Многолетняя динамика восстановления растительности техногенных ландшафтов Былымской аридной котловины (Центральный Кавказ)

Основные тенденции динамики восстановления растительности на разновозрастных террасах дамбы хвостохранилища Тырныаузского комбината в условиях Былымской аридной котловины. Прогноз формирования субальпийских остепненных лугов на темногумусовых почвах.

Рубрика География и экономическая география
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 21.06.2021
Размер файла 500,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт экологии горных территорий им. А.К. Темботова РАН

Многолетняя динамика восстановления растительности техногенных ландшафтов Былымской аридной котловины (Центральный Кавказ)

В.А. Чадаева

Н.Л. Цепкова

А.Ж. Жашуев

Аннотация

восстановление растительность дамба хвостохранилище

За 50-летний период выявлены основные тенденции динамики восстановления растительности на разновозрастных террасах дамбы хвостохранилища Тырныаузского комбината в условиях Былымской аридной котловины. В течение 20 лет остепненный луг восстанавливается на молодых верхних террасах. Медленнее всего идет процесс самозарастания старовозрастных террас у подножия дамбы (50 лет). Процессы почвообразования, напротив, интенсивнее протекают на нижних террасах. В настоящее время фитоценогенез на дамбе хвостохранилища не завершен. На фоне низкого антропогенного давления на полотне дамбы прогнозируется формирование субальпийских остепненных лугов на темногумусовых почвах.

Ключевые слова: флора, техногенный ландшафт, сукцессия, дамба хвостохранилища, луговые экосистемы, Центральный Кавказ.

Развитие горнорудного производства связано с разрушением почвенного и растительного покрова, изменением микроклимата (Андроханов, 2005), формированием техногенных ландшафтов, оказывающих значительное влияние на прилегающие природные комплексы. Примером служит деятельность Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината (ТВМК) - в прошлом одного из основных центров горно-рудного производства на Северном Кавказе. В начале 2000-х гг. работа предприятия была прекращена, а одним из результатов его функционирования стало создание в 19682000 гг. хвостохранилища в лугово-степных ландшафтах Былымской аридной котловины (1600 м н.у.м. БС). Дамба хранилища перегородила долину р. Гижгит в районе ее впадения в р. Баксан, формируя искусственный террасированный склон юго-западной экспозиции крутизной 30-45°.

Основные работы по влиянию хвостохранилища ТВМК на прилегающие природные комплексы связны с выявлением концентрации тяжелых металлов в растениях, воде и почве (Ермаков и др., 2013; Reutova, Dzambetova, 2006; Gedgafova, Uligova, 2017; Reutova 2017). Слабо исследовано восстановление растительности хвостохранилища (Разумов, Цепкова, 1984; Шхагапсоев, 2000; Цепкова, Фисун, 2004), от которого во многом зависит интенсивность пыления, развитие эрозионных процессов, физическая целостность дамбы, сдерживающей около 900 тыс. м3 воды. Возможное влияние хранилища на прилегающие горно-луговые экосистемы заключается в поставке семян чужеродных видов растений, часто сопровождающее формирование техногенных ландшафтов. Накопленный за последние 50 лет объем данных позволяет провести анализ многолетней динамики фитоценогенеза и почвообразования на хвостохранилище. Исследование актуально также в свете появления в официальных СМИ информации о скором (2019-2020 гг.) начале строительства нового комбината по добыче и переработке вольфрамо-молибденовых руд Тырныаузского месторождения.

Цель исследования - изучить закономерности формирования растительного покрова на разновозрастных террасах третьего хвостохранилища ТВМК в условиях Былымской аридной котловины, оценить современное состояние растительного покрова дамбы и прилегающих горно-луговых экосистем.

Материалы и методы

Объект исследований - разновозрастные террасы дамбы хвостохранилища ТВМК и прилегающие лугово-степные фитоценозы Былымской аридной котловины. Дамба высотой около 160 м и площадью 94 га насыпана из имеющегося на месте валунно-галечникового аллювия (одна терраса в год) и состоит из 30-35 террас. Единственное мероприятие по фиторекультивации - посадка Hippophae rhamnoides L. в начале 1970-х гг. (Фисун, Ахматова, 1999). Сама котловина относится к системе Северо-Юрской депрессии. Это чашеобразная долина между Скалистым и Боковым хребтами Большого Кавказа на территории Кабардино-Балкарской Республики. Климат котловины, находящейся в «дождевой тени», отличается сухостью. Среднегодовая сумма осадков составляет 300400 мм, среднегодовая температура воздуха - 5.5°С (Авессаломова и др., 2002).

При изучении закономерностей фитоценогенеза на дамбе хвостохранилища использован метод экстраполяции пространственных рядов во временные. Для этого террасы были условно разбиты на три возрастные группы: старовозрастные (СТТ, нижняя часть дамбы), средневозрастные (СРТ, средняя часть дамбы), молодые (МТ, верхние террасы). Для анализа использовали данные контрольных исследований 1982, 1992, 2003, 2018 гг. Соответственно, СТТ изучены в возрасте 11-50 лет от момента формирования, СРТ - в возрасте 11-40 лет, МТ - спустя 7-23 года от закладки (табл. 1).

Таблица 1. Возраст террас дамбы хвостохранилища и состояние почвенного покрова в разные годы исследований (Классификация ..., 2004).

Террасы

Год

Возраст террас, лет

Почвы

Мощность почвенного слоя, см

Мощность дернины, см

СТТ

1982

11-14

Примитивные бесструктурные

4.5-5

0.5-1

1992

21-24

Псаммоземы

5-10

1-2

2003

32-35

Т емногумусовые

15-20

3-5

2018

47-50

Т емногумусовые

30-50

7

СРТ

1992

11-14

Примитивные бесструктурные

2-3

0

2003

22-25

Псаммоземы

5-10

0.5-1

2018

37-40

Псаммоземы

15-25

3

МТ

2003

7-8

Примитивные бесструктурные

1-3

0

2018

22-23

Примитивные бесструктурные

3-5

0-1

В указанные годы по ходу вертикального профиля на полотне каждой группы террас на площадках размером 50 м2 выполнены по 5-10 геоботанических описаний, включая определение количественного участия видов в фитоценозе (Braun-Blanquet, 1964): r - вид редок (1-4 особи), + - встречается разреженно и покрывает менее 1% территории, 1 балл - проективное покрытие 1-5%, 2 балла - покрытие 6-15%, 3 балла - 16-25%, 4 балла - 26-50%, 5 баллов - более 51%. Оценена степень сформированности почв, мощность почвенного слоя и дернины. Проанализирована динамика соотношения на террасах видов естественных ненарушенных лугово-степных фитоценозов, видов природных сообществ естественно эродированных субстратов и рудеральных синантропных видов. Проведен сравнительный анализ видовых составов террас и граничащих с хвостохранилищем естественных лугово-степных фитоценозов на основе коэффициента сходства Чекановского-Съеренсена. Для этого были заложены пять модельных площадок (МП) размером 900 м2 в пределах наиболее типичных растительных сообществ на склонах разной экспозиции. На МП проведено геоботаническое описание травостоя, оценены запасы зеленой надземной фитомассы и значения индекса синантропизации растительности (Цепкова и др., 2008). Номенклатура видов дана по работе С.К. Черепанова (1995).

Результаты и обсуждение

Показатели видового богатства и общего проективного покрытия травостоя (ОПП, %) в ходе восстановительной сукцессии на разновозрастных террасах ТВМК возрастают на протяжении всего периода наблюдений, что свидетельствует об эцезионном характере фитоценогенеза. При этом к окончанию первого десятилетия число видов и значения ОПП на СРТ и МТ более чем в два раза превышали данные показатели на СТТ (рис. 1).

Среди наиболее распространенных видов, вносящих основной вклад в формирование проективного покрытия и фитомассы, инициируя восстановительную динамику растительности, на всех трех группах террас были отмечены представители как рудеральной синантропной флоры, так и типичной флоры естественно эродированных склонов Былымской аридной котловины. На примитивных бесструктурных почвах СТТ и СРТ за первые десять лет сформировались сообщества из агрегатных группировок ксерофитных видов полыней и тысячелистника обыкновенного Achillea millefolium L. (табл. 2).

Рис. 1. Динамика показателей числа видов и общего проективного покрытия травостоя (ОНП, %) на разновозрастных террасах хвостохранилища ТВМК. Условные обозначения: СТТ - старовозрастные террасы, СРТ - средневозрастные террасы, МТ - молодые террасы.

Таблица 2. Динамика состава основных видов на террасах дамбы хвостохранилища.

Терраса

Год

Наиболее распространенные виды и доминанты

СТТ

1982

Achillea millefolium (1), Artemisia austriaca (1), Artemisia marschalliana (1), Hippophae rhamnoides (1), Hyoscyamus niger (1), Senecio vulgaris (1)

1992

Artemisia marschalliana (3), Hippophae rhamnoides (3), Achillea millefolium (2), Artemisia austriaca (2), Cirsium vulgare (2), Senecio vulgaris (2)

2003

Hippophae rhamnoides (5), Artemisia austriaca (3), Achillea millefolium (2), Ambrosia artemisiifolia (2), Artemisia marschalliana (2), Artemisia scoparia (2)

2018

Bothriochloa ischaemum (3), Hippophae rhamnoides (3), Artemisia marschalliana (2), Galium humifusum (1), Festuca valesiaca (2)

СРТ

1992

Hippophae rhamnoides (2), Achillea millefolium (1), Artemisia scoparia (1)

2003

Hippophae rhamnoides (4), Artemisia austriaca (2), Artemisia scoparia (2)

2018

Hippophae rhamnoides (4), Artemisia austriaca (3), Artemisia scoparia (3)

МТ

2003

Alyssum turkestanicum (1), Cirsium vulgare (1), Echium vulgare (1), Hippophae rhamnoides (1), Hyoscyamus niger (1), Lepidium ruderale (1), Tussilago farfara (1)

2018

Hippophae rhamnoides (4), Anisantha tectorum (2), Artemisia marschalliana (2), Artemisia scoparia (2), Koeleria cristata (2), Festuca valesiaca (2), Salix caprea (2)

Примечание к таблице 2: в скобках после названия вида указано его количественное участие в фитоценозе по комбинированной шкале J. Braun-Blanquet (1964).

Наиболее часто встречались рудеральные виды - белена черная Hyoscyamus niger L., крестовник обыкновенный Senecio vulgaris L., мать-и-мачеха обыкновенная Tussilago farfara L. (СТТ) и бодяк обыкновенный Cirsium vulgare (Savi) Ten. (СРТ). На МТ к окончанию первого десятилетия наибольшее обилие (1 балл) имели H. niger, C. vulgare, T. farfara и клоповник мусорный Lepidium ruderale L. Через все три группы террас с обилием 1-2 балла поднялась облепиха крушиновидная H. rhamnoides. Несмотря на сходство состава доминирующих видов, общее сходство видовых списков пионерных сообществ на террасах составило всего 37-50% (табл. 3): значительный вклад в биологическое разнообразие террас принадлежал единично и разреженно встречающимся видам растений (обилие r, +).Таблица 3. Показатель сходства (коэффициент Чекановского-Съеренсена) видовых составов ценофлор на террасах дамбы и прилегающих естественных ландшафтов.

Террасы, МП

СТТ-10

СТТ-20

СТТ-30

СТТ-50

СРТ-10

СРТ-20

СРТ-40

МТ-10

МТ-20

МП1

МП2

МП3

МП4

МП5

СТТ-10

1.00

0.49

0.30

0.22

0.37

0.26

0.21

0.45

0.19

0.12

0.10

0.08

0.05

0.12

СТТ-20

-

1.00

0.69

0.56

0.53

0.63

0.52

0.56

0.48

0.29

0.10

0.28

0.23

0.25

СТТ-30

-

-

1.00

0.83

0.48

0.73

0.72

0.51

0.67

0.37

0.21

0.37

0.42

0.39

СТТ-50

--

-

-

1.00

0.43

0.65

0.78

0.43

0.70

0.45

0.24

0.44

0.49

0.38

СРТ-10

-

-

-

-

1.00

0.70

0.51

0.50

0.46

0.25

0.17

0.16

0.22

0.28

СРТ-20

-

-

-

-

-

1.00

0.77

0.52

0.59

0.35

0.20

0.28

0.33

0.34

СРТ-40

-

-

-

-

-

-

1.00

0.42

0.73

0.48

0.17

0.45

0.47

0.33

МТ-10

-

-

-

-

-

-

-

1.00

0.47

0.22

0.17

0.21

0.25

0.32

МТ-20

-

-

-

-

-

-

-

-

1.00

0.52

0.29

0.47

0.53

0.42

МП1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.00

0.37

0.46

0.49

0.45

МП2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.00

0.15

0.17

0.49

МП3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.00

0.50

0.29

МП4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.00

0.36

МП5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.00

Примечание к таблице 3: после аббревиатуры названия группы разновозрастных террас (СТТ, СРТ, МТ) через дефис указан их возраст (10-50 лет).

Среди последних велика доля представителей естественной флоры Былымской аридной котловины. Суммарная доля видов лугово-степных фитоценозов соседних с дамбой склонов на СТТ и СРТ в первое десятилетие составила около 70%, на МТ - 64.5% (рис. 2).

Возраст террас, лет

Рис. 2. Соотношение элементов флоры разновозрастных террас хвостохранилища ТВМК. Условные обозначения: A - виды ненарушенных сообществ зональной флоры, B - рудеральные синантропные виды, C - рудеральные виды зональной флоры.

Большая часть этих видов со временем увеличила свою роль в фитоценозе. Среди них на СТТ помимо полыней отмечены поповник девичьелистный Pyrethrum parthenifolium Willd., бородач обыкновенный Bothriochloa ischaemum (L.) Keng и другие. Виды естественной флоры, закрепляющиеся в пионерных сообществах СРТ: ксерофиты полынь австрийская Artemisia austriaca Jacq., полынь Маршалла A. marschalliana Spreng., василек кубанский Centaurea kubanica Klokov, шалфей седеющий Salvia canescens C.A. Mey и другие. Для МТ характерно вселение A. marschalliana, чия раскидистого Achnatherum caragana (Trin.) Nevski, овсяницы валлисской Festuca valesiaca Gaudin, тонконога крупноцветкового Koeleria cristata (L.) Pers, в дальнейшем значительно повышающих свое обилие до 1-3 баллов.

Повторные исследования дамбы ТВМК позволили установить ряд общих тенденций фитоценогенеза для трех групп террас по достижении 20-летнего возраста. Среди них обогащение видового состава сообществ и возрастание общего проективного покрытия травостоя; увеличение доли видов естественных ненарушенных фитоценозов на фоне снижения представленности рудеральных видов зональной флоры; возрастание показателей сходства видовых составов сообществ на террасах (СТТ-СРТ, СТТ-МТ, СРТ-МТ), а также сходства видовых списков террас и естественных фитоценозов.

При этом наиболее существенные изменения коснулись верхних террас. Так, видовое богатство на МТ возросло в три раза, превысив зональные показатели. Суммарная доля видов естественных растительных сообществ составила 82%, из них около 70% - виды, характерные для ненарушенных склонов. Соответственно изменился видовой состав содоминантов, в числе которых злаки K. cristata, F. valesiaca, многолетний полукустарничек A. marschalliana и кустарник ива козья Salix caprea L. С обилием в 1 балл встречались также злаки A. caragana, B. ischaemum, тимофеевка степная Phleum phleoides (L.) H. Karst. Среди разнотравья на МТ отмечены 15 видов семейства бобовых (астрагал австрийский Astragalus austriacus Jacq., астрагал козлятниковый A. galegiformis L., эспарцет Боброва Onobrychis bobrovii Grossh. и другие), способствующих обогащению почвы азотом. Выявлены также девять видов кустарников и деревьев (ирга овальная Amelanchier ovalis Medikus, абрикос обыкновенный Armeniaca vulgaris Lam., хвойник рослый Ephedra procera Fisch. & C.A. Mey., жостер Палласа Rhamnus pallasii Fisch. & C.A. Mey. и др.), играющих большую роль в закреплении почвы. Кроме того, на верхних террасах дамбы рассеяно произрастали редкие для флоры Кабардино-Балкарии виды кладохета чистейшая Cladochaeta candidissima (M. Bieb.) DC., котовник чегемский Nepeta czegemensis Pojark. и вьюнок узколистный Convolvulus lineatus L. Среди синантропных видов максимальное обилие имел абсолютный доминант сообщества - H. rhamnoides, массово распространившийся на всех трех группах террас. В то же время для МТ, как и СРТ, в 2018 г. отмечена интенсивная, до 40-50% деревьев, гибель зарослей облипихи крушиновидной, что требует отдельных исследований.

Для МТ 20-летнего возраста отмечен также максимальный среди трех групп террас показатель сходства видовых списков со списками видов естественных фитоценозов. Наиболее близки (более 50% общих видов) видовые составы МТ и расположенных рядом МП1, МП4, представляющих многовидовые (87-105 видов) субальпийские остепненные луга на мощных задернованных темногумусовых почвах с умеренной (МП1) и слабой (МП4) пастбищной нагрузкой. В ходе дальнейшей сукцессии для СТТ и СРТ отмечено постепенное возрастание доли растений естественных ненарушенных лугово-степных фитоценозов и некоторое снижение участия рудеральных синантропных видов, которое все же оставалось высоким (24-25%) до конца наблюдений. При этом в 30-летнем возрасте на СТТ и 40-летнем возрасте на СРТ наблюдалось содоминирование рудеральных синантропных видов (полынь веничная Artemisia scoparia Waldst. & Kit., амброзия полынолистная Ambrosia artemisiifolia L., неравноцветник кровельный Anisantha tectorum (L.) Nevski) и видов зональных сообществ (A. austriaca, A. millefolium, A. marschalliana, B. ischaemum). К 50 годам основную фитоценотическую роль на СТТ выполняли уже виды естественных ценозов (A. marschalliana, F. valesiaca, B. ischaemum, подмаренник распростертый Galium humifusum M. Bieb.). Значительно снизилось обилие H. rhamnoides. Показатели сходства видовых составов растительности СТТ и СРТ, а также между террасами и естественными фитоценозами, по данным 2018 г., достигли максимальных значений за весь период наблюдений. При этом, как и для МТ, наибольшее видовое сходство СТТ и СРТ отмечено с ненарушенными лугово-степными фитоценозами МП1, МП3 и МП4, не превышая, однако 44-49%.

Известно, что техногенные ландшафты нередко становятся источниками проникновения в близлежащие естественные экосистемы чужеродных, в том числе инвазионных, видов. Анализ инвазионной фракции синантропной растительности дамбы ТВМК показал наличие на террасах в разное время A. artemisiifolia, мелколепестника однолетнего Erigeron annuus (L.) Pers., ромашки безъязычковой Matricaria discoidea DC., дурнишника эльбского Xanthium albinum (Widder) Scholz & Sukopp, дурнишника колючего X. spinosum L., сердечницы крупковидной Cardaria draba (L.) Desv., лебеды татарской Atriplex tatarica L., конопли сорной Cannabis ruderalis Janisch. Некоторые из этих видов элиминировались в процессе фитоценогенеза (A. tatarica, C. ruderalis), другие прочно вошли в сообщества террас (A. artemisiifolia, M. discoidea, X. albinum) и даже внедрились в состав растительного покрова соседних склонов, произрастая по тропам, обочинам грунтовых дорог (A. artemisiifolia, M. discoidea, X. albinum, X. spinosum, C. draba).

Исследование современного состояния луговых экосистем аридной котловины показало, что на склонах западной, северной и восточной экспозиций на задернованных темногумусовых почвах формируются субальпийские остепненные разнотравно-злаковые луга с содоминированием F. valesiaca, K. cristata, P. phleoides, B. ischaemum (МП1), F. valesiaca, K. cristata, P. phleoides, B. variegata (МП3), пырейника собачьего Elymus caninus (L.) L., K. cristata, герани кроваво-красной Geranium sanguineum L. (МП4). Для фитоценозов характерны высокие показатели ОПП и видового богатства (табл. 4).

Таблица 4. Характеристика луговых фитоценозов и почв на модельных площадках Былымской аридной котловины.

Параметры

Модельные площадки

МП1

МП2

МП3

МП4

МП5

Экспозиция, крутизна склона, °

З, 10-15

Ю, 15

С, 15

В, 45

ЮЗ, 30

Высота над уровнем моря, м

1302

1311

1308

1256

1285

Число видов, шт.

87

43

84

105

67

ОПП, %

90

50

97

95

75

Средняя высота травостоя, см

15

5

30

30

20

Индекс синантропизации, %

1.15

2.32

3.57

2.85

1.49

Запас сырой надземной фитомассы, ц/га

48.67

41.33

81.33

60.83

46.67

Запас сухой надземной фитомассы, ц/га

20.03

26

48.67

27.33

30

Почвы

Темногу-мусовые

Абраземы

Темногу-мусовые

Темногу-мусовые

Абраземы

Мощность почвенного слоя, см

35-50

15-25

45-50

45-50

25-40

Мощность дернины, см

7

3-5

10

10

3-5

В составе растительности на МП отмечены редкие виды, занесенные в новое издание Красной книги КБР: C. candidissima (МП1), наголоватка предкавказская Jurinea ciscaucasica (Sosn.) Iljin (МП1, МП3, МП4), ковыль волосатик Stipa capillata L., карагана крупноцветковая Caragana grandiflora (M. Bieb.) DC. (МП1), кокушник комарниковый Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. (МП3, МП4), неотинея обожженная Neotinea ustulata (L.) R.M. Bateman, Pridgeon & M.W. Chase, ятрышник трехзубчатый N. tridentata (Scop.) R.M. Bateman, Pridgeon & M.W. Chase (МП4), любка зеленоцветковая Platanthera chlorantha (Custer) Rchb. (МП3), ирис карликовый Iris pumila L. (МП1, МП4). Доля синантропных видов растений при этом не превышает 3-4%. Выпас скота на МП1 (периодический прогон мелкорогатого скота по левому борту хвостохранилища) определяет некоторое снижение, по сравнению с МП3 и МП4, показателей средней высоты травостоя и запасов надземной фитомассы (в 1.23-1.67 раз (в сыром состоянии) и 1.36-2.43 раз (в сухом состоянии)).

Почвы склонов южной и юго-западной экспозиции в основном представлены сильно защебненными с поверхности, маломощными абраземами. Преобладающая нагорно-ксерофитная растительность (осоково-седоватошалфейные (МП2), овсяницево-полынковые (МП5) остепненные луга) характеризуется содоминированием S. canescens, F. valesiaca, C. humilis, A. chamaemelifolia, A. marschalliana и др. Данные растительные сообщества отличаются относительно низкими показателями проективного покрытия, видового богатства, запасов надземной фитомассы. Подобные характеристики при отсутствии выраженной антропогенной нагрузки определяются экспозицией склонов с повышенной инсоляцией. Здесь также отмечен низкий индекс синантропизации растительности, а также произрастание редких для КБР видов растений: S. capillata, N. czegemensis, C. grandiflora (МП2, МП5), N. ustulata, N. tridentata (МП5).

Таким образом, по окончании первого десятилетия восстановления растительного покрова на СРТ и МТ отмечена стадия формирования рудеральных сообществ на примитивных бесструктурных почвах мощностью 1-5 см. Стадия характеризуется низким проективным покрытием травостоя, доминированием рудеральных видов естественной флоры и рудеральных синантропных видов, широким спектром единично и рассеянно встречающихся видов зональной флоры. Для нижних террас характерна затянутость начальных этапов фитоценогенеза. Спустя первые 10 лет от формирования террас все еще наблюдается инициальная стадия восстановления растительности, характеризующаяся заселением практически обнаженного экотопа (ОПП - 10%) рудеральными видами растений и бедностью видового состава. Подобная тенденция может быть обусловлена транзитным положением нижних террас и интенсивным транспортным потоком через них груженой автомобильной техники вплоть до угасания деятельности ТВМК в 1990-е гг.

По достижении 20-летнего возраста на нижних и средних террасах дамбы на псаммоземах мощностью до 10 см формируются рудерально-естественные сообщества с относительно низким (3540%) проективным покрытием травостоя и выраженным участием растений природных фитоценозов (67-69%), среди которых около трети рудеральных видов. Видовое богатство СТТ все еще в 1.65 раз ниже, чем на СРТ, однако показатель сходства видовых списков двух групп террас увеличился до 63%.

Темпы фитоценогенеза на верхних террасах по ряду показателей значительно выше. По окончании второго десятилетия восстановления растительного покрова здесь отмечены многие признаки стадии формирования естественных сообществ. С субальпийскими остепненными лугами соседних склонов растительность МТ сближают высокие показатели видового богатства, подавляющее преобладание в составе ценофлоры видов, характерных для ненарушенных луговостепных фитоценозов. Интенсивное заселение видов естественной зональной флоры на верхние террасы, вероятно, объясняется как относительно низкой техногенной нагрузкой в период после их формирования, так и близким расположением основных источников заноса семян и вегетативных диаспор - юго-западного и восточного склонов Былымской котловины, подножия которых непосредственно выходят на верхнюю часть дамбы. В то же время слабое развитие почвы, низкое проективное покрытие травостоя, невысокий в целом показатель сходства флоры с естественными сообществами, эцезионный характер фитоценогенеза свидетельствуют о незавершенности процесса восстановления растительного покрова на верхних террасах на современном этапе.

На СТТ стадия формирования естественных сообществ отмечена только спустя 50 лет от закладки террас. Основными характеристиками при этом являются относительная завершенность процесса почвообразования, наличие довольно плотного травостоя с доминированием видов зональной флоры ненарушенных лугово-степных фитоценозов. Так, уже к 30-летнему возрасту на СТТ формируются темногумусовые почвы, мощность которых к 50 годам составляет 30-50 см, в то время как для СРТ в возрасте около 40 лет все еще характерны не дифференцированные на горизонты псаммоземы. Вероятно, в данном случае значение имеет расположение и рельеф более выположенных нижних террас, способствующие проявлению денудационных и аккумулятивных процессов. В то же время значительное участие в ценофлоре рудеральных синантропных растений, наряду с невысокими показателями сходства с видовыми списками естественных фитоценозов (менее 50%) свидетельствуют о незавершенности процесса фитоценогенеза и на нижних террасах дамбы. Фактором, в определенной степени снижающим темпы фитоценогенеза на СТТ, вероятно, является пастбищная нагрузка у подножия дамбы, о наличии которой свидетельствуют произрастание здесь типичных пастбищных видов F. valesiaca, G. humifusum, осоки низкой Carex humilis Leyss., тропинчатость полотна террас и следы жизнедеятельности животных. Средневозрастные террасы спустя 40 лет от формирования по большинству изученных параметров близки к нижним террасам 50-летнего возраста, растительность на которых, по-видимому, соответствует следующему этапу их зарастания.

Таким образом, в настоящее время растительность дамбы третьего хвостохранилища ТВМК характеризуется достаточно высокой сомкнутостью (нижние и средние террасы), значительным биологическим разнообразием (всего 202 вида растений) с преобладанием в ценофлоре видов естественных фитоценозов (в среднем 78%). Со временем устойчиво возрастают показатели сходства видовых составов ценофлор как между террасами дамбы, так и с фитоценозами прилегающих естественных ландшафтов. На полотне дамбы распространение получила древесно-кустарниковая растительность, включающая, помимо разросшихся посадок H. rhamnoides, еще 15 видов, большинство из которых характерны для природных сообществ. Наличие на террасах редких для флоры КБР видов растений (С. candidissima, N. czegemensis, C. lineatus, J. ciscaucasica, S. capillata) так же косвенно свидетельствует об удовлетворительном современном состоянии растительного покрова дамбы хвостохранилища.

Сравнивая скорость почвообразования и фитоценогенеза на техногенных ландшафтах Центрального Кавказа в районе Былымской аридной котловины и, например, Кузнецкого угольного бассейна, можно отметить, что в первом случае она ниже. Так, уже к 20-летнему возрасту на отвалах Кедровского углеразреза под бобово-злаковым лугом формируются почвы (почвообразные породы) глубиной 30 см (до почвообразующей породы) с темно-бурой дерниной в 3 см. На отвалах Байдаевского углеразреза в возрасте более 30 лет под разнотравно-злаковым лугом также отмечено формирование почвенного профиля в 30 см с хорошо выраженной дерниной на глубине 3-6 см под трехсантиметровой подстилкой (Андроханов, 2005). Это может быть связано с отрицательным влиянием повышенного содержания отдельных микроэлементов в грунте на интенсивность зарастания дамбы хвостохранилища ТВМК.

Наличие на террасах дамбы в разное время восьми агрессивных инвазионных видов растений, пять из которых могут внедряться в естественные фитоценозы при снижении уровня межвидовой конкуренции на нарушенных участках, представляет потенциальную угрозу биологическому разнообразию сообществ Былымской котловины. Однако отмеченные низкие индексы синантропизации естественных фитоценозов данного района свидетельствуют об их устойчивости к внедрению инвазионных видов. Большое значение здесь, вероятно имеет высокая сомкнутость травостоя на прилегающих к дамбе склонах. В целом по большинству геоботанических параметров современное состояние луговых экосистем в районе Былымской аридной котловины является удовлетворительным, о чем также свидетельствует произрастание на ее склонах десяти редких видов флоры Кабардино-Балкарии, занесенных в новое издание Красной книги республики. Определяющее значение при этом, вероятно, играет выраженное снижение в последнее десятилетие не только техногенной нагрузки (проезд транспорта, изменение ландшафта и т.п.), но и поголовья мелкорогатого скота у местных жителей (общая тенденция, характерная для фермерских хозяйств Кабардино-Балкарской Республики).

Заключение

Многолетняя динамика восстановления растительности при самозарастании дамбы третьего хвостохранилища ТВМК характеризуется постепенным прохождением четырех стадий флороценогенеза - инициальной и стадий формирования рудеральных, рудерально-естественных и естественных сообществ. Прохождению этих стадий соответствует увеличение показателей видового богатства и общего проективного покрытия травостоя, доли видов зональной флоры ненарушенных лугово-степных фитоценозов среди доминантов растительного покрова и в составе ценофлоры в целом, возрастание показателей сходства видовых списков с фитоценозами прилегающих естественных ландшафтов. Параллельно идет процесс почвообразования от примитивных бесструктурных почв и псаммоземов до темногумусовых почв с развитым дерновым слоем. Исходя из анализа этих тенденций и оценки геоботанических и почвенных параметров близлежащих естественных фитоценозов, конечным итогом вторичной сукцессии на дамбе хвостохранилища станет формирование субальпийских остепненных лугов на развитых темногумусовых почвах. В настоящее время растительный покров дамбы все еще находится на стадии становления.

Максимальная скорость прохождения стадий фитоценогенеза отмечена для наиболее молодых верхних террас (признаки формирования естественных сообществ уже в 20-летнем возрасте), непосредственно примыкающих к склонам Былымской котловины (основным источникам диаспор) и менее подверженных техногенной нагрузке в прошлом. Наиболее низкие темпы восстановления растительности, особенно на начальных этапах (инициальная стадия в 20 -летнем возрасте), характерны для нижних террас, в большей степени подверженных техногенной нагрузке в период активной деятельности ТВМК и пастбищной нагрузке в последние десятилетия. В то же время проявление денудационных и аккумулятивных процессов способствует здесь более быстрому развитию почвенного покрова. В целом скорость почвообразования и фитоценогенеза на хвостохранилище ТВМК невысокая по сравнению, например, с самозарастающими техногенными ландшафтами юга Западной Сибири.

Современное состояние растительности хвостохранилища, а также прилегающих естественных лугово-степных фитоценозов Былымской аридной котловины на фоне низкого антропогенного воздействия является удовлетворительным. Признаков выраженного отрицательного влияния техногенного ландшафта на природные экосистемы не выявлено.

Список литературы

1. Авессаломова И.А., Петрушина М.Н., Хорошев А.В. 2002. Горные ландшафты: структура и динамика. М.: Изд- во МГУ. 157 с.

2. Андроханов В.А. 2005. Специфика и генезис почвенного покрова техногенных ландшафтов // Сибирский экологический журнал. Т. 12. № 5. С. 795-800.

3. Ермаков В.В., Хушвахтова С.Д., Тютиков С.Ф., Буряк А.К., Данилова В.Н., Пыцкий И.С., Хабаров В.Б. 2013.

4. Особенности аккумулирования молибдена, вольфрама, меди и рения в биогеохимической пищевой цепи // Вестник Российского фонда фундаментальных исследований. № 1 (77). С. 34-38.

5. Классификация и диагностика почв России. 2004. М.: Ойкумена. 342 с.

6. Разумов В.В., Цепкова Н.Л. 1984. Предварительная оценка техногенного воздействия на среднегорные экосистемы // Труды Высокогорного геофизического института. № 54. С. 121-134.

7. Фисун М.Н., Ахматова А.И. 1999. Биологическая рекультивация отвалов промышленной переработки горнорудных пород на Тырныаузском вольфрамо-молибденовом комбинате // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности. № 8 (13). С. 140-141.

8. Цепкова Н.Л., Кучмезова И.Т., Абрамова Л.М. 2008. Некоторые ассоциации рудеральной растительности г.

9. Нальчика (Кабардино-Балкария) // Растительность России. № 12. С. 97-103

10. Цепкова Н.Л., Фисун М.Н. 2004. Оценка современного состояния растительности хвостохранилища Тырныаузского горно-обогатительного комбината // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Безопасность и экология технологических процессов и производств». Персиановский: ДонГАУ. С. 121-123.

11. Черепанов С.К. 1995. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья-95. 992 с.

12. Шхагапсоев С.Х. 2000. Особенности формирования растительности на техногенных ландшафтах Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината // Вестник Кабардино-Балкарского государственного университета. № 4. С. 4-5.

13. Braun-Blanquet J. 1964. Pflanzensociologie. Wien-New York. 865 p.

14. Gedgafova F.V., Uligova T.S. 2007. Heavy Metals in Natural and Technogenic Ecosystems of the Central Caucasus // Russian Journal of Ecology. Vol. 4. P. 295.

15. Reutova N.V. 2017. Mutagenic potential of some heavy metals // Russian Journal of Genetics: Applied Research. Vol. 7. No. 2. P. 175-179.

16. Reutova N.V., Dzambetova P.M. 2006. Optimal test-systems for the first stage of the genetic monitoring of the environmental pollution // European Jornal of Natural History. No. 3. P. 120.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Физико-географическая характеристика Кузнецкой котловины. Основные типы, гумусное состояние и энергетический потенциал зональных почв. Влияние горнодобывающего и сельскохозяйственного производства и городов на почвенный покров, изменение его структуры.

    дипломная работа [6,3 M], добавлен 08.01.2014

  • Историческое формирование территорий Тувинской котловины и Тувинского нагорья, их геологическое строение. Почвы и растительный покров, животный мир. Наиболее характерные урочища республики Тыва, виды туризма. Хозяйственное использование территории.

    курсовая работа [3,1 M], добавлен 26.09.2014

  • Геологическое строение и рельеф Минска. Почвенно-растительный покров и животный мир. Формационная структура лесной растительности Минского района. Единицы классификации природных ландшафтов. Структура видов холмисто-моренно-эрозионных ландшафтов.

    курсовая работа [643,5 K], добавлен 07.10.2014

  • В Краснодарском крае встречается более 3000 видов растений. Из-за рельефа и климатических условий основные типы растительности в крае - равнинная и горная. Анализ равнинной (преобладание степных растений) и горной растительности. Черноморское побережье.

    статья [14,3 K], добавлен 10.05.2008

  • Географические особенности пустынь. Опустынивание и охрана природы. Закономерности образования пустынь. Классификация засушливых территорий по степени аридности. Характеристика биоклиматических зон: экстрааридной, аридной, полуаридной и субгумидной.

    реферат [24,2 K], добавлен 18.05.2010

  • Местоположение экосистемы, особенности климата, внутренних вод, почв и растительности. Использование живых и неживых ресурсов системы. Оценка ландшафтов с точки зрения природных эколого-географических условий. Экологические проблемы края и их решение.

    курсовая работа [82,1 K], добавлен 22.10.2012

  • Географическое положение и общая характеристика тундры. Климат, почвенный покров тундровой зоны. Состав растительности и типичные обитатели животного мира. Влияния деятельности человека на экосистему тундры. Охраны природных ландшафтов территории.

    реферат [26,8 K], добавлен 13.11.2015

  • Геологическое строение, рельеф и минерально-сырьевые ресурсы Восточного Приазовья; характеристика почвы, растительности и животного мира региона. Гидрологический режим и гидрографическая сеть р. Кубани. Антропогенные преобразования ландшафтов края.

    дипломная работа [2,0 M], добавлен 21.09.2012

  • Характеристика географических особенностей Алтае-Саянского региона. Этапы и причины возникновения высокогорного рельефа. Преимущества и недостатки географического положения: вершины, межгорные котловины, оледенение. Крупнейший водораздел, реки и озера.

    презентация [3,3 M], добавлен 26.02.2011

  • Сущность палеогеографии как науки, предмет и методы ее изучения, история зарождения и развития. Основные направления данной науки. Методы восстановления условий накопления осадков. Диагностические признаки ископаемых фаций, их специфические черты.

    реферат [25,1 K], добавлен 23.04.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.