Введение к работе
Актуальность темы. Поймы рек – ценные сельскохозяйственные угодья, и в то же время, уникальный природный объект, который имеет высокую природоохранную значимость и отличается от водораздельных территорий экологическим режимом, пространственной организацией почвенно-растительного покрова и повышенным биоразнообразием. Поймы играют роль миграционных коридоров для распространения видов за пределы их обычного ареала и являются рефугиумами для редких и исчезающих видов. Особый интерес они представляют как богатый источник дешёвых грубых кормов, главным образом – сена, особенно на севере, где сельское хозяйство развивалось в молочно-мясном направлении.
Пойменные луга – самые динамичные естественные сообщества суши (Елиашевич, 1986). По мнению Б.М. Миркина (1965), их обследование необходимо повторять не реже, чем 1 раз в 25 лет, поскольку изменение характера и интенсивности воздействия человека и процесс развития растительности в сторону зональных типов вызывают большие перемены в облике лугов.
В настоящее время пойменные луга Архангельской области, доля которых составляет около 1,6% от всех сельскохозяйственных угодий (Доклад о состоянии …, 2001), уже не такие, какими их описывали исследователи прошлых лет: А.М. Дмитриев (1904), А.П. Шенников (1913 – 1937), Л.А. Соколова (1937), Р.А. Еленевский (1936), А.А. Шахов (1936), Л.А. Дербин (1938), Г.В. Афанасьев (1958 – 1968), Л.Н. Алексеенко (1968 – 1980), В.В. Липатова (1980), В.А. Мартыненко (1989), В.С. Кащенко (1994, 1995). Многие ценные для сельского хозяйства высокопродуктивные пойменные луга сейчас заброшены или используются не по назначению. Антропогенная деятельность и специфические природные особенности повлияли на изменения почвенного покрова, флоры, растительности и продуктивности. Необходима комплексная оценка современного состояния пойменных лугов области и, на основе новых научных данных, разработка рекомендации, направленных на предотвращение их деградации, стимулирование естественных демутационных процессов и повышение продуктивности.
Цель работы заключалась в изучении экологического состояния, разнообразия флоры и растительности, продуктивности лугов островной поймы низовий реки Северной Двины на современном этапе.
В задачи исследований входило:
-
изучить экологические особенности луговых пойменных фитоценозов;
-
составить флористический список лугов островной поймы и провести флористический, географический, экологический, экобиоморфологический анализы ценофлоры;
-
установить эколого-флористические особенности разновозрастных пойменных островов и роль микрорельефа в распределении луговых видов;
-
выявить разнообразие островных луговых сообществ и их приуроченность к различным почвенно-экологическим условиям;
-
оценить количественные и качественные показатели продуктивности пойменных лугов в зависимости от агроботанического состава травостоев, экологических условий и хозяйственного использования.
Защищаемые положения:
– Особенности почвенно-растительного покрова лугов островной поймы низовий р. С. Двины формируются под воздействием влияния широкого спектра экологических условий и разных форм и степени хозяйственного использования;
– Ценофлора лугов островной поймы низовий р. С. Двины является бореальной, характеризуется специфическими чертами, связанными с аллювиально-поемной деятельность реки и интенсивным воздействием антропогенного фактора, при этом вносит существенный вклад во флору Архангельской области;
– Луга разновозрастных пойменных островов находятся на разных стадиях сукцессий, что проявляется в эколого-флористических особенностях и связи определённых видов растений с выраженностью микрорельефа.
– На современном этапе происходит деградация лугов островной поймы низовий р. С. Двины, вызванная процессами залежеобразования в связи с забрасыванием угодий, что сказывается на изменении условий их существования и проявляется в особенностях видового состава и показателях продуктивности.
Научная новизна. Впервые за последние десятилетия произведено комплексное исследование пойменных лугов островной поймы в нижнем течении р. С. Двины; составлен флористический список и выполнен его анализ; определены и проанализированы качественные и количественные данные продуктивности лугов в связи с залежеобразованием; дана оценка современным почвенно-грунтовым условиям и их влияния на распределение луговой растительности; изучено влияние микрорельефа на покрытие видов на лугах разновозрастных островов; предложены принципы классификации растительности лугов.
Теоретическая и практическая значимость. Представленные в работе данные имеют научное и социально-экономическое значение. Они вносят вклад в познание экологического состояния экосистем севера, могут быть использованы при проектировании мероприятий, направленных на улучшение состояния пойменных лугов и повышение их продуктивности, что напрямую связано с проблемами интенсификации животноводства. Материалы исследований предоставлены в Министерство АПК и торговли Архангельской области, сельскохозяйственным предприятиям в районе исследований и другим заинтересованным организациям; результаты работы включены в учебно-образовательный процесс при подготовке студентов по направлениям экология, биология, биология-химия, природопользование, агрохимия и агропочвоведение в САФУ имени М.В. Ломоносова.
Обоснованность и достоверность выводов и предложений базируется на использовании обширного полевого материала, применении общепринятых научно-обоснованных методик исследований, современных методов математической обработки данных и статистического анализа с использованием компьютерных программ MS Excel 2006 и пакета PC ORD for Windows version 4.01.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на 11 научных конференциях: Четвёртая международная научно-практическая конференция «Экологическое образование и экологическая наука» (Архангельск, 2004); Международная научно-практическая конференция «Сохранение биологического разнообразия наземных и морских экосистем в условиях высоких широт» (Мурманск, 2009); Региональная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Молодёжь в науку» в рамках ежегодной конференции «Ломоносова достойные потомки» (Архангельск, 2009); Вузовская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Научные исследования аспирантов и молодых учёных ПГУ имени М.В. Ломоносова: возможности и перспективы» (Архангельск, 2010); Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных с международным участием «Проблемы сохранения биологического разнообразия Волжского бассейна и сопредельных территорий» (Чебоксары, 2010); Семнадцатая Всероссийская молодёжная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2010); Научная вузовская конференция в рамках «XII Ломоносовских научных чтений студентов, аспирантов и молодых ученых» (Архангельск, 2010); «IV Международный контактный форум по сохранению местообитаний в Баренцевом регионе» (Архангельск, 2010); Восемнадцатая Всероссийская молодёжная научно-практическая конференция. «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2011); Четвёртая международная молодёжная научная конференция в рамках Международной конференции «Развитие академической науки на родине М.В. Ломоносова» «Экология – 2011» (Архангельск, 2011); Научная вузовская конференция в рамках «XIII Ломоносовских научных чтений студентов, аспирантов и молодых ученых» (Архангельск, 2011).
Часть исследований была осуществлена при поддержке Гранта администрации Архангельской области № 03-24 «Оценка продуктивности и разнообразие растительности пойменных лугов северной подзоны тайги Архангельской области», руководитель проекта – Паринова Т.А. (2009 г.) и средств Премии по поддержке талантливой молодёжи, установленной Указом Президента Российской Федерации от 6 апреля 2006 года № 325 «О мерах государственной поддержки талантливой молодёжи» г. Москва (2009 г.).
Публикации. По итогам исследований было опубликовано 14 научных работ, в том числе две в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.
Личный вклад диссертанта заключается в постановке проблемы, разработке методики, непосредственном выполнении полевых работ, анализе, обобщении и интерпретации представленных в диссертации материалов.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, списка литературы, и 4 приложений. Основной текст изложен на 158 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы и 33 рисунка. Список использованной литературы включает 177 источников, в том числе 10 на иностранных языках.
Автор выражает благодарность научному руководителю, доктору с.-х. наук, профессору кафедры лесоводства и почвоведения Лесотехнического института САФУ Е.Н. Наквасиной за всестороннюю помощь в подготовке диссертации; к. б. н., доценту кафедры ботаники и общей экологии САФУ М.П. Бахматовой, во многом определившей область моих научных интересов; к. б. н., доценту кафедры ботаники и общей экологии САФУ О.В. Сидоровой за ценные консультации и методические советы; к. б. н., доценту, заведующей кафедрой ботаники и общей экологии САФУ Е.Ю. Чураковой за помощь в определении видов растений; к. б. н., старшему научному сотруднику Лаборатории болотных экосистем Института биологии КарНЦ РАН С.Р. Знаменскому за консультации; всем сотрудникам кафедры ботаники и общей экологии института естественных наук и биомедицины САФУ имени М.В. Ломоносова, родным и близким за помощь и поддержку.
