Введение к работе
Актуальность темы. Разнообразие – фундаментальное свойство органического мира, достаточный уровень которого необходим для нормального функционирования биосферы. Сохранение и изучение биоразнообразия рассматривается мировым и российский сообществом в качестве одной из стратегических задач в области предотвращения экологического кризиса биосферы (Национальная стратегия сохранения биоразнообразия. М.: РАН, МПР, 2001. 76 с.).
Изучение ботанического разнообразия долинных комплексов – одна из актуальных задач современной экологии. Оно необходимо для устойчивого использования территории, повышения эффективности существующей сети особо охраняемых природных территорий и организации научно-обоснованной системы экологического мониторинга долинных комплексов.
По сравнению с другими районами Дальнего Востока России хозяйственное освоение Среднего Приамурья происходит сейчас наиболее активно, что сопровождается увеличением антропогенной нагрузки на экосистемы региона, особенно в связи с интенсивным развитием электроэнергетики (строительство нижнего бьефа Бурейской ГЭС), космической промышленности, а также сельского хозяйства. В настоящее время природа Среднего Амура, за исключением локальных участков, является антропогенно измененной. Поэтому особую актуальность приобретают исследования в пределах ООПТ. В качестве модельной выбрана территория Хинганского заповедника.
Долинные комплексы Хинганского заповедника являются одним из ключевых элементов в задаче сохранения таких редких видов птиц, как японский, даурский и черный журавли (Международная Красная Книга, Красная Книга РФ, Приложение 1 СИТЕС), а также дальневосточный аист (Красная Книга РФ, Красный Список МСОП-96, Приложение 1 СИТЕС). В равнинной части Хинганского заповедника и прилегающем Гануканском заказнике ежегодно гнездятся до 40 пар дальневосточных аистов, 6 пар японских и 15-18 пар даурских журавлей. Заповедник может служить одним из главных “опорных пунктов” охраны редких журавлей и аистов лишь, если местообитаниям этих птиц в его пределах будет обеспечена неприкосновенность.
Степень разработанности темы. Несмотря на ряд геоботанических и флористических исследований Л. А. Корецкой, Г. Д. Дыминой, М. Х. Ахтямова, А. А. Бабурина, Т. А. Ступниковой, В. В. Якубова, С. Г. Кудрина, Т. А. Кузнецовой и др., до настоящего момента не была произведена оценка закономерностей изменения показателей - и - разнообразия, а также структуры и динамики растительного покрова Среднего Приамурья. Кроме того, практически полностью отсутствуют современные карты растительности, необходимые и крайне актуальные для проведения мониторинга биоразнообразия природных систем заповедника и соседних территорий в связи со строительством и эксплуатацией Бурейской ГЭС, изучения факторов дифференциации биоразнообразия и прогнозов его изменения.
Объект исследования - растительный покров Архаринской низменности. Предметом исследования являются закономерности дифференциации биоразнообразия растительного покрова в связи с условиями существования. Цель исследования - выявление эколого-географических закономерностей дифференциации ботанического разнообразия долинных комплексов Среднего Приамурья на локальном уровне. Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
Выявить и проанализировать структуру флоры Архаринской низменности; произвести классификацию растительного покрова, дать характеристику синтаксонам и экологическим условиям, формирующим их, построить карты растительности;
Построить экологические ряды растительности по важнейшим факторам среды; провести оценку - и - разнообразия внутри экологических рядов, а также выявить закономерности их изменения в реальном географическом пространстве, построить карты биоразнообразия;
Выявить и проанализировать структуру растительности для выявления микрокомбинаций и провести оценку ботанического разнообразия в пределах каждой из них; проанализировать динамику растительности Архаринской низменности в связи с эксплуатацией и строительством Бурейской ГЭС;
Разработать программу мониторинга растительного покрова и соответствующие карты, которые позволят следить как за естественными ритмами растительности, так и за направленными её изменениями в связи с антропогенным воздействием.
Научная новизна работы. Составлена флористическая классификация растительности Архаринской низменности, которая вносит вклад в разработку единой классификации долинной растительности. Среди выявленных синтаксонов 7 ассоциаций и 6 субассоциаций описаны впервые. Выявлены связи между показателями биоразнообразия растительного покрова и элементами мезорельефа и генетическими частями долины Среднего Амура. Создана экологическая ординация синтаксонов по двум факторам среды: увлажнению и богатству почв. Впервые дан анализ структуры растительного покрова Архаринской низменности, выявлены фитоценохоры. Представлены схемы динамики растительного покрова долинных комплексов нижней Буреи и Среднего Амура под влиянием эксплуатации верхнего бьефа и строительства нижнего бьефа Бурейской ГЭС. Созданы
крупномасштабные карты растительности и биоразнообразия для долинных комплексов Хинганского заповедника.
Теоретическая и практическая значимость результатов. Работа выполнена в рамках тем научно-исследовательской работы (НИР) Хинганского заповедника. Выявленные закономерности изменения ботанического разнообразия растительного покрова позволяют не только оценить современное состояние, но и определить их возможные изменения под действием какого-либо из факторов, например, при глобальных изменениях климата, режима реки, антропогенном воздействии. Созданные серии карт, в которых отражены все выявленные закономерности и связи, будут использоваться в программе мониторинга биоразнообразия Хинганского заповедника и прилегающих территорий. Кроме того, разработанные методологические подходы к оценке и мониторингу биоразнообразия внедряются в практику оценки воздействия на окружающую среду при моделировании различных сценариев поведения растительного покрова под влиянием строительства и последующей эксплуатации космодрома «Восточный» (Амурская область). Такие подходы позволяют минимизировать риски в связи с изменениями в составе растительных сообществ, а также в популяциях редких видов и принимать своевременные меры по охране окружающей среды.
Методика исследований и фактический материал. Работа основана на материалах (766 описаний растительных сообществ), собранных автором в ходе 4-х вегетационных сезонов (2006-2009 гг.). Вовлеченные в анализ геоботанические описания отражают разнообразие долинной растительности Хинганского заповедника, являющейся модельной по отношению к Архаринской низменности. Помимо этого, используются результаты космические снимки (Aster, Landsat, 2000-2007 гг.), а также картографический материал.
В работе применяется стандартный набор методов (классификация по методу Браун-Бланке, эколого-флористический анализ ценофлор, ординация по методу шкал Раменского, дешифрирование космических снимков в Erdas Imagine, создание ГИС в ArcGis и др.), неоднократно доказавшие свою эффективность и поэтому часто используемые в современных исследованиях. В качестве опорных единиц изучения таксономического разнообразия нами используется - разнообразие (таксономическое и типологическое) и -разнообразие (разнообразие видов по градиентам факторов среды).
Защищаемые положения:
-
Биоразнообразие долинных комплексов Хинганского заповедника на над-ценотическом уровне представлено 6 типами фитоценохор, в пределах которых разным образом комбинируются 12 ассоциаций растительности, вбирающих в себя 410 видов растений. Видовое богатство и насыщенность взаимосвязаны с изменением условий увлажнения и богатства почв и достигают наибольших значений для растительных ассоциаций грив и террас, минимальных – для растительных ассоциаций обводненных прарусловых понижений на пойме. Типологические элементы флоры обнаруживают связь с определенными генетическими частями долины и формами рельефа, что позволяет в некоторой степени раскрыть картину флорогенеза долины Среднего Амура.
-
Современное антропогенное влияние (строительство и эксплуатация Буреинской ГЭС) приводит к уменьшению биоразнообразия в пойменных комплексах и ставит под угрозу существование обводнённых вахтово-осоковых болот и старичных озер – среды обитания важнейших охраняемых в заповеднике видов птиц.
Степень достоверности и апробация результатов. Результаты исследования были доложены на заседании комиссии биогеографии Московского центра Русского географического общества (г. Москва, 2007 г.), XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов – 2009» (г. Москва), на Всероссийской конференции «Леса Дальнего Востока» (г. Владивосток, 2009 г.), на Всероссийской конференции «Растения в муссоном климате» (Владивосток, 2009 г.), на II Всероссийской научно-практической молодежной конференции «Перспективы и проблемы современной ботаники» (г. Новосибирск, 2010 г.), а также на семинарах кафедры экологии Школы естественных наук ДВФУ (г. Владивосток, 2012, 2013 гг.).
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 8 работ, из которых 2 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. Общий объем 159 страниц, в т.ч. 47 рисунков, 6 таблиц, 9 приложений. Список литературы содержит 177 источника, в т. ч. 20 работ зарубежных авторов.
Работа выполнена в ФГБУ «Хинганский государственный природный заповедник» и на кафедре экологии Школы естественных наук ДВФУ. За постоянную поддержку и внимание автор искренне благодарен д.г.н., проф. Е.Г. Мяло, благодарит сотрудников кафедры биогеографии МГУ им. Ломоносова и кафедры экологии Школы естественных наук ДВФУ за советы, консультации и участие в обсуждении работы. За помощь в сборе материала автор выражает глубокую благодарность заместителю директора по научно-исследовательской работе Хинганского заповедника В.А. Кастрикину, научным сотрудникам заповедника: М.П. Парилову и Т.А. Париловой. Автор глубоко признателен д.б.н., проф., заслуженному деятелю науки РФ, заслуженному работнику высшей школы Н.К. Христофоровой, поддержавшей работу на заключительном этапе.
