Введение к работе
Актуальность проблемы. Пустыни приморских равнин Приаралья и Прикаспия являются наиболее молодыми участками суши, растительный покров которых находится на стадиях становления. На формирование растительного покрова значительное влияние оказали трансгрессивные и регрессивные этапы истории Каспийского и Аральского морей. Вышедшие на дневную поверхность засоленные донные отложения обусловили преобладание галофитной растительности.
В Казахстане Приаралье и Прикаспий относятся к регионам экологического кризиса. Поэтому оценка преобразований, происходящих в растительном покрове, выявление динамических тенденций, прогнозирование возможных изменений и поиск решений по реабилитации нарушенных территорий стали актуальными для регионов.
Изучение природной и антропогенной динамики растительности является научной базой для проведения работ по фитомелиорации и разработки мероприятий по снижению негативного влияния экологического кризиса. В Приаралье это вынос засоленной пыли и аэрозолей с осушенного дна моря, широкое распространение пустошей и медленные темпы естественного зарастания. Осушенная полоса (Аралкум) стала уникальной природной лабораторией для изучения процессов формирования первичных фитоценозов и экосистем, механизмов сукцессий, разработки методов борьбы с опустыниванием на экосистемном уровне. Актуальными в Приаралье остаются проблемы стабилизации процессов деградации, связанных с вторичным засолением ирригационных земель, сокращением площади прибрежно-водной растительности, тугайных и саксауловых лесов, реабилитация которых зависит от степени изученности закономерностей динамики растительности.
Прикаспийский регион с его богатыми ресурсами полезных ископаемых оказался в эпицентре экологической нестабильности, где техногенная деградация охватила обширные территории. Экологическая ситуация здесь формируется под влиянием природных и антропогенных факторов. Развитие инфраструктуры нефтедобывающей промышленности на фоне современного подъема уровня моря нередко оказывает разрушительное воздействие на природные экосистемы. Оценка степени трансформации и восстановительного потенциала нарушенной растительности служит основой для выбора методов восстановления растительного покрова и ускорения демутационных смен.
Тема исследований согласуется с принятыми Правительством РК: Программой по борьбе с опустыниванием в Республике Казахстан на 2005 - 2015 годы; Национальным планом действий по охране окружающей среды (1998 г.), Концепцией экологической безопасности РК (1995 г.) и другими национальными программами.
Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение закономерностей природной и антропогенной динамики растительности пустынь Приаралья и Прикаспия (в пределах Республики Казахстан).
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
провести сравнительный анализ ботанического разнообразия, отразить динамику растительности на картографических моделях и схеме ботанико- географического районирования;
-
выявить закономерности первичных сукцессий побережий Аральского и Каспийского морей как модель формирования растительности прибрежных территорий аридной зоны;
-
изучить закономерности вторичных сукцессий под действием антропогенных факторов (техногенных, ирригационных, пирогенных);
-
разработать принципы управления природной и антропогенной динамикой растительности на основе фитомелиорации, установить факторы среды, влияющие на результаты.
Научная новизна и теоретическое значение работы. Впервые для приморских равнин Приаралья и Прикаспия проведен сравнительный анализ ботанического разнообразия. Выявлены типы и стадии первичных сукцессий Аральского и Каспийского побережий. Определены закономерности вторичных сукцессий под действием техногенных, ирригационных, пирогенных факторов. Для оценки степени нарушенности и способности растительности к восстановительным сменам предложено учитывать соотношение эколого- фитоценотических стратегий видов в сообществе. Разработаны картографические модели динамики растительности. Для побережья Аральского моря составлена новая схема ботанико-географического районирования. Проанализированы результаты фитомелиорации осушенного дна Арала, определены ведущие факторы, контролирующие приживаемость саженцев. Дана всесторонняя оценка динамики растительности после проведения фитомелиорации деградированных экосистем.
Практическая значимость работы. Материалы исследований инвентаризационного характера (список флоры, серия карт разного масштаба), выявленные закономерности динамики и сукцессионные ряды могут стать основой мониторинга ботанического разнообразия и прогнозирования изменений растительности под действием природных и антропогенных факторов. Результаты, полученные в ходе экспериментальных исследований, использованы при выборе способа восстановления нарушенной растительности нефтегазового месторождения «Косшагыл» в Атырауской области; деятельность по фитомелиорации осушенного дна Аральского моря продолжается на участках северо-восточного побережья, где совершенствуются методы и мелиоративные приемы.
Основные положения, выносимые на защиту: 1. Первичные сукцессии приморских равнин Приаралья и Прикаспия развиваются по двум основным направлениям: псаммо- и галосерии, обусловленные эдафическими условиями и постепенным переходом к автоморфному водному режиму. Региональная специфичность проявляется в развитии серий, контролируемых полугидроморфными
условиями - потамосерии на Аральском побережье и луговой серии - на Каспийском.
-
-
В ненарушенных растительных сообществах преобладают виды первичных (C, R, S) эколого-фитоценотических стратегий, среди которых доминируют R-стратеги; по мере усиления антропогенной нагрузки сокращается число эксплерентов и возрастает количество видов вторичных стратегий (CS, RS).
-
Фитомелиорация на инициальных стадиях первичной сукцессии ускоряет ход естественных смен за счет внедрения видов промежуточных и позднесукцессионных стадий. Фитомелиорация на стадиях вторичной сукцессии способствует восстановлению отсутствующих компонентов фитоценозов в соответствии с аналогами природных экосистем.
Личный вклад диссертанта. В основу диссертационной работы положены многолетние материалы (1981-2010 гг.) детально-маршрутных и полустационарных исследований автора. Работа выполнялась в рамках плановых тем лаборатории геоботаники Института ботаники и фитоинтродукции МОН РК и международных проектов: «Оценка процессов опустынивания дельты Сырдарьи (ЮНЕСКО, 1994-2000); «Изучение сукцессий на осушенном дне Аральского моря для оптимизации природопользования (BMBF/Германия, 1998-2000); «Борьба с опустыниванием и санация солончаковых земель в регионе Аральского моря» (GTZ-CCD-BMBF/Германия, 2002-2004); грантов фондов ГЭФ/ПМГ (1998-1999) и Дж.и К.МакАртуров (2002-2003), а также по хоздоговорным темам с Гипровостокнефть (1988-1989); Дэймс энд Мур (1998); Ecology&Environment (2000-2003); CaspiEcology (20052008). Приведенные в работе фактические данные, их анализ и обобщение, а также картографические материалы выполнены при личном участии автора.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на республиканских и международных семинарах, конференциях, симпозиумах, съездах, конгрессах, включая: Международную конференцию по деградации земель (Адана, Турция, 1996); V Международный Симпозиум «Жизнь растений в Юго-Восточной и Центральной Азии» (Ташкент, Узбекистан, 1998); Международную конференцию «Устойчивое использование природных ресурсов Центральной Азии. Экологические проблемы Аральского моря и окружающей территории» (Алматы, Казахстан, 1998); Международный семинар «Экологические проблемы устойчивого землепользования в пустынях» (Бонн-Кенигсвинтер, Германия, 1999); Международный пастбищный конгресс (Таунсвилл, Австралия, 1999; Дурбан, Южная Африка, 2003); Научный семинар кафедры экологии (Билефельд, Германия, 2000); Международную конференцию, посвященную 90-летию со дня рождения академика НАН РК Б.А.Быкова (Алматы, Казахстан, 2001); Международную конференцию, посвященную 70-летию Института ботаники и фитоинтродукции (Алматы, Казахстан, 2002); Международную конференцию «Ботаническая наука на службе устойчивого развития стран Центральной Азии» (Алматы, Казахстан, 2003); Х! делегатский съезд РБО (Новосибирск-Барнаул, 2003);
Международную конференцию по биологической рекультивации нарушенных земель (Екатеринбург, 2003; 2007); Международный семинар по проекту BMBF/GTZ-CCD «Борьба с опустыниванием и санация солончаковых земель в регионе Аральского моря» (Алматы, Аральск, Казахстан - Чолпон-Ата, Кыргызстан, 2004); Международную конференцию по экологической реставрации в Восточной Азии (Осака, Япония, 2006); Международную конференцию «Проблемы биологии растений» (Санкт-Петербург, 2006); Республиканскую конференцию «Проблемы обеспечения биологической безопасности Казахстана», посвященную 80-летию академика НАН РК И.О.Байтулина (Алматы, 2008); Международную конференцию по засушливым землям и опустыниванию (Седе-Бокер, Израиль, 2008); Международный симпозиум «Современные экологические проблемы в Азии и роль Японии в их решении» (Осака, Япония, 2009); Круглый стол «Современные проблемы водной и экологической безопасности Казахстанского Приаралья и пути их решения» (Кызылорда, 2010); Второе рабочее совещание по водопользованию в долинах рек аридных регионов под воздействием изменения климата (Урумчи, Китай, 2010); Всероссийскую конференцию «Развитие геоботаники: история и современность» (Санкт-Петербург, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 66 статей, в том числе 11 - на английском языке в зарубежных изданиях и 8 - в изданиях перечня ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 380 наименований, и приложения. Основное содержание работы изложено на 319 страницах компьютерного текста, иллюстрировано 30 таблицами и 34 рисунками.
Похожие диссертации на Динамика растительности пустынь Приаралья и Прикаспия
-
