Введение к работе
Актуальность темы. Природа городского округа г. Воронеж кардинально преобразована антропогеогенезом, воздействие которого резко возросло на рубеже третьего тысячелетия. Синантропизация растительного покрова приобрела такие размеры, что позволяет говорить об антропогенной эволюции экосистем.
Дубравы городского округа г. Воронеж - основное ядро его зелёной инфраструктуры и экологического каркаса, выполняющие водоохранную, противоэрозионную, природоохранную, рекреационную и эстетическую роли. В этой связи с особой остротой встают вопросы разработки эффективной научно-обоснованной программы по оптимизации городских ландшафтов с учётом мониторинга и реабилитации природных экосистем, без решения которых невозможно построение любых концепций устойчивого развития региона. Сохранение, оптимизация и правильное рекреационное использование пригородных лесов является актуальным и современным направлением их изучения.
Природа не только обеспечивает поддержание экологического состояния, но и эстетику города. Продолжающийся рост урбанизации, необходимость расширения рекреационных зон требует проведения инвентаризации флоры дубрав для её сохранения. Появилась необходимость разработки единой стратегии по изучению флористического загрязнения дубрав городского округа с предложением мероприятий его предотвращения.
Почва, являясь одним из компонентов наземных экосистем, определяет их структурную организацию, функционирование, продуктивность и многие другие параметры их состава и свойств. Практически вся наземная биота находится в прямой или косвенной зависимости от органоминеральной составляющей почвы, которая в свою очередь зависит от климатических, геоморфологических, лито логических условий, временного фактора.
Необходимость специального изучения и разностороннего анализа флоры и почвенного покрова дубрав продиктовано тем, что несмотря на более чем полутора вековой период исследования компонентов биоты и почв ближнего Подворонежья и городского округа г. Воронеж, обобщающих сводок, дающих представление об их своеобразии до настоящего времени нет.
Объект исследования - естественные дубравы городского округа г. Воронеж, их флористический состав и почвенный покров.
Предмет исследования - структура современной флоры и почвенный покров дубрав с применением аналитических биогеографических подходов.
Цель работы - выявление и оценка флористического разнообразия естественных дубрав с обоснованием подходов его сохранения и характеристикой почвенного покрова. Поставлены и решены следующие задачи:
-
Проведена инвентаризация и составлен аннотированный список сосудистых растений дубрав, с учётом литературных, гербарных материалов и полевых исследований;
-
Выполнен анализ и дана оценка систематической, биоморфологической, эколо-го-фитоценотической, географической и антропотолерантной структуры флоры дубрав;
-
Выявлено современное состояние редких и нуждающихся в охране растений и предложены рекомендации их сохранения;
-
Изучена структура почвенного покрова (1Ш) дубрав, состав и свойства её фоновых компонентов;
-
Построены картосхемы почвенного покрова дубрав городского округа г. Воронеж (Северная и Шиловская дубравы);
-
Предложены рекомендации по оптимизации урбанизированных дубрав для сохранения их ресурсного потенциала;
-
Пополнена база данных VORG (гербарий факультета географии, геоэкологии и туризма Воронежского госуниверситета) сведениями о 600 гербарных образцах.
Научная новизна и теоретическая значимость:
Впервые проведена инвентаризация флоры 3-х участков урбанизированных дубрав городского округа г. Воронеж, на основе комплексного биогеографического подхода;
Составлен аннотированный список флоры, включающий 677 видов высших растений из 4-х отделов, 87 семейств и 348 родов;
Обнаружена популяция Allium ursinum L. в дубраве Правобережного лесничества, как нового вида для флоры Воронежской области и г. Воронежа;
Проведена критическая оценка с уточнением и дополнением сведений по распространению 7 видов Красной книги России и 39 - Красной книги Воронежской области с обоснованием их охраны;
Впервые дана оценка на региональном уровне антропотолерантности флоры дубрав с выявлением инвазивных видов, которая рассматривается как процесс взаимодействия природной и адвентивной флор;
Оценка ботанико-географической структуры флоры раскрывает историю миграции растений в послеледниковое время. Подтверждено европейское происхождение дубрав г. Воронежа, что обосновано преобладанием видов растений европейского типа ареала и исследованиями восточноевропейских широколиственных лесов Ю.Д. Клеоповым (1990);
Даны современные и новые сведения о почвенном покрове урбанизированных дубрав городского округа г. Воронеж и установлено, что морфологическое строение, состав и свойства фоновых почв закономерно меняются при смене ландшафтно-экологических условий. Конкретным участкам исследованных дубрав свойственны определенные почвенные комбинации, образующие особые структуры почвенного покрова, характеризующиеся его однообразной неоднородностью. Построены картосхемы почвенного покрова дубрав.
Результаты работы дополняют и расширяют теоретическую и научную базу оптимизации рекреационного природопользования урбоэкосистем.
Практическая значимость. Выявленные 677 видов растений с многофункциональной оценкой и изученный почвенный покров городских дубрав закладывают основу регионального мониторинга с практическим применением. Биогеографическая оценка фактических сведений о флоре урбанизированных дубрав является основой их оптимизации. Информационный банк данных позволяет сделать выбор практических действий в сохранении экологического равновесия в урбоэко системе. Принципы и методы оценки многофункциональных характеристик флоры дубрав раскрывают теоретические подходы научных и
5 практических решений многих прикладных аспектов.
Полученные данные по флоре дубрав использованы для составления Красной книги Воронежской области и дальнейшего мониторинга. Они вошли в 10-е издание П.Ф. Маевский «Флора средней полосы Европейской части России» (2006 г.), готовящихся 11-го издания и «Флоры Центрально-Черноземного района». Сведения по адвентивным видам могут использоваться в проектах по созданию региональных «Чёрных книг». Они нашли применение в курсах «Экологии», «Биогеография» и «Природопользование» в Воронежской Государственной Лесотехнической академии, Воронежском государственном университете. Практический результат работы отражён в пополнении гербарной коллекции VORG. Электронная база данных по флоре урбанизированных дубрав может решать широкий круг задач для составления региональных флор, мониторинга и разработки вопросов природопользования.
Результаты исследований отражены в научных публикациях (Григорьевская, Зелепукин, 2008, 2009, 2011, 2012, 2012а; Григорьевская, Лепёшкина, Зелепукин, 2012; Зелепукин, 2011) и монографии (Григорьевская, Зелепукин, 2013).
Положения, выносимые на защиту:
-
Результаты анализа структурной организации флоры дубрав в динамическом аспекте с использованием биогеографических подходов - теоретическая основа мониторинга.
-
Гетерогенность ландшафтно-экологических условий - основа формирования закономерностей распространения генетических особенностей, состава и свойств фоновых почв естественных дубрав городского округа г. Воронеж.
-
Аннотированный конспект флоры дубрав городского округа г. Воронеж -современная флористическая сводка и основа практического решения проблем сохранения зонального фиторазнообразия в условиях урбанизированного ландшафта.
Теоретической и методической основой исследований флор дубрав городского округа г. Воронеж послужили работы по биогеографии, природопользованию, геоэкологии и геоботанике, которые охватывают длительный период: Н.С. Тарачков (1852-1855, 1853а); Л.Ф. Грунер (1887); Б.А. Келлер (1921); Г.Э. Гроссет, Б.Н. Замятнин (1925, 1935); Ф.С. Яковлев (1929); СВ. Голицына (1935); Н.С. Камышева (1964); И.М. Хомяковой (1968, 1969, 1971); М.М. Вересина (1987); Ф.Н. Милькова (1973а, 1981, 1983а, 1992); Н.В. Караванской (2002, 2005, 2005а); Н.П. Карташовой (2002); В.А. Агафонов (2003); Биоразнообразие ... (2004); А.Я. Григорьевской, Д.С. Зелепукина (2008, 2009, 2011, 2012, 2012а); Д.С. Зелепукина (2011); А.Я. Григорьевской, Л.А. Лепёшкиной, Д.С. Зелепукина (2012) и др.
Они составили теоретическую основу исследования. Предложенные методы являются основными при выявлении флоры и проведении многофункционального анализа.
При полевых и камеральных исследованиях использованы методы: историко-архивный, биогеографический, сравнительный, статистический, прогнозно-оценочный, экологический, маршрутный, фитоценотический, компьютерный.
Исходными материалами послужили литературные, гербарные сведения,
авторские исследования с 2007 по 2013 гг. Собранная гербарная коллекция в числе
600 образцов хранится в гербарном фонде VORG факультета географии,
геоэкологии и туризма Воронежского государственного университета.
Просмотрено в фондах VOR, VORG более 5000 гербарных листов. Создана иконотека в числе 1000 фотографий с отображением растений и пейзажных снимков.
Личный вклад автора заключается в выборе объектов и сборе материала, обобщение всех доступных сведений по теме, самостоятельной обработке материала и выборе соответствующих методов, постановке задач и анализ материала, проведении полевых и камеральных исследований, пополнения гербария VORG, создания иконотеки. Работа иллюстрирована авторскими рисунками и фотографиями.
Достоверность результатов исследований обеспечена использованием большого объема фактических данных отобранных в соответствии существующим методикам. Материалы подтверждены публикациями и актом внедрения.
Апробация работы. Материалы исследования докладывались на ежегодных отчётных научных конференциях на факультете географии, геоэкологии и туризма Воронежского госуниверситета (Воронеж, 2007-2010), международных, российских и региональных конференциях и совещаниях: «Современные проблемы морфологии и репродуктивной биологии семенных растений» (Ульяновск , 2008), «Флора и растительность Центрального Черноземья - 2009» (Курск, 2009), «Биоразнообразие: проблемы изучения и сохранения» (Тверь, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе в соавторстве 1 монография и 7 статей в российских журналах. В изданиях рекомендованных ВАК для публикаций научных результатов диссертационных исследований опубликовано 3 статьи.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, библиографического списка и приложений. Основное содержание работы изложено на 149 страницах текста, содержит 18 рисунков и 13 таблиц. Список цитируемой литературы насчитывает 156 наименований, из них 7 на иностранных языках. Приложение вынесен аннотированный список (конспект) сосудистых растений дубрав городского округа г. Воронеж (объёмом 70 страниц).
