Курсовая работа (т): Синантропизация растений в промышленной зоне

В ходе полевых исследований на территории Висимского заповедника обнаружено 6 новых видов, не отмечавшихся раньше на территории данного резервата: Calla palustris L, Juncus alpino-articulatus Chaix., Rumex longifolius DC, Alchemilla subcrenata Bus., Alchemilla rigescens Juz., Epilobium ciliatum Rafin., все виды за исключением первого входят в состав синантропной флоры. Материалы исследований могут быть использованы для разработки основ мониторинга и прогноза состояния растительного покрова заповедных территории разного ранга. .[20.]

В еловых лесах Высокогорных Татр под влиянием вытаптывания несколько изменился видовой состав, увеличилась доля заносных видов, но особенно заметно уменьшилась биомасса как высших растений, так и мохообразных. Также происходит изменение общего проективного покрытия, нарушение поверхности почвы, увеличение эрозии. Травяные ценозы сосняков обладают различной устойчивостью и способностью приспосабливаться к вытаптыванию. Наиболее чувствительными являются сосняки лишайниковые, наиболее устойчивыми - сосняки кисличные.

На основании анализа 355 геоботанических описаний, выполненных на территории шести районов Предуралья Республики Башкортостан, проведена оценка синантропизации флоры и растительности овражно-балочной системы. В результате исследований показано, что низкой толерантностью по отношению к процессам синантропизации отличаются сообщества ветландов, тогда как луговые сообщества более устойчивые к проникновению синантропных видов.

При изучении антропогенной трансформации разных типов степных сообществ было показано, что наиболее существенные изменения степной растительности связаны с выпасом скота. Однако, по сравнению с луговой степная растительность более устойчива по отношению к выпасу. Но и в степях пастбищная деградация приводит к уменьшению разнообразия степных сообществ, упрощению их флористического состава, доминированию в них синантропных видов, снижению урожайности. При полном изъятии степной растительности из хозяйственного использования происходит мезофитизация степных сообществ и зарастание их кустарниками.

При значительной пастбищной эксплуатации лугов происходит деградация, в ходе которой наблюдается упрощение структуры луговых сообществ, конвергенция луговых сообществ, когда все их разнообразие сводится к нескольким ассоциациям и снижение урожайности. Подобные изменения наблюдаются и при рекреационных нагрузках. [22.]

2.2 Синантропизация на территории Ильменского заповедника

По своему физико-географическому положению, по природным богатствам Ильменский заповедник уникален. Территория заповедника общей площадью 303 км2 включает вытянутую в меридиональном направлении систему Ильменских гор со средними высотами 400-450 м и высшей точкой 7+7 м н.у.м. Он включает в себя одну из крайних восточных горных цепей Южного Урала и прилегающий к ней небольшой участок предгорной равнины Зауралья.

На территории заповедника преобладают сосновые, лиственично-сосновые и березовые леса южнотаежного типа. Видовой состав высших сосудистых растений включает 857 видов, из них около 200 видов мхов и лишайников. В списки Красной книги СССР 1978 г. внесен 31 вид растений, 14 видов насекомых, 8 видов птиц. Отмечено 22 вида эндемичных и более 50 видов реликтовых растений.

Растительность и животный мир заповедника характеризуют формации и сообщества, типичные для лесного и отчасти лесостепного ландшафтов. К ним относится уникальные для заповедника растительные сообщества со степной растительностью на серпентинитовых сопках, лиственичные леса, сосновые мертвопокровные лишайниковые леса, зеленомошные леса, а также моховые болота с рямовой сосной. Лесами покрыто около 80% территории заповедника.

На сравнительно небольшой площади заповедника обнаружено около 250 минералов - от обычных, до редчайших. Уникальность Ильменского комплекса объясняется разнообразием слагающих его горных пород и прорезающих их сетью пегматитовых жил, часть которых вскрыта небольшими горными выработками (конями). Всего копей на территории заповедника около 400.

Гидрология заповедника представлена 30 озерами, 40 речками, и многочисленными болотами. В озерах обитает 1+ видов рыб и более 550 видов других животных.

Территория заповедника окружена кольцом, состоящим из рекреационных зон. крупных промышленных предприятий городов Миасс: Чебаргуль, Карабаш, а также ряда сел, деревень, поселков, окаю 78% границы заповедника проходит через населенные пункты.

Увеличение плотности населения (более 20 чел на кв. км), граничное соприкосновение с территорией соседних охотхозяйств, расширение зон отдыха, садоводческих товариществ и общая сложная социально-экономическая ситуация в регионе приводят к возрастанию антропогенного воздействия на заповедник.

Постоянное присутствие людей у границ заповедника, шумовая нагрузка шоссейной и железной дороги, которые проходят через заповедник в его южной части и вдоль западной и восточной границы, существование действующих карьеров вблизи заповедника, рубка леса вдоль границ оказывают большое влияние на условия обитания и динамику численности видов. Роль антропогенных факторов (пожары, рубки, выпас скота/браконьерство) в формировании современного растительного покрова заповедника отмечалась исследователями в течение семидесяти лет. Ведущие специалисты заповедника провели экспертную оценку состояния и процессов формирования природной системы территории заповедника. В результате анкетирования выявлено 6 основных воздействий, которые являются одновременно угрозой на будущее: Лесные пожары; Интегральное антропогенное воздействие (или фактор беспокойства: посещение людьми территории, железная дорога, автомобильные дороги, авиалинии, линии электропередач, проходящие по территории); Браконьерство (сбор дикоросов, охота, рыбалка, сбор образцов минералов); Вырубка леса; Снижение биоразнообразия за счет антропогенного влияния на изменение состава животного и растительного мира; Промышленное загрязнение воды, воздуха; почвы.

Виды влияния приведены в порядке убывания силы воздействия и степени угрозы.

Таким образом, угроза антропогенного воздействия на природный комплекс заповедника осталась актуальной сегодня и прогноз специалистов на будущее неутешителен.

Уже сегодня исследования воздействий антропогенных факторов на изменение травяно-кустарничкового яруса в основных, характерных для территории заповедника типах леса показали изменение состава и структуры травяного покрова по мере усиления воздействия человека. При этом лесные растения в местах нагрузки постепенно исчезают из травостоя и появляются нетипичные (лесолуговые, лесостепные, неморальные, сорные).

В связи с антропогенным воздействием существенно сокращаются ареалы естественных фитоценозов, формируются площади вторичных иногда необратимых, малоценных лесных сообществ. На смену коренным микрогруппировкам приходят производные, где господствует лесолуговые и лесостепные растения. При исследовании синантропизации растительного покрова заповедника изучались отдельные растительные сообщества и их комплексы в зоне наиболее интенсивного воздействия человека. К числу определяющих антропогенных факторов в условиях заповедного режима относится воздействие человека на экспериментальных базах и кордонах лесников. Естественная растительность здесь в значительной степени унифицирована или заменена синантропными видами (рис.1).

Унифицированная растительность вокруг кордонов представлена, как правило, 7-13 видами, разнообразие нарушенных сообществ 15-20. Они располагаются плотным кольцом вокруг непосредственного очага антропогенного воздействия.

В 1991 г. проводились работы по оценке общего состояния окружающей среды г Миасса и Ильменского заповедника. Помимо съемки снегового покрова были проведены почвенная геохимическая и гидрохимическая съемки. Площадь съемки составила 800 км2. Результаты анализов показали, что повышенное содержание пыли охватывает значительную часть Ильменского заповедника. Спектральный анализ показал содержание 28 химических элементов. На территории заповедника выделены 3 зоны, характеризующиеся сильной степенью загрязнения. Первая зона занимает центральную часть территории и вытянута в северо-восточном направлении. Основными загрязнителями здесь являются кадмий, медь, цинк, свинец, реже молибден, мышьяк, сурьма, висмут. Вторая зона приурочена к западной части акватории оз. Тургояк. Основные элементы - загрязнители: медь, кадмий, свинец, цинк, висмут, олово. Третья зона охватывает центральную и восточную часть Ильменского заповедника. Элементы-загрязнители: медь, кадмий, свинец, молибден, цинк, мышьяк.

Наиболее химически загрязненные участки снега выявлены в центральной части территории южнее озера Б.Миассово.

Зона повышенного загрязнения почв определена в районе поселков Тыелга, Новоандреевка и к западу от них. Основными загрязнителями почв являются: кадмий, железо, алюминий, свинец, цинк, кобальт, никель.

Главным источником сернистых соединений и их кислот, выбрасываемых в атмосферу района, является Карабашский медеплавильный комбинат, основной фактор загрязнения окружающей среды элементами медь, цинк, свинец, кадмий, кобальт.

Максимальное загрязнение поверхностных вод установлено на севере заповедника от озера Таткуль и охватывает озеро Б.Ишкуль и далее. Главными элементами- загрязнителями поверхностных вод являются: железо, кобальт, кадмий, свинец, цинк, никель.

Проведение экологических исследований сотрудниками заповедника озера Б. Миассово показало, что внесение загрязняющих элементов в экосистему озера ведет прежде всего к превышению естественного фонового уровня содержания этих веществ в различных компонентах экосистемы. Установлено накопление тяжелых металлов в организмах и тканях гидробионтов. У семи видов водных растений (гречиха земноводная, камыш озерный, кубышка желтая, рдест блестящий, тростник обыкновенный, уруть колосистая, элодея канадская) зарегистрировано повышенное содержание никеля, хрома, свинца, меди, железа, цинка. Водные растения обладают способностью накапливать в органах тяжелые металлы, ассимилировать микроэлементы из воды и донных отложений. Представителей этой фуппы гидробионтов можно рассматривать, как индикаторов полиметаллического загрязнёния водной среды

Проблема антропогенного воздействия уже сегодня отразилась на природном комплексе заповедника, и зафязнители продолжают накапливаться в почве, воде. Необходимость сохранения генофонда живых организмов и мест их обитания ставит перед заповедником задачи:

Организация мониторинга состояния природного комплекса, контроля содержания вредных веществ в воде, почве, атмосфере;

экономическая оценка и прогноз объемов ущерба наносимого промьшленными предприятиями природному комплексу заповедника;

Сохранение мест обитания популяций животных и растений как естественной формы существования генотипов;

Восстановление границ заповедника в пределах определенных документами 1961 г., а также установление охранной зоны вокруг фаниц заповедника;

проведение мероприятий по ограничению числа голов домашнего скота и соответственно покосов на каждом кордоне, и более жесткой регламентации другой хозяйственной деятельности на территории заповедника[17.].

Рис. 1. Карта-схема синантронных растительных сообществ вокруг кордона Б. Ишкуль

Лесные сообщества:

. Сосново-березовый костянично-верониково-мятликовый лес (Betula pendula + Pinus sylvestris + Poa angustifolia + Veronica chamaedrys + Rubus saxatilis):

. Сосново-березовый крапивно-малиновый лес (Betula pendula+Pinus sylvestris + Rubus idaeus + Urtica dioica);

. Черемухово-березовый злаково-крапивно-снытиевый лес (Betula verucosa + Padus racemosa + Aegopodium podagraria + Urtica dioica + Humidus lupulus + Agrophyron repens + Daetylis glomerata):

. Черемухово-березовый крапивно-малиново-снытиевый лес (Betula verucosa + Padus racemosa + Aegopodium podagraria + Rubus idaeus + Urtica dioica + Agropyron repens);

. Сосновый злаково-землянично-орляковый лес (Pinus sylvestris + Tilia cordata +- Padus racemosa + Sorbus aucuparia - Pteridium aquilinum +- Fragaria vesca + Calamagrostis arundinaceae + Elytrigia repens + Lusula pilosa):

Сосновый осоково-мягликовый лес, выпасаемый (Pinus sylvestris - Cotoneaster melanocarpus - Genista tinctoria + Poa angustifolia + Carex sp.)

. Сосновый злаковый лес, мертвопокровный (Pinus sylvestris + Festuca pratensis + Poa angustifolia + Poa nemoralis + Trifolium repens + Lathyrus vernus);

. Сосновый подорожниково-землянично-мятликовый лес, выпасаемый (Pinus sylvestris - Poa angustifolia +- Fragaria vesca + Plantago stepposa):

. Лиственнично-сосновый тимофеево-чиново-типчаково-длинномятликовый лес (Pinus sylvestris + Larix sibirica + Poo angustifolia + Festuca valesiaca + Lathyrus vemus + Festuca pratensis).

Синантропные сообщества (выпасаемые):

. Мятликово-будрово-земляничное сообщество (Fragaria vesca + Glechoma hederaceo + Plantago major + Poa angustifolia + Poa pratensis):

. Мятликово-подорожниково-тминово-ползуче-клеверное сообщество (Trifolium repens + Carum carvi + Plantago stepposa + Poa annua + Achillea millefolium);

. Пустьрниково-малиново-чернобыльниково-мятликово-крапивное сообщество (Urtica dioica + Poaangustifolia + Artemisia vulgaris + Rubus idaeus + Leonurus quinquelobatus)

. Снытиево-мятлликово-пустырниково-крапивное сообщество {Urtica dioica + Leonurus quinquelobatus + Poa angustifolia + Aegopodium podagraria):

. Земноводногорцево-незабудково-фавилатово-мокрецовое сообщество (Stellaria bungeana + Geum urbanum + Myosotis palustris + Polygonum amphihium):

. Крапивно-василистниково-малиновое сообщество (Rubus idaeus + Fragaria vesca + Thalictrum foetidum + Urtica dioica):

. Дроково-костякично-клеверно-вейниковое сообщество (Calamagrostis arundinacea + Trifolium lupi-naster + Rubus saxatilis + Genista tinctoria + Thalictrum foetidum): -

. Черноголовково-крапивно-подорожниково-будрово-ползучеклеверное сообщество {Trifolium repens + Glechoma hederacea + Plantago major + Urtica dioica + Achillea millefolium + Prunella vulgaris):

Щавелево-верониково-будровое сообщество (Glechoma hederacea + Veronica chamaediys + Rumex confertus):

. Верониково-мятликово-луговоклеверное сообщество (Trifolium pratensis + Poa annua + P.ursulensis + Plantago major + Geum urbanum + Veronica chamaediys). [17.]

2.3 Синантропизация на территории Джабык-Карагайского бора.

Из современного многообразия форм антропогенного воздействия выпас продолжает оставаться наиболее существенным фактором, определяющим состояние степной растительности, веками служившей естественной кормовой базой. В связи с переводом больших площадей в пахотные угодья, резервы для расширения естественных пастбищ практически исчерпываются Одним из таких объектов является Джабык-Карагайский бор.

Более 120 тыс. га Джабык-Карагайского бора в степной зоне Челябинской области - явление уникальное

Джабык-Карагайского бора, расположенного на пространствах третичной всхолмленной абразионной платформы, где вдоль Урало-Тобольского водораздела тянется полоса выходов на поверхность гранито-гнейсовых возвышенностей, с которыми связаны участки сосновых лесов и вторичных березняков, формировавших в прошлом крупные массивы [15.]. Травяной покров колков и боров сложен типично степными растениями, причем преобладают сухие остепненные боры и мелкозлаковые сосновые редколесья, мало характерные для островных боров собственно лесостепи [10.]. Поэтому ландшафт этого района часто определяют как «ложную лесостепь». Такие лесные острова являются эдафогенно-пояеными вкраплениями среди зональных степей. И. М. Крашенинников [11.] при обследовании бора в 1927 г. отмечал, что на открытых полянах мы имеем богатые ковыльно-разнотравные степи, в состав которых входят, кроме типично степняков, также многие лугово-степные, скальные и даже некоторые лесные элементы. Сами островные сосновые боры, по-видимому, реликтовые.

Указанные особенности Джабык-Карагайского бора позволяют отнести его к следующим группам редких растительных сообществ [1]:

) четвертичные реликтовые сообщества (как и островные сосновые боры Казахстана);