Диссертация (1154500), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1996). Это позволило грамотно оценить успех и степень восстановлениятерритории. Довольно часто проводят работы по сбору информации об абиотическихусловиях среды, затем сопоставляют её с базой данных растительных сообществ, чтобы вконечном итоге установить список целевых видов.Конечно, основные усилия при проведении рекультивации сводятся к борьбе сэрозией и токсичностью субстратов, восстановлению высоко деградированных участков;важными аспектами являются борьба с инвазивными видами и загрязнением окружающейсреды.
Отправной точкой большинства программ по рекультивации земель, за последние30 лет, являлась оценка состояния верхнего слоя почвы (Johnson and Bradshaw 1979;Bradshaw 1983, 1984, 1990). Наличие и качество плодородного слоя определяет скорость ивозможность восстановления нарушенных территорий, а также её устойчивость. Как ужеуказывали, важно понимать рекультивацию как процесс. При определении целейнеобходимо представлять себе желаемое сообщество восстановления, это должно бытьотправной точкой для любого проекта рекультивации, коме того, необходимопредставлять себе сроки восстановления (что восстанавливаем и к какому моменту).
Целирекультивации должны быть сформулированы на основе детального знания основныхструктурных и функциональных характеристик естественных экосистем. В реальныхрыночных условиях, план рекультивации является компромиссом между желаниемполноговосстановлениятерриториииэкономическимизатратами.Основнымикритериями оценки плана рекультивации являются: скорость достижения поставленныхцелей, экономические затраты, устойчивость экосистем в долгосрочных перспективах при11отсутствии дальнейшего вмешательства или низкой стоимости управления (Bradshaw1990). Без соблюдения данных соображений могут быть установлены нереальные цели,как в экологическом, так и в экономическом плане.
Создание измеряемых критериев,вытекающих из характеристик экосистем и целей восстановления, для оценки успехарекультивации является крайне трудной задачей (Johnson and Putwain 1981; Chambers andWade 1992; Hobbs and Norton 1996). В одной из работ рассматриваются 3 основныхпринципа успеха, к которым должны стремиться любые работы по рекультивации(Cairns,1993).
Первое – это способность к саморегулированию экосистем, гдеподразумевается, что структурные и функциональные характеристики новых экосистембудут существовать без каких-либо «субсидий» со стороны (удобрений, посадки и т.д.).Во-вторых, цели и задачи рекультивации должны быть установлены до начала работ повосстановлению территорий. В-третьих, не должно быть никаких побочных негативныхэффектов для окружающих ландшафтов. Очевидно, что необходимо иметь цели, которыебудутоднозначными,точнымидляопределения,техническиосуществимыми,доступными для измерения и прогнозирования, научнообоснованными, экологическибезопасными и социально значимыми (Wyant et al.
1995; Pastorok et al. 1997; Cairns 2000).В настоящее время, в лучшем случае, применяются критерии, связанные с составом,структурой и характером растительности. Так, например, рассматривается количествовидов и их обилие, вертикальная структура растительного сообщества, горизонтальнаямозаичность сообществ, продуктивность экосистем, смертность, видовое богатство,биомасса,индексыразнообразия,динамика,скоростьсукцессии,способностьвосстанавливаться после небольших возмущений (Hobbs,1999). Существует мнение, чтоесли характеристики структуры сформированных растительных сообществ соответствуютжелаемымдиапазонам,тофункциональныехарактеристикитакжебудутудовлетворительными (Allen, 1992).
Рекультивация земель может быть связана сускорением сукцессией, отчасти потому, что её цель – пройти ранние фазы развитиясообщества, несмотря на то, что восстановление может быть задержано последствиямипрошлых нарушений (Aber, 1987; Allen, 1992; Bradshaw, 1990; Luken, 1990; Parker, 1997).При разработке карьеров, восстановление экосистем идет по типу первичной сукцессии, вданном случае все организмы заселяют территорию из окружающих сообществ. Такимобразом, одной из целей рекультивации является инициация или запуск естественнойколонизации и распространение иммигрантов (Bradshaw, 1984; Harris et al., 1996; Handel,1997).
В настоящий момент взаимодействия внутри сообществ и их смена в зависимостиот абиотических факторов среды в ходе сукцессии – это не до конца изученный процесс.Подводя итоги, отметим, что восстановление экосистем на карьерах всегда идет по типу12первичной сукцессии, поэтому изучение ее процессов и механизмов являетсястратегически важным для составления рекомендаций по рекультивации земель (Cairns1980, 1991; Walker 1992; Bradshaw, 1990). Особенно актуальны исследования,позволяющие разгадать механизмы сукцессии с целью увеличения прогнозируемостиразвития сообществ.Первичная сукцессияСукцессией принято считать направленное развитие сообщества, в ходе которогопроисходит смена одних видов другими (Clements, 1916). Данный процесс в первуюочередьобусловленвлияниеморганизмовнаокружающуюсреду.Входежизнедеятельности, организмы уделяют предпочтение определенной группе веществ,постепенно истощая их запасы, взамен они выделяют другие, которые накапливаются всреде, при этом химические параметры окружающей территории изменяются, из-за чегоона становится неблагоприятной для существования нынешнего сообщества,впоследствии его сменяет другое.
По мнению В. Н. Сукачева длительное существованиебиогеоценоза без изменений возможно лишь тогда, когда одни виды способны полностьюкомпенсировать изменения в среде вызванное другими видами. Одним из примеровявляется демутационная сукцессия, т.е. восстановление коренного типа растительности,там, где она была уничтожена. Демутационные сукцессии, как правило, происходят насельскохозяйственных территориях, в условиях карьерно-отваьных комплексов, такиесмены часто затруднены или невозможны. В настоящий момент существует множествоклассификаций сукцессии по разным параметрам, одна из них – деление на первичную ивторичную сукцессию.Зарастание карьеров по добыче строительных материалов происходит по типупервичной сукцессии, в данном случае территория характеризуется полным отсутствиеморганического вещества и диаспор живых организмов; здесь по цепочке происходитзаселение, начиная с микроорганизмов, пионерных растений, происходит формированиепочвы, смена гидрологического режима и микроклимата данной территории.
В отличие отпервичной, вторичные сукцессии являются восстановительными сменами нарушенныхсообществ. Существует мнение, что некорректно сопоставлять и сравнивать выводы,полученные в ходе исследования вторичных сукцессий, которые протекают, как правило,на более плодородных и стабильных грунтах, даже с более поздними стадиями первичныхсукцессий (Cramer and Hobbs, 2007).Чаще всего выделяют 5 стадий первичной сукцессии (Clements, 1928):1. Появление пустых, не занятых жизнью участков;132. Поселение организмов ипоявление их диаспор на данныхтерриториях;3. Распространение особей, формирование сомкнутого покрова;4.
Конкуренциявнутрисформировавшегосясообщества,сменапионерных видов на виды, маркирующие более поздние сукцессионные стадии;5. Усиление эдификаторной роли растений, значительное влияниерастительного сообщества на среду и изменение её параметров.Сукцессия на различных экотопах протекает в разных направлениях, можетприводить формированию различных сообществ и иметь разную скорость. Моделисукцессии,учитывающиевсюмногогранностьэтоговопроса,называютполивариантными. О.
И. Сумина (2013) выделила на карьерах 5 этапов сукцессиирастительности. Нулевой этап сукцессии представлен единой минеральной матрицей, этоголый грунт. Следующим этапом является начало заселения, или стартовый этап, онхарактеризуется низким уровнем общего проективного покрытия (до 5 %), и наличиемразреженных группировок однолетних пионерных видов растительности.
На первом этапесубстрат еще слабо изменен по сравнению с нулевым, вследствие физических ихимических абиогенных процессов начинается дифференциация различных экотопов, чтоприводит к расхождению путей восстановления растительности. На первом этапесукцессии ОПП растительности не превышает 5-10%, растения на данной стадии еще неоказывают заметного воздействия на субстрат.В более общем варианте элювиальные экотопы, как правило, сухие, хорошодренированные местообитания; здесь преобладает вымывание элементов и выраженыпроцессыводнойиветровойэрозии.Трансэллювиальныеэкотопысклоновхарактеризуются контрастным режимом увлажнения. На подобных территориях идетмиграция элементов, также возможна эрозия. По сравнению с элювиальными экотопами,здесь несколько выше общее проективное покрытие, иногда в корневой зоне растенийреакция рН субстрата оказывается заметно ниже. Трансэлювиально-аккумулятивныеэкотопы подножий склонов считаются более благоприятными для поселения растений,это выражено в большем проективном покрытии, наличии разнообразных жизненныхформ, помимо однолетних и многолетних длинно-корневищных трав эксплерентов.Значительного воздействия растительности на субстрат на данной стадии также ненаблюдается.
Для аккумулятивных экотопов типично умеренное или избыточноеувлажнение, здесь, как правило, наиболее благоприятные условия для развития14растительности. На таких участках поселяются виды-гигрофиты, ОПП растительности,как правило, намного выше.Второй этап автор называет «злаковой или переходной» стадией. В целом, онахарактеризуется преобладанием процессов химического и биологического выветривания,на некоторых экотопах начинается образование подстилки. Из названия следует, чтопреобладают виды из семейства Poaceae.На эллювиальных экотопах продолжается смыв тонкодисперсных фракций грунта.Данные территории относятся к олиготрофным, где доминируют злаки, в плотныхскоплениях которыхначинается гумусообразование. Транс-элювиальные экотопыотносятся к мезотрофным местообитаниям, господствуют также злаки, видовоеразнообразие увеличивается, идет изменение гранулометрического состава.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
