Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние десятилетия нагрузка на сенокосные и пастбищные угодья в Калининградской области приобрела неравномерный характер. Усложнение пространственной структуры биогеоценозов и дестабилизация луговых экосистем в условиях их нерационального использования в пределах северных склонов Вармийской возвышенности, относящихся к Калининградскому эксклаву, приводят к дестабилизации луговых экосистем, которые на значительных площадях утратили свой статус и представлены малопродуктивными разностями. Ухудшились в кормовом отношении флористический состав и производительность травостоев, происходят смены растительного покрова, то есть наблюдается антроподинамическая дигрессия экосистем. Исследование склоновых почв и процессов формирования растительного покрова лугов и пастбищ Вармийской возвышенности необходимо для определения адекватных закономерных связей между фитоценозами и средой обитания по мере увеличения или уменьшения напряженности того или иного экологического фактора, а также ответных реакций экосистемы на антропогенное воздействие. Агроэкологическое значение исследования структуры почвенного и растительного покровов луговых биогеоценозов определяется ее информативностью в отношении пространственной и временной изменчивости агроэкологических условий.
Территориальная дифференциация экологических условий склоновых ландшафтов Вармийской возвышенности создает реальный фон, на котором прослеживаются агроэкологическое состояние растительного и почвенного покровов и тенденции современной эволюции их структуры. Сложность рельефа и экологических условий, особенности антропогенных воздействий на общеэкологическую обстановку, а также недостаточность информационной обеспеченности управления земельными ресурсами привели к выбору региона исследований.
Цель исследования – детальное изучение современного экологического состояния природных и антропогенно-преобразованных луговых биогеоценозов северных склонов Вармийской возвышенности Калининградской области: теоретические и прикладные аспекты.
Задачи исследования:
- анализ литературных и фондовых материалов; определение преемственности, новизны исследований и развития идей в экологии биогеоценозов;
- изучение специфики геоэкологических, геоморфологических и климатических условий Вармийской возвышенности, отвечающих за большой геологический, малый биологический и почвенно-биогеохимический круговороты веществ;
- исследование почвенного покрова, режимов и процессов почвообразования, генетических свойств и экологических функций почв;
- определение видового состава и биоморфологического разнообразия фитоценозов, их предельно-структурных элементов в биогеоценозах;
- исследование зоогенных ландшафтов, педобионтов и их предельно-структурных элементов в биогеоценозах;
- поиск резервов сохранения луговых ландшафтов Вармийской возвышенности в режиме их рационального использования.
Научная новизна заключается в получении информации о современном экологическом состоянии лугов и пастбищ Вармийской возвышенности, об адаптированности растений различных семейств и жизненных форм к тем или иным условиям среды обитания, как естественной, так и антропогенно-преобразованной. Впервые проведен анализ экологических факторов луговых биогеоценозов Вармийской возвышенности; установлен флористический состав, типология лугов и предложена схема классификации луговой растительности региона исследований; впервые исследование почвенного покрова было подчинено выявлению экологических функций почв в биогеоценозах; выявлены закономерности пространственного распределения зоогенных предельно-структурных элементов в биогеоценозах; определены пути сохранения биологического и ландшафтного разнообразия луговых биогеоценозов.
Достоверность научных положений и выводов обоснована достаточным количеством авторского материала при реализации поставленных целей и задач, подтвержденных использованием современных методов, методик исследований и обработкой данных.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Пространственная гетерогенность среды и контрастность экологических факторов биотопа обеспечивают разнообразие таксонов луговой растительности на уровне классов и подклассов биоморф луговых экосистем.
2. Неоднородность почвенного покрова при наличии эдафического континуума создает экологические ниши для существования устойчивых комбинаций луговой биоты и ординации видов растений и животных по градиентам экологических факторов за счет снижения конкуренции при разделении ресурсов.
Практическое значение исследований заключается в возможности разработки рациональных экономически и экологически обоснованных приемов организации территории склонов и их оптимального использования, охраны почв и биоразнообразия ландшафтов. Полученные результаты важны для изучения динамики луговых экосистем Вармийской возвышенности. Результаты работы могут быть использованы в курсах «Охрана и рациональное использование природных ресурсов», «Ландшафтоведение», «Кормопроизводство», «Луговые ландшафты».
Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV Междун. науч. конф. “Инновации в науке и образовании», г. Калининград, 2006 г.; Междун. науч. конф. «Мониторинг и оценка состояния растительного мира», г. Минск, 2008 г.; Междун. науч.-пр. конф., «Мелиорация и водное хозяйство XXI века. Наука и образование», г. Горки, 2009 г.; III Всероссийской междун. конф. «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий», г. Астрахань, 2009 г.; Междун. конф. «Современное состояние и перспективы развития мелиоративного почвоведения», г. Алматы, 2009 г.; конф. «География продуктивности и биогеохимического круговорота наземных ландшафтов: к 100-летию профессора Н.И. Базилевич», г. Пущино, 2010 г.; III Междун. науч.-пр. конф. «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий», г. Астрахань, 2010 г.; Всероссийской науч. конф. «Методическое обеспечение мониторинга земель сельскохозяйственного назначения», г. Москва, 2010 г.; IV Всероссийской междун. науч. конф. «Отражение био-,гео-,антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове», г. Томск, 2010 г.; Всероссийской науч. конф. «Генезис, география, классификация почв и оценка почвенных ресурсов», г. Архангельск, 2010 г.; Междун. конф. «Ресурсный потенциал почв – основа продовольственной и экологической безопасности России», г. Санкт-Петербург, 2010 г.; Междун. науч.-пр. конф. «Перспективы освоения инновационных технологий в сельском хозяйстве на примере Калининградской области», п. Славянское Калининградской обл., 2011 г.
По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 2 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Декларация личного участия автора. В основу диссертационной работы положены результаты детально-маршрутных и стационарных исследований автора в период с 2005 года по настоящее время.
Структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 160 страницах и состоит из введения, шести глав, выводов, приложения и списка литературы – 159 наименований, из них (26 – на иностранных языках), 35 таблиц,11 рисунков, 2 фотографий.
Благодарности. За профессиональное руководство и помощь при выполнении работы автор благодарит научного руководителя профессора Э.М. Паракшину, а также выражает огромную признательность Ю.П. Паракшину, О.М. Бедаревой, В.Г. Сильвандеру, Л.С. Мурачевой, О.А. Анциферовой, А.И. Юсову, А.В. Курманской за консультации и ценные советы.
