Содержание к диссертации
Введение
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТЕРРИТОРИИ
ИССЛЕДОВАНИЯ 13
1.1 .Физико-географический аспект экологических условий 14
1.1.1. Географическое положение 14
1.1.2. Климат: основные характеристики, антропогенные изменения.
1.1.2.1. Метеорологическая определяющая техногенного загрязнения атмосферы. Экологические характеристики воздушного бассейна 19
1.1.3. Гидрография. Антропогенная определяющая гидрологического режима территории. Экологическое состояние вод 21
1.1.4. Рельеф, геологическое строение. Геоэкологические характеристики 23
1.1.5. Почвы: исходные типы, степень антропогенной трансформации и техногенной загрязненности 27
1.1.6. Растительность: исходные типы и степень антропогенной трансформации 29
1.2. Историко-экономический аспект экологических условий 35
1.2.1. Историческое обоснование географического положения 35
1.2.2. Антропогенная трансформация догородского этапа развития территории 37
1.2.3. Основные этапы развития городов 41
1.2.4. Историко-культурные связи территории и ее транспортная открытость , 50
1.2.5. Историко-социальный аспект экологических условий 57
2. ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ИСТОРИЧЕСКОЙ ФЛОРЫ ИРКУТСКА И ЕГО ОКРЕСТНОСТЕЙ 60
2.1. История флористических исследований (с начала XVIII в. до наших дней) 60
2.2. Реконструкция исторической (конец XIX — первая половина ХХвв.) флоры 65
3. АНАЛИЗ ФЛОРЫ ИРКУТСКОЙ ГОРОДСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ...69
3.1. Общая структура 69
3.2. Систематический анализ 73
3.3. Биоэкологический анализ 90
3.3.1. Биоморфологическая структура 91
3.3.2. Экоморфологическая структура 101
3.3.3. Гемеробиальная структура 106
3.4. Географический анализ 113
3.4.1. Хорологическая структура 113
3.4.2. Флорогенетическая структура 135
3.5. Анализ фракции исчезнувших видов 141
3.6. Редкие и охраняемые растения 144
4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФЛОР ЧЕТЫРЕХ ГОРОДОВ ЮЖНОЙ СИБИРИ 148
4.1. Оценка сопоставимости сравниваемых урбанофлор 149
4.2. Основные характеристики урбанофлоры Южной Сибири 152
4.3. Показатели сходства систематической структуры сравниваемых урбанофлор 153
ВЫВОДЫ 171
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ
ИСТОЧНИКОВ, ИНТЕРНЕТРЕСУРСОВ И РУКОПИСЕЙ 176
ПРИЛОЖЕНИЕ 202
- Географическое положение
- Рельеф, геологическое строение. Геоэкологические характеристики
- История флористических исследований (с начала XVIII в. до наших дней)
Введение к работе
Масштабы и темпы антропогенного преобразования земной поверхности все более возрастают. Увеличивается количество городов, быстро растет концентрация в них населения планеты. Процесс урбанизации природы носит не только глобальный, но и нарастающий во времени и в пространстве характер. В городах ухудшается экологическая обстановка и особенно остро встаёт необходимость оптимизации урбанизированной среды. Существенную экологическую роль в создании благоприятной среды для человека играет растительный покров, но по мере усложнения городской инфраструктуры, внедрения новых хозяйственных элементов и технологий происходит сокращение и полное уничтожение естественных местообитаний растений.
Исследования флоры современных городов, как чуткого индикатора антропогенных изменений, не только помогают выявить основные тенденции трансформации важнейшего блока биоты Земли в процессе хозяйственной деятельности человека, но также заложить базу для дальнейшего экомониторинга, позволяющего наметить пути улучшения экологических параметров городской среды, а сам процесс изменений сделать более прогнозируемым и контролируемым. Обострение экологической обстановки на урбанизированных территориях, оскудение биоразнообразия диктуют необходимость проведения таких исследований.
Актуальность исследований флоры сосудистых растений г. Иркутска и его окрестностей определяется не только решением общих задач, но и, большей частью, региональных, а междисциплинарный характер исследований позволяет обозначить следующие основные .аспекты.
1. Ботанический аспект. Составление конспектов фундаментальных (полных) флор отдельных территорий является приоритетной задачей современной флористики. Флора города Иркутска и его окрестностей исследуется достаточно продолжительное время, но обобщающих работ до сих пор не было. Собранный богатейший гербарный материал определил насущную необходимость систематизации и осмысления накопленных данных.
2. Экологический аспект. Город с окрестностями расположен в пределах Байкальского региона, ядром которого является уникальный памятник природы, объект всемирного наследия - озеро Байкал, что определяет актуальность исследования в природоохранных целях. Дислокация хозяйственных объектов близ озера оказывает негативное влияние на его экосистему. Кроме того, территория является одним из самых освоенных и длительно эксплуатируемых человеком районов Восточной Сибири. Нетрудно предположить, что в ближайшем будущем дальнейшее промышленное освоение и урбанизация территории будут осуществляться именно в окрестностях Иркутска. Поэтому уже сейчас необходимо заложить базу данных для дальнейшего мониторинга состояния флоры, как наиболее чувствительного компонента среды, отражающего все изменения ее основных экологических параметров.
3. Исторический аспект. Постановлением коллегии Министерства культуры РСФСР и Госстроя РСФСР за № 36 от 31 июля 1970г. Иркутск вошел в число исторических городов Сибири. Восточнее Урала статус исторического города имеют только Тобольск, Томск и Енисейск. История исследования флоры города является частью не только флористики, но и краеведения, истории самого города, что слабо отражено в историографии города и в экспозициях краеведческого музея. Автор убежден, что флора, как своеобразная летопись исторических событий, является таким же историческим достоянием города, как, например, его археологические памятники.
Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы является исследование состава, структуры, основных тенденций развития и условий формирования флоры города Иркутска и его окрестностей. Намеченная цель достигалась решением следующих задач:
-проведение инвентаризации современной флоры Иркутской городской агломерации;
- реконструкция исторической флоры г. Иркутска и его окрестностей (по литературным, музейным, архивным и гербарным материалам);
- проведение сопоставительных анализов современной и исторической флор;
- выявление хронологических трендов динамики флоры и оценка степени ее антропогенной трансформации;
- сравнение изученной флоры с урбанофлорами южно-сибирских городов Томска, Барнаула и Улан-Удэ.
Научная новизна. Составление полных флор городов в последние годы уже не является новостью во флористике. Однако, флора следующей стадии урбанизации пространства — городской агломерации - еще не являлась объектом специального исследования. Автором впервые составлена полная флора городской агломерации. Реконструирована историческая флора территории. Проанализирована динамика изменения флоры за 125 лет. Проведен всесторонний анализ флоры. Оценена степень антропогенной трансформации флоры. Выявлены основные тенденции формирования флоры городской агломерации и ее отличия от городской флоры.
Практическая ценность работы определяется актуальностью самих исследований. Составлена полная флора Иркутской агломерации, уточняющая данные по биоразнообразию региона. Создана база данных для дальнейшего экомониторинга флористического состава на изученной территории, как испытывающей мощный антропогенный пресс. Данные по гемеробиальности видов растений могут послужить основой для выделения перспективных в озеленении местных и заносных видов. Полученные сведения по истории исследования флоры дополняют материалы по краеведению и историографии региона.
class1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТЕРРИТОРИИ
ИССЛЕДОВАНИЯ class1
Географическое положение
Территория исследования находится в южной, пониженной части Средне-Сибирского плоскогорья - Иркутско-Черемховской предгорной равнине, юго-восточная часть которой получила название Иркутской впадины.
Иркутская впадина сформировалась в юрское время (Твердохлебов, 1962) на стыке трех гигантских геоморфологических структур: южной клинообразной части древней Сибирской платформы, как бы зажатой с юго-востока Байкальским рифтом, а с юго-запада - Восточным Саяном. Впадина выполнена континентальными отложениями, глубина её примерно 0,4-1 км.
Климатообразующее и гидрорегул ирующее значение такого уникального водного объекта, как Байкал, на территорию исследования выражается в специфичности климатических условий, что, в свою очередь, определяет наличие явления эндемизма в растительном покрове Байкальской Сибири. Ландшафтообразующее влияние Восточного Саяна показывал в своих трудах академик В.Б. Сочава (1963).
Порубежное (экотонное) положение территории исследования определяет разнообразие ландшафтных, климатических, экологических и др. условий, что выражается в высоком уровне биоразнообразия.
Иркутск с окрестностями (5217 с. ш., 1215Г в. д.) свободно раскинулся на обоих берегах р. Ангары, в её широкой речной долине, окруженной со всех сторон холмами, в 65 км .от Байкала (см. рис. 1).
В 14 км на юго-запад от Иркутска, в междуречье Иркута и Олхи, расположен молодой город-спутник Шелехов. Пространственно города обособлены слабо, образуя городскую агломерацию,
Климатические особенности территории определяются её широтным положением на юге Сибири, расчленённым рельефом и регулирующим влиянием таких водных объектов, как оз. Байкал и Иркутское водохранилище (Беркий и др., 1993). Кроме того, Иркутск и его окрестности своими размерами, характером и степенью застройки, размещением промышленных объектов и зеленых насаждений создают свой собственный, отличающийся специфическими чертами климат.
Климат резко континентальный. Зимой погода определяется влиянием азиатского антициклона: преобладают ясные, морозные дни, чаще безветренные, с глубокими инверсиями температур и небольшой влажностью воздуха. В январе, когда азиатский антициклон находится в стадии максимального развития, наибольших значений достигает давление (среднее месячное составляет 970,4 мбар) и наименьшее — средняя температура месяца, -20,9С. Весной действие азиатского антициклона ослабевает, и увеличивается число циклонов, приносящих теплый воздух из Средней Азии и Казахстана, в результате устанавливается сухая, с высокими дневными температурами, погода. Летом характерен циклонический тип погоды на фоне общего понижения давления. Первая половина лета чаще засушлива с высокой температурой воздуха, вторая — изобилует осадками. Средняя температура июля, самого тёплого месяца, +17,6 С, в этот период фиксируются самые низкие значения среднего давления - 952,7 мбар. Осенью, как и летом, преобладают циркуляционные процессы со смещением в средних широтах Сибири.циклонов с запада на восток. В это время по южным широтам смещаются антициклоны, обусловливая на юге Прибайкалья малооблачную, сухую, слабо ветреную погоду.
Рельеф, геологическое строение. Геоэкологические характеристики
Рельеф местности сильно расчленён узкими водоразделами, пологими склонами и долинами р. Ангары и её притоков - рек Ушаковки и Иркута. Водоразделы междуречий имеют высоты от 480 до 520 м над у. м.
Большая часть Иркутска и его окрестностей находится в пределах высокой поймы и террас р. Ангары и ее притоков, сложенных аллювием мощностью 5-15 м, местами перекрытых склоновыми образованиями.
Выделяют низкую пойму, высокую пойму, первую (4-6 м), вторую (8-12 м), третью (16-25 м), четвертую (25-35 м), пятую (26-35 м) и шестую (50 м) террасы (Сироткин и др., 1964; Коржуев, 1975).
Склоны речных долин в основном пологие, преобладают уклоны до 12. Максимальное превышение водоразделов над днищем долин составляет 100-170 м. По мнению Н.А. Логачёва (1958), плоские вершины водоразделов представляют собой остатки очень древней равнинной поверхности, которую в конце третичного периода начали прорезать реки.
Геологическое строение района хорошо изучено (Васянович, 1990). В структурном плане оно относится к Иркутской антиклинали, ядро которой сложено породами присаянской, а крылья - породами кудинской и черемховской (к предгорному прогибу) свит (Сироткин и др., 1964).
Возраст горных пород относится к юрской и четвертичной системам (Одинцов, Твердохлебов, 1962). Для осадков юрской системы наиболее типичны песчаники, конгломераты, алевролиты. Чередование песчаников с аргиллитами и алевролитами, наличие нескольких горизонтов вод ведут к образованию оползней, появлению выходов источников по бортам долин.
Породы четвертичного возраста почти повсеместно перекрывают коренные, достигая наибольшей мощности в речных долинах. Наиболее распространены аллювиальные отложения, представленные преимущественно галечниками и песками, а также слоистыми супесями, суглинками, глинами и торфами (Воскресенский, 1962). Современные отложения представлены пойменным аллювием, делювием склонов, пролювием в падях и конусах выноса, элювием на водоразделах. Лессовидные отложения, мощностью от 5 до 15 м, имеют покровный характер и отмечаются в разрезах надпойменных террас рек.
Ландшафт Иркутской впадины холмистый степной и лесостепной, по периферии — таёжный и болотно-таежный, определил «исключительно большое народнохозяйственное значение» территории (Солоненко, 1962:13), вечная мерзлота здесь встречается в виде изолированных островов. Террасированные долины, пологие склоны и поверхности водоразделов являются наиболее пригодными для сельского хозяйства, позволяют широко применять технику. Поэтому, именно эта часть Восточной Сибири наиболее трансформирована хозяйственной деятельностью человека. Учитывая исторические особенности заселения территории, можно полагать, что особенно значительные преобразования геосреды начались с городским этапом освоения территории, т.е. с приходом русских на берега Ангары.
С первых же лет существования города начинаются работы, значительно преобразующие геологическую среду: засыпаются понижения и, наоборот, срезаются возвышенности. С другой стороны, по мере развития городской застройки, совокупность строений начинает выступать в качестве своеобразного искусственного рельефа, вносящего существенные коррективы в ветровой, температурный, световой режимы территории. Наименее благоприятны в этом отношении районы с большой плотностью высотных зданий. К таким относятся микрорайоны Синюшина гора, Университетский, Первомайский, Солнечный, Топкинский и др.
Строительству города сопутствуют эрозионные процессы, — большая часть осваиваемой территории перекрыта легко размываемыми лессовидными грунтами. Об этом свидетельствуют старые овраги в черте города. Вторая коварная особенность этих грунтов - возможность резких просадок при замачивании - в полной мере могла проявиться только в последнем столетии, когда увеличились нагрузки при смене деревянных строений каменными, зачастую многоэтажными. Усилению этого процесса, несомненно, способствовало оснащение города сетью водонесущих коммуникаций, с неизбежными утечками, из-за которых участилось замачивание лессовидных отложений. Также происходит оседание поверхности в связи с длительной деятельностью подземных вод, уменьшением инфильтрации атмосферных осадков из-за водонепроницаемых покрытий и устройства водостоков. Под многоэтажными зданиями происходит сжатие пород и изменение их фильтрационных свойств, что создаёт предпосылки для возникновения распространенного явления урбанизированных территорий - подтопления.
Изменения геологической среды Иркутска во многом связаны и с наполнением водохранилища. В полосе подпора произошло значительное увеличение водообильности пород по сравнению с ранее обводнённой частью гидрогеологического разреза (Павлов, 1998).
Высокая динамичность гидрогеохимических границ в зоне подпора ангарских водохранилищ на огромной территории ухудшает геоэкологическую ситуацию (Павлов, 1998). Основными осложняющими факторами являются экзогенные геологические процессы (абразия берегов, овраги и промоины, заболоченность, оползни) и присутствие среди рыхлых отложений мощной толщи просадочных лёссовидных образований. За период эксплуатации Иркутского водохранилища величина размыва берегов составила более 150 м. Наиболее размываемые участки расположены на правобережье от плотины ГЭС и до пос. Патроны. Интенсивное освоение побережий водохранилища во много раз увеличило экологические нагрузки, степень которых, по-видимому, начинает превышать допустимые нормы (Тржцинский, Овчинников, 1998).
История флористических исследований (с начала XVIII в. до наших дней)
Иркутск, где располагалось Восточно-Сибирское отделение Русского Географического общества Императорской Академии наук (ВСОРГО), почти с начала своего -существования был научным центром не только Восточной Сибири, в сегодняшнем её понимании, но всей тогдашней Иркутской Губернии, т.е. большей части Сибири и Дальнего Востока. Во времена Великих географических открытий (XVIII - XIX вв.) Иркутск служил своеобразным плацдармом (Козьмин, 1904; Роль Иркутска ..., 1986) для изучения и освоения новых земель; своим великолепием притягивал взоры ученых Байкал, звали неизведанностью Дальний Восток, Центральная Азия, Маньчжурия, земли Камчатки и Русской Америки. В Иркутске жили, работали и снаряжали свои экспедиции многие известные ученые не только России, но и мира.
Приток умных, образованных людей в город обеспечивала и карательная политика Российской Империи: Иркутск долгое время был местом ссылки политзаключенных. Значительную роль в накоплении знаний и в исследовании флоры и растительности города сыграли, например, поляки, массовые ссылки которых в Сибирь начались после Польского восстания 1863г. (Грембецка, 1993). Среди них были такие опытные исследователи, как А. Чекановский, М. Янковский, Ю. Лаговский, Н. Витковский, Ф. Августинович и др., составленные ими гербарии известны в ботанических центрах всей Европы.
Обо всех естествоиспытателях и их деятельности в Иркутске есть литературные и документальные свидетельства (Рупрехт, 1864; Бородин, 1908; Литвинов, 1909; Грембецка, 1993 и др.). Флора города с прилегающими окрестностями не была обделена вниманием ученых: здесь гербаризировали 47 коллекторов с 1725 по 1906 гг. (см. табл. 2). К сожалению, большая часть гербарных сборов, упомянутых в таблице 2 коллекторов, либо погибла во время опустошительного пожара в Иркутске в 1879г., когда сгорели научные фонды ВСОРГО, либо коллекции были вывезены из России и осели в частных и академических гербариях Франции, Германии, Швеции, Польши, Англии, Венгрии и др. Более подробные сведения о самих ученых опубликованы нами в отдельной статье (Виньковская, 2003а).
Места хранения не вывезенных гербариев Иркутской флоры приводятся по ИЛ. Бородину (1908).
В январе 1952г. вновь собранная коллекция ВСОРГО, перешедшая в собственность Иркутского Музея (ныне Иркутского областного краеведческого музея), сильно пострадала от наводнения и списана в 1954г. Коллекция не была уничтожена сразу, и её передали на кафедру ботаники ИГУ (где часть ее сохранилась и до наших дней), наиболее пострадавшие гербарные листы, которых, к сожалению, оказалось большинство, были сожжены. Из сохранившихся материалов для города и его окрестностей насчитывается всего 22 гербарных листа. Это сборы В.Б. Шостоковича (1897), Н. Кириллова (1897), Я.П. Прейна (1904), Златковского (год?, предположительно, конец XIX - начало XX вв.), А.В. Адрианова (14 апреля, 8 июня 1880), Сизыря (4 мая 1908), Н.А. Витковского (год?, предположительно, конец XIX - начало XX вв.), А.Л. Чекановского (1884), Соболева (1869), Н. Кузнецова (1830) и несколько листов неизвестных коллекторов.
Проведенная нами в сентябре 2002г. ревизия фондов Иркутского областного краеведческого музея показала полное отсутствие сборов XIX в., а гербарный материал за XX столетие крайне беден. Считаем возможным упомянуть лишь сборы Соболевой, Городецкой, Соколовой по долине реки Олхи и д. Марково, сделанные в мае 1949 и июле 1950гг. в количестве 141 гербарного листа; Гольцовой в окрестностях д, Смоленщины — в июне 1951г., 91 лист; Карповой в пойме р. Иркута - в июле 1981г., 59 листов; Колесника в долинах рек Олхи и Иркута и по Байкальскому тракту - в июле 1986г., 14 листов.
Гербарные фонды Иркутского госуниверситета содержат богатейший материал по флоре города и его окрестностей, накопленный сотрудниками и студентами кафедры ботаники и генетики с момента основания факультета в 1919г. Отметим немногочисленные (для территории исследования), но интересные сборы А.П. Солодовниковой (1921-1940гг.), Н.А. Еповой (1926-1927) и Н.Н. Смирновой (1940-1955), часть которых сделана на ангарских островах, затопленных после возведения плотины ГЭС. Немногочисленны в окрестностях города, но имеют исторический интерес сборы И.В. Ларина (1911-1915), В.И. Смирнова (1929-1932), а также Т.И. Поплавской (1945), В.А. Брызгаловой (1927) и многих других. Наиболее представительной является коллекция A.M. Зарубина (1952-2004).
К сожалению, наличие обширного гербарного материала не способствовало появлению специальных монографий по флоре города ни в прошлом, ни в настоящем (Библиография Иркутской области, 1956; Крылов, Салатова, 1969). Исключением являются работы Т.О. Юринского (1908а, в, г) по фитофенологическим наблюдениям, «Весенние биологические экскурсии в окрестностях Иркутска» (1960) Л.В. Бардунова и Л.И. Малышева, методическое пособие «Конспект флоры окрестностей г. Иркутска» (Барицкая, Дутина, Дубровина, 1989). В основном, материалы послужили для написания флористических работ более значительных географических выделов, чем город с окрестностями, где для нашей территории упоминаются лишь отдельные виды в «Flora Sibirica...» (Gmelin, 1747-1759), «Flora baicalensi-dahurica...» (Turczaninow, 1842-1845,1856) и в более поздних трудах - Флора Средней Сибири (Попов, 1957, 1959), Флора Центральной Сибири (1979), Флора Сибири (1987-1997).
Похожие диссертации на Флора Иркутской городской агломерации и ее динамика за последние 125 лет
