Эколого-биологическая характеристика пойменных лесов оренбургского градопромышленного комплекса
На правах рукописи
Никитина Наталья Валерьевна
Эколого-биологическая характеристика пойменных лесов Оренбургского градопромышленного комплекса
03.00.05-ботаника
03.00.16-экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой
степени кандидата биологических наук
Оренбург- 2009
Работа выполнена на кафедре ботаники и физиологии растений при ГОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет»
Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент
Сафонов Максим Анатольевич
Официальные оппоненты: доктор биологических наук,
профессор Кулагин Алексей Юрьевич
кандидат биологических наук, доцент
Яценко-Степанова Татьяна Николаевна
Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный
аграрный университет»
Защита диссертации состоится 29 апреля 2009 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.180.02. при ГОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет» по адресу: 460844,г.Оренбург,ул.Советская,19, тел: факс: e-mail:[email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского государственного педагогического университета.
Автореферат разослан «29 марта» 2009 года
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат биологических наук, доцент Мушинская Н.И.
Общая характеристика работы
Актуальность темы.
Долина р. Урал находится в пределах масштабного техногенного воздействия, обусловленного положением в зоне влияния объектов нефтегазохимической отрасли, сложной урбоэкосистемы городов, а также развитой структуры сельскохозяйственной деятельности человека на землях большого числа хозяйств различного типа. В тоже время, экологическое благополучие долины реки Урал является одной из важнейших составляющих общей экологической устойчивости всего Уральского территориально-производственного комплекса. Границами Оренбургского градопромышленного комплекса на севере и юге являются уступы первой надпойменной террасы р.Урал, границами на западе – с. Татищево и Городище, на востоке – с. Нежинка и Самородово. Западный участок границы обусловлен соответствующим пределом контура простирания Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения, восточная граница определена частыми миграционными маршрутами горожан. Экологические проблемы в пределах изучаемого участка многочисленны, среди них особенно выделяется падение водности в бассейне р. Урал и продолжающееся загрязнение вод рек, озер и пойменных земель.
Важная роль лесов в защите окружающей среды и выполнении ими водоохранных, противоэрозионных, гигиенических и других специальных функций, приобретающих большое значение в условиях засушливости климата, определяет необходимость их глубокого и всестороннего изучения.
Цель и задачи исследований.
Цель работы- изучить современное состояние древесно-кустарниковой растительности поймы реки Урал в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Выявить основные источники загрязнения, влияющие на состояние древесно-кустарниковой растительности территории исследования.
2. Изучить флористический состав и структуру пойменных лесов. Дать их эколого-фитоценологическую характеристику.
3. Определить пути оптимизации экологической обстановки в районе Оренбургского градопромышленного комплекса.
4. Выявить ценные и нуждающиеся в охране лесные сообщества и растения.
5. Дать рекомендации рационального использования пойменных лесов в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса.
Научная новизна работы.
Изучен видовой состав сосудистых растений поймы р. Урала в районе Оренбургского градопромышленного комплекса. Составлен систематический список растений, насчитывающий 327 видов, из них 35 видов нуждающихся в охране. Дана эколого-фитоценологическая характеристика древесно-кустарниковой растительности. Показано комплексное влияние экологических условий на формирование древесно-кустарниковых фитоценозов, выявлены уменьшения видового состава и площади распространения растительных сообществ в условиях аэротехногенного загрязнения, уменьшение площади ценных пород Quercus robur L., Tilia cordata Mill. и увеличение площади занимаемой кленом американским (Acer negundo L.). Определены пути оптимизации и разработки эколого-экономических и социальных критериев оценки состояния территории.
Практическая значимость работы. Полученные данные служат основой для работ по мониторингу и разработке мер охраны и рационального использования лесов на территории Оренбургского градопромышленного комплекса. Материалы настоящей работы могут использоваться при проведении занятий со студентами ВУЗов и ССУЗов общебиологического, экологического и лесохозяйственного профилей.
Положения, выносимые на защиту:
1.Основные источники загрязнения в районе исследования: промышленные, геотехнологические, энергетические, транспортные, водохозяйственные и гидротехнические, городские или бытовые, сельскохозяйственные лесохозяйственные, рекреационные.
2. Флора пойменных лесов р. Урал, в пределах степной зоны Предуралья насчитывает 327 видов, принадлежащих 65 семействам и 200 родам; древесно-кустарниковая растительность представлена 8 формациями.
3.Состояние древесно-кустарниковой растительности вызывает необходимость долговременного мониторинга с целью создания единой системы контроля. Приоритетным направлением в решении этой проблемы является экологическая паспортизация, ландшафтное планирование и стратегия рационального природопользования на основе бассейнового принципа.
Декларация личного участия автора. Автором определены цель, задачи и разработана программа исследований, выполнена работа по планированию, выбору и обоснованию методов. Осуществлен сбор и разработка первичных материалов. Автором лично выполнен анализ и обобщение полученных результатов. Опубликованные работы написаны лично соискателем или при непосредственном его участии.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всероссийской молодежной конференции «Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке» (Оренбург, 2004г); научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава ОГПУ «Теории, содержание и технологии высшего образования в условиях глобализации образовательного процесса» (Оренбург,2005г); региональной научно-практической конференции «Экология города» (Оренбург, 2006) и на международной конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза,2006); «Проблемы географии Урала и сопредельных территорий» (Челябинск,2006); «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург,2007).
Список публикаций. Основное содержание диссертации отражено в 5 публикациях, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК России.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций, списка литературы, включающего 182 наименований, 3 приложений. Общий объем диссертации 150 страниц, Работа включает 17 таблиц, 5 рисунков. В приложениях даны: список сосудистых растений пойменных лесов района исследования, 6 геоботанических профилей, карта района исследования пойменной части р.Урал в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Обоснована актуальность темы, изложены цель и задачи исследований, показана научная новизна и практическая значимость работы.
Глава 1. История освоения и изучения исследуемого района
Выполнен обзор литературных источников и приведён краткий очерк истории освоения и заселения района исследования, а также изучения растительного покрова.
Глава 2. Физико-географические и экологические условия района исследования
Район исследования находится на территории степной зоны Южного Урала в пределах Оренбургской области. Область расположена между 54022 и 50030 северной широты, в 600км от Каспийского моря, с запада на восток протяженность более 700км. Согласно физико-географическому районированию на территории области выделяются Оренбургское Приуралье, которое включает в себя юго-восточное окончание Русской платформы с Предуральским краевым прогибом, Южноуральско-Мугоджарские низгорья Уральской горной страны в центральной части, Урало-Тобольское плато или Оренбургское Зауралье, древняя по возрасту равнина на востоке, и западная окраина Тургайской столовой страны на крайнем юго-востоке области (Чибилев,1975;1980;1991;1992).
Исследуемый участок долины р. Урал расположен зоне настоящих (типичных) степей. Территорию в пределах этого отрезка Е.M. Лавренко (1980) относит к типчаково-ковыльным бедноразнотравным степям на южных черноземах, темнокаштановых, каштановых и светлокаштановых почвах.
В климатическом отношении Оренбургская область расположена в Атлантико-континентальной степной области восточной подобласти (Алисов,1956) центральной ландшафтной климатической области (Борисов,1976). Основными чертами климата является: континентальность, жаркое сухое лето, холодная зима, короткий, интенсивно проходящий весенний период, неустойчивость и недостаточность атмосферных осадков, сухость воздуха, частые засухи и суховеи (Борисов,1967). Все это приводит к формированию на данной территории своеобразной степной растительности. Согласно «Почвенно-географическому районированию СССР» (1992). Оренбургская область расположена в нескольких почвенных подзонах: типичных, обыкновенных южных почвенных, темно-каштановых почв.
Растительность района исследования - пойменные леса, представленные дубняками, вязовниками, белотополевниками, осокорниками и ветловниками. Populus tremula L., Betula pendula Roth., Tilia cordata Mill, и Alnus glutinosa (L.) Gaerth. встречаются в северной части исследуемого района, образуя небольшие рощи (Агелеуов, 1982)
На свежеотложенных наносах поселяются наиболее устойчивые к затоплению породы Salix triandra L., S. viminalis L., S. acutifolia Willd., S. alba L., Populus nigra L., P. alba L. и др. Большая часть леса - ветловники, осокорники, белотополёвники, вязовники и дубняки, произрастают в центральной пойме. Наиболее широко распространенными породами в центральной пойме являются Populus nigra и P. аlba. Они выдерживают затопление от 40 до 50 дней. На высоких уровнях центральной поймы подвергающихся только периодическому непродолжительному затоплению (20-30) дней, господствуют вязовники (Ulmus laevis Pall.) и дубняки (Quercus robur L.), Populus tremula и Tilia cordata, занимают переходную от центральной к притеррасной и притеррасную зоны поймы, затапливаемые только в годы высоких паводков, один раз в 5-6 лет. Пониженные слабосточные и слабодренированные местообитания притеррасной части поймы с лугово-болотными почвами занимают черноольховые леса (Агелеуов,1982.;Гимадиева 2002.; Рябинина 2003.)
На территории исследования, согласно классификации А.П. Шенникова (1940-1941), можно выделить настоящие, остепненные и болотистые луга.
Типизация техногенных систем и их воздействия на окружающую среду на рассматриваемой территории осуществлена по классификации А.Я. Гаева (1992). Выделяются следующие типы техногенных источников загрязнения: -промышленные (заводы, предприятия, свалки промотходов и пр.); -геотехнологические (карьеры, буровые скважины разного назначения, котлованы и пр.); -энергетические (ТЭЦ, ЛЭП, котельные и пр.); -водохозяйственные (водоснабженческие: водозаборы, скважины, колодцы; мелиоративные: оросительные системы); -транспортные (железнодорожные и автомобильные магистрали; воздушно-авиационный транспорт и продуктопроводы); -городские или бытовые (селитебные: жилая застройка; очистные сооружения по очистке хозфекальных сточных вод и др.); -сельскохозяйственные (зоотехнологические: животноводческие комплексы, птицефабрики, фермы; агрохимические: мелиорируемые и богарные земли с использованием удобрений и ядохимикатов); -рекреационные.
Глава 3. Материалы, объекты и методы исследований
Изучение древесно-кустарниковой растительности Оренбургского градопромышленного комплекса проводилось в период с 2004г по 2008г. Основные работы сосредоточены на отрезке п.Караванный-с.Городище, в пределах Оренбургского, Чернореченского лесхозов. Протяжённость рекогносцированного маршрута исследования составляет более 300 км. Собран гербарий в количестве 800 гербарных листов. Проведено 96 геоботанических описаний в различных типах леса, заложено 6 геоботанических профилей общей протяженностью 17,5 км. В работе использованы данные сводных проектов организаций и ведения лесного хозяйства в вышеперечисленных лесхозах.
При определении гербарного материала были использованы «Флора СССР» (1934-1960), «Флора европейской части СССР» (1974-1979), «Деревья и кустарники СССР» (1969), «Определитель высших растений европейской части СССР» (1949), «Определитель высших растений Башкирской АССР» (1988-1989).
Кроме того, использованы коллекции, хранящиеся в гербарии кафедры ботаники ОГПУ. Номенклатура растений приведена в соответствии со сводкой С.К.Черепанова (1995). Использованы методы систематического и географического анализа флоры, принятые в настоящее время (Юрцев, Камелин, 1993). Соотношение жизненных форм рассматривалось по классификациям И.Г. Серебрякова (1964) и К. Раункиера (1934).
Исследования древесно-кустарниковой растительности производились согласно общепринятым методикам: «Программа и методика биогеоценологических исследований», 1974; «Методические указания к изучению типов леса» В.Н.Сукачева, С.В. Зонна, 1961; «Полевая геоботаника», том. III, 1976. Также использовались методические указания А.П. Шенникова (1964), Л.Г.Раменского (1971), Б.А.Быкова (1970), В.В. Алехина (1938). При выделении и исследовании формаций групп ассоциаций пойменных лесов за основу был принят биогеоценологический принцип В.Н.Сукачева с дополнениями и изменениями.
С целью изучения лесорастительных условий поймы закладывались геоботанические профили. Описание проводилось на пробных площадках. Размер пробных площадей составляет не менее 0,25 га (50*50 м). При описании учитывались древостой, подрост и естественное возобновление, подлесок, травяной покров, почвенные условия, особенности лесорастительных условий поймы.
Для травяного покрова определялись видовой состав, проективное покрытие, средняя высота, обилие. Обилие определялось по шкале Друде.
Глава 4. Флористическая и фитоценологическая характеристика лесов Оренбургского градопромышленного комплекса
Видовой состав пойменных лесов р. Урал на отрезке п.Караванный- с.Городище насчитывает 327 видов сосудистых растений, относящихся к 65 семействам и 200 родам. Из них 327 видов – покрытосеменные (62 вида - однодольные, 265 видов - двудольные). Основное количество видов относится к покрытосеменным (62 вида (19%) - однодольные, 265 видов (81%)- двудольные).
Наиболее представленными семействами являются: Asteraceae (57); Роасеае (27); Rosaceae (26); Brassicaceae (20); Fabaceae (19); Cyperaceae (15); Salicaceae (14); Lamiaceae (11); Ranunculaceae (11); Scrophulariaceae (10).
На их долю приходится 64 %. Число видов в семействах варьирует от 1 до 53. Средний уровень видового богатства составляет 5 видов в семействе.
Наибольшее число родов отмечено в семействах: Asteraceae (31), Роасеае (17), Rosaceae (12), Brassicaceae (12), Fabaceae (11), Lamiaceae (6), Apiaceae (10).
Средний уровень родового богатства составляет 3 рода в 1 семействе. К наиболее крупным родам относятся: Artemisia (8 видов- 2,4 %), Salix (8 видов- 2,4 %), Сагех (9 видов-2,7 %), Galium и Potentilla (по 5 видов.-1,5 %).
Антропогенное воздействие хорошо прослеживается на увеличении сорных видов растений (Achillea, Artemisia, Сагduus, Sonchus и др.).
Флора древесно-кустарниковой растительности исследуемого района, формируемая под воздействием поемно-аллювиального режима, деятельности человека, находится в состоянии видового и экотипического обмена с флорой окружающих водоразделов. Об этом свидетельствует её эколого-фитоценотический состав. (рис.1).
Рис.1 Эколого-фитоценотический состав флоры пойменных лесов р.Урал в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса.
Преобладание луговых видов в исследуемой флоре обусловлено влиянием факторов поемности и аллювиальности, формирующих характерный для поймы растительный покров. Их долю составляет (171 вид)-52,3%. В последнее время сильно возросло воздействие антропогенного фактора на лесную растительность. На втором месте после луговых по количеству видов находятся степные (79 видов) -24,3%, заселившиеся с прилегающих водоразделов. Изреживание древостоя, нарушающее естественные условия обитания лесных видов, заготовка трав и ягод в больших масштабах, выпас скота в лесу, приводит к тому, что многие лесные виды становятся редкими, а некоторые исчезли. Доля видов, относящихся к лесной группе, составляет (65 видов) – 20% от общего количества учтенных видов. Наиболее малочисленными являются: пустынная (3 вида)- 1%, болотная (6 видов)- 2%, водная (3 вида)- 1%.
.
Рис. 2 Группы биоморф (по Серебрякову, 1964) флоры пойменных лесов р. Урал в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса.
В изучаемой флоре распространенной жизненной формой являются травянистые многолетники (213 видов)- 65,3%. Второе место занимают однолетники (73 вида)- 22,5%, причиной чего является – засорение поймы однолетними сорняками. На долю древесно-кустарниковой растительности приходится (41 вид)- 12,7%.
Рис.3 Группы биоморф (по Раункиеру, 1934) флоры пойменных лесов
р. Урал в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса
Распределение видов по основным группам расположения возобновления представлено по классификации К. Раункиера (1934 на (рис.3). Преобладающее количество видов относится к гемикриптофитам (223 вида) – 68%. Это результат влияния зональных факторов и является выражением общего приспособления пойменной флоры к господствующему холодному резко-континентальному климату. Второе место занимают терофиты (42 вида)- 13%, далее фанерофиты (36 видов)- 11%; криптофиты (23 вида)- 7%; хамефиты (3 вида)- 1%.
Рис.4 Экологические группы флоры пойменных лесов р.Урал
в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса
Экологический анализ рассматриваемой флоры показывает, что она состоит из следующих групп: мезофитов - 140 (43%), ксеромезофитов - 59 (18%), мезоксерофитов - 42 (13%), ксерофитов - 25 (8%), гигромезофитов - 21 (6%), гигрофитов - 11 (3%), мезогигрофитов - 9 (3%), эвмезофитов - 7 (2%), гидрофитов - 7 (2%), гидромезофитов - 2 (1%), эвксерофитов - 4 (1%).
В целом изученная флора имеет мезофильный характер (70%) по сравнению с флорой прилегающих плакорных местообитаний, хотя и содержит в своём составе значительную долю ксерофитов (22%). (Рис. 4).
В результате исследований, составлена классификация сообществ древесно-кустарниковой растительности. В соответствии с методикой, изложенной в работах В.Н. Сукачева (1961), сходные ассоциации объединялись в группы ассоциаций и затем в формации. Выделено 8 формаций. (Таблица 1).
Таблица 1
Классификация пойменных лесов р.Урал в пределах
Оренбургского градопромышленного комплекса
| Формация | Группа ассоциаций | Ассоциации |
| ивы белой (Salix alba L.) | ветловники ежевичные (прирусловые) | Ветловник ежевичный (Salix alba - Rubus caesius) |
| ветловники осоковые (центральнопоем-ные, пристарицевые) | Ветловник черноколосоосоковый (Salix alba - Carex melanostachya) | |
| ветловники злаковые | Ветловник безостокострецовый (Salix alba - Bromopsis inermis) | |
| осокоря (Populus nigra L.) | осокорники ежевичные (прирусловые) | Осокорник ежевичный (Populus nigra - Rubus caesius) |
| Ветлово-осокорник ежевичный (Salix alba + Populus nigra - Rubus caesius) | ||
| осокорники кустарниково-ежевичные) | Осокорник терново-ежевичный (Populus nigra - Prunus spinosa + Rhamnus cathartica + Rosa majalis - Rubus caesius) | |
| осокорники злаковые | Осокорник безостокострецовый (Populus nigra - Bromopsis inermis) | |
| Осокорник наземновейниковый (Populus nigra - Calamagrostis epigeios) | ||
| Ветлово-осокорник безостокострецовый (Salix alba + Populus nigra - Bromopsis inermis) | ||
| осокорники осоковые | Осокорник осоковый (Populus nigra - Carex melanostachya) | |
| осокорники разнотравные | Осокорник голосолодковый (Populus nigra - Glycyrrhisa glabra) | |
| тополя белого (Populus alba L. ) | белотополёвники ежевичные | Белотополёвник ежевичный (Populus alba - Rubus caesius) |
| Вязо-белотополёвник ежевичный (Populus alba + Ulmus laevis - Rubus caesius) | ||
| белотополёвники разнотравные (прирусловые и центрально-поемные) | Белотополёвник майсколандышевый (Populus alba - Convallaria majalis) | |
| Вязо-белотополёвник майсколандышевый (Ulmus laevis + Populus alba - Convallaria majalis) | ||
| Белотополёвник кирказоновый (Populus alba - Aristolochya clematitis) | ||
| Белотополёвник голосолодковый (Populus alba - Glycyrrisa glabra) | ||
| белотополевники злаковые | Белотополёвник безостокострецовый (Populus alba - Bromopsis inermis) | |
| Белотополёвник наземновейниковый (Populus alba - Calamagrostis epigeios) | ||
| Белотополевники осоковые | Белотополёвник черноколосоосоковый (Populus alba - Carex melanostachya) | |
| белотополевники кустарниковые | Белотополёвник терново-шиповникововый (Populus alba - Rosa majalis + Rhamnus cathartica + Prunus spinosa + Lonicera tatarica) | |
| вяза гладкого (Ulmus laevis Pall.) | вязовники ежевичные (центральнопоем-ные) | Вязовник ежевичный (Ulmus laevis - Rubus caesius) |
| вязовники разнотравные | Вязовник майсколандышевый (Ulmus laevis - Convallaria majalis) | |
| Вязовник обыкновеннокирказоновый (Ulmus laevis - Aristolochya clematitis) | ||
| Дубово-вязовник майсколандышевый (Ulmus laevis + Quercus robur - Convallaria majalis) | ||
| дуба обыкновенного (Quercus robur L.) | дубняки ежевичные (центральнопоем-ные) | Дубняк ежевичный (Quercus robur - Rubus caesius) |
| Дубняк обыкновеннокалинно-ежевичный (Quercus robur - Viburnum opulus - Rubus caesius) | ||
| дубняки разнотравные (центральнопоемные, приста-рицевые и притеррасные) | Дубняк майсколандышевый (Quercus robur - Convallaria majalis) | |
| Дубняк чистотеловый (Quercus robur - Chelidonium majus) | ||
| Дубняк двудомнокрапивный (Quercus robur - Urnica dioica) | ||
| Дубняк обыкновеннокирказоновый (Quercus robur - Aristolochya clematitis) | ||
| Дубняки кустарниково-разнотравные | Дубняк кровавокраснобоярышниково-майсколандышевый (Quercus robur - Crataegus sanguinea + Euonymus verrucosa + Ribes nigrum + Cotoneaster melanocarpus - Convallaria majalis) | |
| Дубняк калинно-майсколандышевый (Quercus robur - Viburnum opulus - Convallaria majalis) | ||
| Дубняк лещинно-майсколандышевый (Quercus robur - Corylus avellana - Convallaria majalis) | ||
| осины (Populus tremula L.) | осинники ежевичные (центральнопоем-ные) | Осинник ежевичный (Populus tremula - Rubus caesius) |
| Осинники разнотравные | Осинник майсколандышевый (Populus tremula - Convallaria majalis) | |
| осинники кустарниково-разнотравные (притеррасные) | Берёзово-осинник кустарниково-майсколандышевый (Populus tremula + Betula pendula - Cotoneaster melanocarpus + Crataegus sanguinea + Euonymus verrucosa + Frangula alnus - Convallaria majalis) | |
| липы (Tilia cordata Mill. | липняки разнотравные | Липняк майсколандышевый (Tilia cordata - Convallaria majalis) |
| клёна ясенелистного (Acer negundo L.) | кленовники ежевичные | Ясенелистнокленовник ежевичный (Acer negundo - Rubus caesius) |
| кленовники разнотравные | Ясенелистнокленовник майско-ландышевый (Acer negundo - Convallaria majalis) |
Глава 5. Сукцессии пойменных лесов р. Урал в
пределах Оренбургского градопромышленного комплекса
Техногенный прессинг в долине Урала складывается от воздействия нескольких природно-техногенных систем. На первом месте по площади участков и сложности изучения техногенного вторжения стоят населенные пункты (г. Оренбург и более двадцати сел и поселков городского типа). Эти территории характеризуются всеми возможными экологическими проблемами – от загрязнения атмосферного воздуха, загрязнения вод, обусловленного сбросом сточных вод - до проблем связанных с формированием новых геологических техногенных тел – свалок и полигонов–накопителей отходов очень сложного состава.
На втором месте по масштабам воздействия на природу стоят геотехнологические и промышленные техногенные системы. Геотехнологические источники на территории района включают разработку Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения (ОНГКМ), а также объекты добычи строительных материалов открытым (карьерным) способом.
Кроме того, на изучаемой территории открытым способом добываются строительные материалы: глины для изготовления кирпича и других целей (Подгородняя Покровка, Чкалов, Черноречье); песчано-гравийные смеси (Чкаловское); строительные камни (Нежинское); гипс (Нежинское). Наиболее крупными являются карьеры у с.П.Покровка и Н.Павловка, площадь карьеров охватывает 25-40 га («Объяснительная записка...»,1988). Часть разрабатываемых ранее карьеров заброшена, рекультивация на них не проведена, во многих размещаются свалки бытового и строительного мусора (с.П.Покровка), кроме того, в карьеры производится слив жидких отходов. На участках добычи строительных материалов открытым способом отмечается увеличение степени инфильтрации атмосферных осадков, связанное с уменьшением мощности покровных грунтов и отмечается также появление более высокотемпературных подземных вод. В карьерах наблюдаются оплывины, оползни грунтов, активизация карста, суффозии и линейной эрозии.
К промышленным источникам техногенного преобразования относятся объекты нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей отрасли ЗАО «Стимул»; ЗАО «Южноуральская промыщленная компания», ООО «Сырт», Оренбургское ЛПУ «Уралтрансгаз», а также пищевой - ООО «Мужичья Павловка», ООО «Сокол», ООО «Ремсельбурвод», ООО «Кировское». Значительную роль играет проблема обмеления: сток Урала изменчив. В малоснежные зимы (снег является основным источником питания реки- более 80% ) суммарный сток бывает в 4-5 раз ниже среднего многолетнего. р. Урал также крайне неравномерен сток в течение года. Основной поток-80% годового расхода, проходит в течении 30-45 дней весеннего паводка. В это время часто сильные наводнения, так например 2 мая 1942 года за несколько часов вода поднялась на 9 метров. В остальное время года р. Урал у Оренбурга можно без труда переходить в брод (Чибилев, 1987).
Воздействие всех перечисленных факторов а также изменение гидрологического режима р. Урал вызывает смену экологических условий в пойменных лесах и как следствие смену одних типов лесного сообщества другими.
Для района исследования характерен следующий сукцессионный ряд: ивняки (Salix acutifolia, S. triandra, S. viminalis) ветловые (S. alba) леса осокоревые (Populus nigra) леса белотополевые (P. alba) леса вязовые (Ulmus laevis) леса дубовые (Quercus robur) леса. (Рябинина, 2003).
Ход формирования лесов района исследования зависит от уровня, длительности стояния паводковых вод, их скорости на различных участках. Это приводит к откладыванию различных толщ аллювиальных отложений, что сказывается на формировании фитоценозов. На свежих песчаных наносах прирусловой части поселяются Populus nigra и кустарниковые ивы, затем Populus alba. Выше по рельефу отмечается присутствие Ulmus laevis. Формируется травостой с лесными видами, в котором появляется Rubus caecius и дальше Convallaria majalis. В центральной пойме на более высоких уровнях формируются сообщества дубняков.
На состояние лесов района исследования влияют экологические и антропогенные факторы, которые вызывают ослабление и гибель деревьев. Особенно наблюдается усыхание Ulmus laevis, Quercus robur, вызывая увеличение количества Fraxinus аmericana, Acer negundо –– сорных видов с большими темпами распространения. Они препятствуют возобновлению главных лесообразующих пород.
Во флоре изученной территории нами отмечены 35 видов растений, подлежащих охране и относящихся к разряду редких и исчезающих видов. Из них 3 вида занесены в Красную книгу Оренбургской области, 6 - в список редких и исчезающих видов растений Оренбургской области. Охраняемые растения составляют почти 11% исследованной флоры.
Для уточнения современного распространения растительности на участке от п. Караванный до с. Городище были заложены геоботанические профили:
1.Геоботанический профиль левого берега реки Урал у с.Никольское.
2. Геоботанический профиль поймы реки Урал юго-восточнее п.Караванный.
3. Геоботанический профиль поймы реки Урал правого берега у с.Благословенка.
4. Геоботанический профиль левого берега реки Урал у с.Нижнепавловка.
5. Геоботанический профиль правого берега реки Урал у с.Нижнепавловка.
6. Геоботанический профиль поймы реки Урал южнее с.Городище.
Профиль левого берега р.Урал у с.Никольское (рис. 5) показывает, что на хорошо дренированных участках прирусловой поймы до 200 метров от уреза вода произрастают ветловники кострецовые; ветловники ежевичные и осокорники кострецовые. Ветловники и осокорники поселяются на аллювиальных, аллювиально-дерновых почвах. Они представлены одно и двух ярусными сообществами II класса бонитета с полнотой 0,5 и формулой древостоя 10 Вет. или 9 вет.10с. Сомкнутость крон 0,5, средняя высота деревьев 12 м, возраст 15-20 лет. Господствующий диаметр 20 см, достигающий максимальных величин - 1 м.
Центральная пойма на уровне 200-600 метров от уреза воды представлена травостоем, характеризуется господством длиннокорневищных злаков: Calamagrostis epigeios, Elytrigia repens и Bromopsis inermis, что обусловлено рыхлостью субстрата, преобладанием песчаных почв и хорошей аэрацией. Травяной покров плотный, проективное покрытие 80-90%, средняя высота 1,5 м. Glycyrrhiza glabra в сочетании с Calamagrostis epigeios формирует вейниково-солодковую ассоциацию. Все виды предпочитают почвы легкого механического состава. Здесь наблюдается явное преобладание луговых видов (69%). На долю лесных, степных и болотных растений приходится 31% (из 42 отмеченных видов). По составу травостоя они ближе всего к группе вейниковых осокорников (60%). Также отмечены: Bromopsis inermis, Agrostis albida, Potentila argentea, Elytrigia repens. Остальные виды встречаются изредка, так как Glycyrrhiza glabra образует густой травостой. По этой причине возобновление идет неудовлетворительно.
На участке 800 метров и более от уреза воды поселяется Ulmus laevis. Его возобновление представлено 92 экземплярами на 1 га, со средней высотой 2 м, в возрасте 5-7 лет. Эта группа объединяет типы леса вторичного порослевого происхождения, произрастающих по берегам стариц, в межгривных понижениях центральной поймы. Почвы под ними аллювиальные и пойменно-дерновые супесчаные и песчаные. Также представлены единичные экземпляры Salix alba L.; Populus nigra L, поселяющиеся на влажных, аллювиальных, песчаных, супесчаных, иловатых почвах, вырастающие до 30 метров высоты и до 2 метров в диаметре. Увеличивается количество сорных растений. Появляются заросли амброзии (Ambrosia trifida L).
Рис 5. Геоботанический профиль левого берега реки Урал у с.Никольское
Карта района исследования пойменной части р.Урал в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса.
ГЛАВА 6. ПУТИ ОПТИМИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Важнейшими условиями достижения устойчивого развития территории является разработка региональной программы устойчивого развития и проведение экодиагностики локальных подсистем региона.
Анализ стратегий устойчивого развития показывает, что эффективная стратегия всегда региональна, т.е. привязана к географическим, ресурсным, национально-специфическим особенностям регионов (Вильчек и др., 1997; Бакланов, 1999; Дроздовский, 1997 и др.). При всей общности проблем и целей устойчивого развития в глобальном масштабе, в каждом регионе существует свой набор приоритетных целей. Например, такие ведущие проблемы некоторых стран как рост населения, сокращение потребления не являются актуальными для России. Для России (с позиции ресурсной достаточности) важным является вопрос, каким образом достичь высокого уровня дохода, направить необходимую его часть на решение существующих экологических проблем (Кочуров, 2003).
Индикаторами устойчивого развития региона могут быть показатели социально-экологического состояния Оренбургской области. Выбранные индикаторы позволяют оценить состояние, социальной сферы, природных ресурсов и их использование, проследить динамику изменений и оценить их взаимосвязь между собой.
Такие показатели дают возможность достаточно полно оценить современное социально-экологическое состояние Оренбургского градопромышленного комплекса и составить модель выполнения работ по подбору критериев устойчивого развития территории, с учетом специфики исследуемого региона.
Предлагаются следующие критерии:
- Уровень безработицы: общей и регистрируемой
- Количество непереработанных отходов производства и потребления
- Естественный прирост населения
- Детская смертность
- Уровень общей заболеваемости
- Уровень заболеваемости злокачественными новообразованиями
- Площади охраняемых природных территорий
- Инвестиции в основной капитал, направленные на охрану и рациональное использование природных ресурсов
- Выбросы в атмосферу
- Сброс сточных вод
- Площадь деградированных земель
- Уровень экологической грамотности/культуры (количество школ, где изучаются экологические дисциплины/часы теле-и-радиопередач по экотематике).
Разработка социально-экологических критериев оценки состояния территории позволяет дать общую характеристику региону по предъявляемым параметрам, наметить стратегию дальнейшего развития с соблюдением требований достижения устойчивости (или определения необходимого вектора).
ВЫВОДЫ:
1. В пределах изучаемого района выделяются территории с наиболее интенсивной техногенной нагрузкой – южный район г.Оренбурга и район низовий р.Урал (район Оренбургского Газоперерабатывающего завода и Н-Павловка-Дедуровка).
2. Выявлены основные источники загрязнения, влияющие на состояние древесно-кустарниковой растительности территории исследования: промышленные, геотехнологические, энергетические, транспортные, водохозяйственные и гидротехнические, городские или бытовые, сельскохозяйственные лесохозяйственные, рекреационные.
3. Флора пойменных лесов р.Урал насчитывает 327 видов, относящихся к 200 родам и входящих в 65 семейств. Основное количество видов относится к покрытосеменным (62 вида (19%) - однодольные, 265 видов (81%)- двудольные).
Наиболее представленными семействами являются: Asteraceae (57); Роасеае (27); Rosaceae (26); Brassicaceae (20); Fabaceae (19); Cyperaceae (15); Salicaceae (14); Lamiaceae (11); Ranunculaceae (11); Scrophulariaceae (10). На их долю приходится 64 %.
4. Установлено, что в пойме р.Урал произрастает 41 видов деревьев и кустарников, относящихся к 30 родам и 11 семействам. В целом изученная флора имеет мезофильный характер (70%), по сравнению с флорой прилегающих плакорных местообитаний, хотя и содержит в своем составе определенную долю ксерофитов (22%).
5. На территории исследования (Оренбургский и Чернореченский лесхоз) в результате антропогенного воздействия значительно сократились площади поймы под коренными лесными сообществами (Quercus robur, Ulmus laevis, Salix alba, Betula pendula, Tilia cordata, Fraxinus аmericana) и увеличились площади под Acer negundo. Всего выделено 8 лесных формаций.
6. Выявлены пути оптимизации состояния экологической обстановки Оренбургского градопромышленного комплекса.
7. Состояние древесно-кустарниковой растительности вызывает необходимость долговременного мониторинга с целью создания единой системы контроля. Приоритетным направлением в решении этой проблемы является экологическая паспортизация, ландшафтное планирование и стратегия рационального природопользования на основе бассейнового принципа.
РЕКОМЕНДАЦИИ:
1. Снизить интенсивность загрязнения окружающей среды предприятиями ООО «Газпром Добыча Оренбург», Оренбургское Газоперерабатывающее управление, Оренбургский Газоперерабатывающий завод за счет замены пылегазоочистного оборудования на более современное и рекомендовать внедрение в производство технологии исключающих сжигание в атмосфере попутного газа.
2. Снизить влияние антропогенной нагрузки на рекреационные зоны за счет уменьшения распашки земель, переноса пастбищ, ограничения деятельности крестьянско-фермерских хозяйств, применяющих гербициды и минеральные удобрения в более отдаленные от поймы р.Урал места. Усилить работы по созданию противопожарных барьеров, доведения природоохранной информации до населения, посещающего лесные угодия с целью отдыха.
3. Своевременно проводить мероприятия, способствующие естественному возобновлению главных лесообразующих пород на восстановительных вырубках, путем уничтожения подроста Acer negundо; вести борьбу с засоренностью поймы этой породой.
4. Создать ботанический памятник природы (Дубрава) у сел Нежинка и Благословенка.
5. Контроль за исполнением данных рекомендаций возложить на Оренбургский лесхоз, ГУ «Государственная инспекция по охране окружающей среды Оренбургской области».
6. Материалы диссертации могут быть использованы при изучении курсов ботаники, экологии и физиологии растений, а также спецкурсов по декоративной дендрологии, ландшафтному дизайну в ВУЗах.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Никитина Н.В. Оценка состояния геосистем Оренбургского района // Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке/ Материалы Всероссийской научной молодежной конференции.-Оренбург,2004.-С.82.
2.Никитина Н.В. Пути оптимизации экологической обстановки Оренбургской области// Теории, содержание и технологии высшего образования в условиях глобализации образовательного процесса / Материалы XXVII преподавательской научно-практической конференции. – Оренбург,2006.-С.206-211.
3.Никитина Н.В. Экологическая обстановка долины р.Урал в условиях интенсивного техногенеза Оренбургского территориально-производственного комплекса// Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России/ Сборник материалов IV Межрегиональной научно-практической конференции. – Пенза,2006.-С.170-174.
4.Никитина Н.В. Эколого-географический подход при решении геоэкологических проблем территории//Проблемы географии Урала и сопредельных территорий/ Материалы II Межрегиональной научно-практической конференции. – Челябинск,2006.-С.133-135.
5.Рябинина З.Н; Никитина Н.В. Охрана и рациональное использование пойменных лесов в пределах среднего течения р.Урал // Известия ОГАУ Теоретический и научно-практический журнал/ Материалы Международной научно-практической конференции.- Оренбург, 2008.-С.256-258.
.
