-БОЛОТНОГО ФОНДА СТАЦИОНАРА. 32
Глава 4. ФАЦИАЛЬНЫЙ СОСТАВ БОЛОТНЫХ МАССИВОВ 39
4.1. Растительность болотных массивов 47
4.2. Фациальный состав болотных массивов 50
Глава 5. СТРУКТУРА БОЛОТНЫХ ФАЦИЙ 73
5.1. Структура растительного покрова болотных фаций олиготрофного типа 80
5.2. Структура растительного покрова фаций мезотрофного типа 120
Глава 6. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И КРУГОВОРОТ АЗОТА И ЗОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 134
6.1. Биологическая продуктивность микроценозов мезо-трофной кочковато-топяной фации 134
6.2. Биологическая продуктивность микроценозов олиго-трофной грядово-мочажинной фации 139
6.3. Годичная динамика растительного органического вещества в микроценозах. 141
6.4. Биологический круговорот зольных элементов и азота в микроценозах фаций 157
Глава 7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАСТЕНИЙ 180
7.1. Экоценотические взаимодействия растений микроценозов кочковато-топяной фации 180
7.2. Экоценотические взаимодействия растений микроценозов олиготро ной грядо во-мочажинной фации 186
Глава 8. ГЕНЕЗИС И ДИНАМИКА. РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА БОЛОТНЫХ ФАЩЙ 197
8.1. Генезис и динамика растительного покрова олиго-трофной грядово-мочажинной фации 197
8.2. Динамика растительного покрова кочковато-топяной фации 201
Глава 9. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БОЛОТНЫХ ФАЦИЙ 209
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 221
ВЫВОДЫ 225
ЛИТЕРАТУРА 229
Список опубликованных работ 252
Приложения.
Введение к работе
Актуальность темы. Основным звеном в решении вопросов освоения земель и повышения их продуктивности в Нечерноземной зоне РСФСР является мелиорация болот и заболоченных территорий, в связи с чем большое значение и актуальность приобретают болотоведческие исследования. Необходимость рационального использования болот и торфяных ресурсов отражены в Постановлениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по дальнейшему развитию сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСіСР" (1974) и "О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов" (1978). Гармоничное развитие мелиоративных работ в сочетании с комплексом природоохранных мероприятий предусматривается в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" (1981), принятых на 26 съезде КПСС. В Карельской АССР имеется заболоченных земель - 5450 тыс. га или Ъ9% от общей площади республики (Пьявченко, 1981). Из них на долю болот приходится 3620 тыс. га, а заболоченных лесов - 1830 тыс. га. Предполагается, что площадь осушенных земель лесного фонда КАССР достигнет к 2000 году 1682 тыс. га. К началу 1978 года уже было осушено около 400 тыс. га (Пьявченко, Коломы-цев, 1980). В то же время вопросы влияния осушения болот на природу Севера, где они являются неизменным компонентом ландшафтов, дискуссионны. Как отмечает В.ДЛопатин (1980), "это связано не только и даже не столько с недостатком знания общей теории развития болот, сколько с тем, что в зависимости от местных условий и степени концентрации осушительных работ в том или ином конкретном регионе нет и не может быть однозначных решений" (с.З). Поэтому огромные масштабы осушения болот Карелии - 23$ от всесоюзных (Медведева, 1982) - особенно остро ставят проблему их детального изучения в целях охраны и рационального использования (Боч, Ма-зинг, 1979). Это определяет актуальность постановки темы данной работы.
Цель.и задачи работы. Что такое болото? Существуют самые различные определения понятия "болото". Приведем несколько из них наиболее широко распространенных. И.Д.Богдановская-Гиенэф (1946а) рассматривает болото как группу взаимосвязанных биогеоценозов, характеризующихся избыточным увлажнением, специфической влаголюбивой растительностью и процессами торфонакопления. С.Н.Тюремнов (1949) считает, что болото - это "избыточно увлажненный участок земной поверхности, покрытый слоем торфа глубиной не менее 30 см в неосушенном и 20 см в осушенном виде" (с.10). Н.И.Пьявченко (1963) определяет болото как "географический ландшафт, закономерно возникающий и развивающийся под влиянием взаимодействия факторов среды и растительности, которое определяется постоянной или периодической избыточной влажностью и проявляется в гидрофильнос-ти напочвенного растительного покрова, болотном типе почвообразовательного процесса и накопления торфа" (с.14). Во всех приведенных определениях увлажнение болот характеризуется как избыточное, ошибочность чего была доказана В.Д.Лопатиным (1973, 1980). Он неоднократно подчеркивал, что никакого избытка влаги или переувлажнения на болотах нет, поскольку вся корневая система высших растений (не гидрофитов) и фотосинтезирующие органы мхов находятся в деятельном гидрологическом горизонте и экологические условия определяются его свойствами, а не свойствами всегда насыщенного водой инертного горизонта. В.Д.Лопатин предложил полностью заменить термин "избыточное" на "обильное". Учитывая это, Т.К Юрковская (1980а) трансформировала определение "болото", данное И Д.Богда-новской-Гиенэф, следующим образом: "Болото представляет собой группу взаимосвязанных биогеоценозов, характеризующихся постоян _ 6 ным или длительным обильным увлажнением, специфической влаголюбивой растительностью и торфообразованием" (с. 300). Это определение понятия " болото" нами полностью принимается. Термин "болото" обычно употребляется без какого-либо таксономического значения.
Цель исследований заключалась в детальном изучении структуры болотных массивов кустарничково-сфагнового верхового среднекарель-ского и карельского кольцевого аапа (южнокарельский вариант) типов. Известно, что понятие "структура" выражает способ существования элементов любой системы, в том числе и природной (Кравец, 1970; Малиновский, 1970). Системы образуют иерархию. Б.Н.Норин (1980) отмечает "то, что в данной системе рассматривается как элемент (подсистема), на более низком уровне часто будет являться уже особой системой..." (с. 479). Болотные фации вслед за В.Д.Лопатиным (1980) рассматриваются нами как элементы болотных массивов, и как системы, элементами которых являются почва, вода, растительность и т.д. Растительный покров - основной элемент фаций, так как его характер определяет процессы торфонакопления и сукцессии, обуславливающие смену экологических условий. Следовательно, структура фации определяется структурой ее растительного покрова. Растительный покров исследуемых нами фаций отличается микрокомплексным строением. Поэтому основной структурной единицей фации был принят микроценоз (микроассоциация). В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1. Изучить фациальный состав болотных массивов кустарничково-сфагнового верхового среднекарельского и карельского кольцевого аапа (южнокарельский вариант) типов.
2. Изучить структуру растительного покрова основных видов болотных фаций, характеризующих указанные типы болотных массивов.
3. Определить биологическую продуктивность, а также круговорот растительного органического вещества и показать главные черты круговорота зольных элементов и азота в микроценозах основных видов фаций.
4. Изучить взаимодействие болотных фаций.
Научная новизна. Влделены основные виды фаций болотных массивов кустарничково-сфагнового верхового среднекарельского и южнокарельского варианта карельского кольцевого аапа типов и впервые детально изучена структура их растительного покрова. Установлены особенности биологической продуктивности, круговорота растительного органического вещества, а также зольных элементов и азота микроценозов основных видов фаций. Показан характер взаимосвязей между некоторыми растениями микроценозов. Установлено, что взаимодействие болотных фаций отражает современные процессы развития растительного покрва болотных массивов.
Практическая значимость. Полученные результаты послужили основой выполнения хоздоговорных работ с Госпланом KA.GCP по выявлению репрезентативных и уникальных болот Карельской АССР. По материалам исследований, в которых непосредственное участие принимал автор, 63 болотных массива кустарничково-сфагнового верхового среднекарельского, карельского кольцевого аапа и других типов Постановлениями Совета Министров Карельской АССР (1981, 1982, 1983 гг.) исключены из планов осушения, а сложная болотная система Неназван-ное-ВДустусуо, являющаяся одним из типичных ландшафтов южной Карелии, объявлена болотным заказником. Болотные массивы, входящие в состав системы, представляют собой эталоны кустарничково-сфагнового верхового среднекарельского (болотный массив ЭДустусуо) и южно-карельского варианта карельского кольцевого аапа (болотный массив Неназванное) типов. Апробация работы. Материалы диссертации были изложены на УП (Пет _ 8 розаводск, 1976) и IX (Сыктывкар, 1981) симпозиумах "Биологические проблемы Севера", на заседании всесоюзного совещания "Изучение, заготовка и охрана лесных дикорастущих ягодников на территории европейской части СССР в связи с задачами освоения природных ресурсов Нечерноземной зоны СССР" (Петрозаводск, 1980), на заседании секции болотоведения Всесоюзного Ботанического общества (Ленинград, 1982), на конференции молодых ученых Института биологии Карельского филиала АН СССР (Петрозаводск, 1981, 1982), Публикации. По материалам работы опубликовано 6 статей и 5 тезисов докладов, список которых приводится в конце диссертации.
Работа выполнена согласно плану научно-исследовательской тематики (1975-1980 гг.) Института биологии Карельского филиала АН СССР "Биологические основы рационального использования и охраны болот Карелии", № Гос. регистрации 76086290. При написании диссертации частично использованы данные научного отчета (1970-1976 гг.) лаборатории болотоведения Института биологии Карельского филиала АН СССР "Комплексное изучение болот и заболоченных земель Карелии, как научная основа эффективного освоения мелиоративного фонда, № Гос. регистрации 74063353, в сборе материала и написании которого автор принимал участие.
Считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю заслуженному деятелю науки Карельской АССР доктору биологических наук Валентину Даниловичу Іопатину за ценные замечания и осуществление общего руководства в ходе написания работы. Еыражаю признательность зав. лабораторией болотоведения Г.А.Елиной за постоянное внимание в работе, а также А.А.Беловой -за выполнение большого объема определений образцов торфа на ботанический состав и степень разложения, Л»П.Мазо и А.В.Линевскрй за высокое качество выполненных картографических работ, С.И.Грабовик, И.П.Хизовой, А.М.Куприной и Л.В.Филимоновой за помощь при оформлении рукописи.
