CC BY
18
УДК 553.3/4(470.323)
ФИТОЦЕНОЗЫ 25-ТИ ЛЕТНИХ ОТВАЛОВ МИХАЙЛОВСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КАРЬЕРА КМА
(ГЛИН КЕЛЛОВЕЙСКОГО ЯРУСА) И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ГОЛОВАСТИКОВА А. В.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: golovastikova.a.v@mail.ru.
КРИВДИНА О.А.,
старший преподаватель, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: o_krivdina@mail.ru.
ШОШИНА Е.Г.,
ассистент, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: alena0461991@mail.ru.
Реферат. В статье представлены результаты систематических фитоценотических исследований, проводимых на отвалах Михайловского железорудного карьера КМА, отсыпанных глинами келловейского яруса юрской системы. Приведены общие показатели контрольных участков зонального фитоценоза северной лесостепи, а также дано подробное описание характера зарастания отвалов, с учётом микрорельефа и экспозиции склонов. Показано, что результатом смены сингенетических сукцессий, на рассматриваемых отвалах, к 25-ти летнему возрасту, является формирование сложного группово-зарослевого травянистого сообщества, где основными компонентами являются: донник лекарственный, одуванчик лекарственный, донник белый, тысячелистник обыкновенный, кипрей узколистый, пастернак лесной, мать-и-мачеха. Указаны древес-но- кустарниковые- составляющие формирующегося фитоценоза. Обозначен слабый характер зарастания северных и западных эродированных склонов отвалов.
Приведены данные по наличию, на данных отвалах видов растений, занесенных в разряд «охраняемые» и «особо охраняемые» в Курской области.
В статье показан, календарь цветения медоносов отвалов, доказывающий, что отвалы данной породы могут обеспечить хорошую продуктивность мёда.
Исходя из литологической основы и особенностей формирования видового состава фитоце-нозов отвалов 25- ти летних глин келловея, предложено использовать их в качестве территорий с высокой мёдопродуктивностью и охраняемых территорий, обеспечивающих сохранение видового разнообразия северной лесостепи.
Ключевые слова: фитоценозы, глины келловея, литогенная основа, Михайловский железорудный карьер, КМА.
PHYTOCENOSES OF 25-YEAR-OLD DUMPS OF THE IKHAILOVSKY IRON ORE QUARRY KMA (CLAYS OF THE CALLOVIAN STAGE) AND THE POSSIBILITY OF THEIR USE
GOLOVASTIKOVA A.V.,
сandidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Kursk Institute of Cooperation (branch) of BUKEP, e-mail: golovastikova.a.v@mail.ru.
KRIVDINA O.A.,
senior Lecturer, Kursk Institute of Cooperation (branch) BUKEP, e-mail: o_krivdina@mail.ru.
SHOSHINA E.G.,
assistant, Kursk Institute of Cooperation (branch) BUKEP, e-mail: alena0461991@mail.ru.
Essay. The article presents the results of systematic phytocenological researches carried out on the tailings of Mikhailovsky iron ore quarry KMA, stacked layer clays of the Callovian of the Jurassic system. The General indicators of the control areas of the zonal phytocenosis of the Northern forest-steppe are given, as well as a detailed description of the nature of the overgrowth of dumps, taking into account the microrelief and the exposure of the slopes. It is shown that the result of the change of syngenetic successions, on the dumps under consideration, by the age of 25, is the formation of a complex group - overgrown herbaceous community, where the main components are: Melilotus officinalis, dandelion officinalis, melilot white, yarrow, cypress narrow-leaved, parsnip forest, mother and stepmother. The tree - shrub - components of the forming phytocenosis are specified. The weak character of overgrowing of the Northern and Western eroded slopes of the dumps is indicated.
The data on the presence of these dumps of plant species listed in the category of "protected" and "specially protected" in the Kursk region.
The article presents the calendar of flowering of honey plants of dumps, which proves that the waste dumps this breed can provide a good productivity of honey.
Based on the lithological basis and features of the formation of the species composition of phytocenoses of dumps of 25 - year-old kelloway clays, it is proposed to use them as areas with high honey productivity and protected areas that ensure the conservation of species diversity of the Northern forest-steppe.
Key words: phytocoenosis, clay, Callovian, lithogenic basis, the Mikhailovsky iron ore quarry, Kursk magnetic anomaly.
Введение. Современное естественное состояние Земли характеризуется острым кризисом взаимоотношений человека и природы. Особенно это касается урбанизированных техногенных территорий, где возникает противоречие между характером хозяйственного и техногенного использования земель и экологически рациональным и безопасным развитием ландшафта.
При антропогенном воздействии экосистема, однажды изменившись, не может сохраняться в одном и том же состоянии. Начинается процесс трансформации структуры, которая определяется природными условиями существования данной системы и дальнейшей антропогенной нагрузкой.
Изменение хозяйственной деятельностью человека экосистемы следует рассматривать как модификацию естественных ландшафтов. В первую очередь изменяется структура растительного покрова, в которой происходит деградация и смена коренного ценоза неустойчивыми производными. И поскольку, процесс восстановления до формирования кли-максовых показателей в фитоценозах занимает продолжительное время (по результатам наших исследований и расчётов до 55-90 лет, в зависимости от литологической основы), то встает вопрос не только экологической безопасности данных территорий, но и рационального хозяйственного использования их в течение длительного периода времени [1, 2].
Результаты исследования. Изучаемые нами фитоценозы отвалов Михайловского карьера существенно разнятся между собой и значительно отличаются от зональных.
В качестве контрольного был выбран участок типичной лесостепи на серой лесной почве, на водоразделе рек Чернь и Свапа с уклоном местности 1 %, на расстоянии 1 километра от рассматриваемых отвалов (таблица 1).
Исходя из литературных данных и собственных наблюдений за процессами зарастания отвалов, следует отметить специфику заселения растениями различной литогенной основы, а также то, что общей чертой является развитие растительного покрова от рудеральных группировок с преобладанием пионерных растений к сообществам с более устойчивыми ценотиче-скими связями и господством многолетних видов, преимущественно сорно-лугового типа. Однако отвалы, отсыпанные глинами келловея отличаются крайне медленным формированием растительного сообщества, приближенного к зональному. По нашим расчётам, скорость формирования зонального фитоценоза на глинах келловея отстаёт от формирования их на зональных лёссовидных суглинках (также изученных в ходе фитоценотических исследований) на 40 лет. Соответственно, эти отвалы не могут быть включены в оборот, даже очень щадящего характера, и нуждаются в применении к ним особых форм хозяйственный деятельности
[3, 4].
Таблица 1 - Сложение травостоя зонального фитоценоза
Наименование показателя сложения Площадка № 1 Площадка № 2 Средний показатель
Проективное покрытие, % 100 100 100
Количество растений на м2, шт. 544 560 552
Количество видов на м2, шт. 26 29 27,5
Биомасса (вегетативная), г/м2 800 820 810
Индекс биологической дисперсности (ГОО) 20 22 21
На отвалах Михайловского железорудного карьера КМА, отсыпанных глинами келловей-ского яруса юрской системы, 25-ти летнего возраста, имеющих относительно выровненный (до 15 метров высотой) грядовый рельеф, в результате смены сингенетических сукцессий в течении 25-30 лет сформировалось сложное группо-во-зарослевое травянистое сообщество с разреженным древостоем.
Древостой представлен, в основном, березой повислой (Bétula péndula Roth.) (до 15 м высотой), сосной обыкновенной (Pinus sylvestris L.) (до 1,5 м) и ивой козьей (Salix caprea L.) (до 5 м). В небольшом количестве встречается поросль осины (Populus tremula L.) и дуба (Quercus robur L.). На южных склонах встречаются отдельные экземпляры рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.), клена платановид-ного (Acer platanoides L.), груши дикой (Pyrus communis L. ).
Гряды отвалов зарастают монодоминантными группировками донника лекарственного (Melilotus officinali L. ), с небольшим обилием угнетенных особей одуванчика лекарственного (Taráxacum officinale Wigg.) и единичными экземплярами мать-и-мачехи (Tussilágo fárfara L.), в целом до 100 экземпляров на м2 Размеры таких куртин достигают 50 м2, при проективном покрытии 100 %. Через год, практически при отсутствии донника лекарственного (10 % от проективного покрытия), эти участки имеют слабую степень зарастания. Но, при этом, куртины с доминированием донника белого (Melilótus álbus L.) имеют максимальное распространение. Такие участки (до 30 м2) обладают меньшей плотностью зарастания донника, но включают ряд луговых и рудеральных видов: тысячелистник обыкновенный (Achilléa millefólium L. ) мать-и-мачеху, кипрей узколистый (Epilobium angustifolium L.), пастернак лесной (Pastinaca sativa L.), одуванчик лекарственный, полынь равнинную (Artemisia campéstris L ), мятлик обыкновенный (Póa triviális L.) (до 150 экземпляров на м2).
Выровненные участки отвалов зарастают тысячелистниково-мать-и-мачеховыми ассоциациями с большим набором луговых и сорно-рудеральных видов: кипрея узколистого, пас-
тернака лесного, люцерны серповидной (Medicago falcata L.), коровяка метельчатого (Verbáscum lychnitis L.), мятлика лугового (Poa praténsis L.), осоки соседней (Carex contigua L.), ястребинки зонтичной (Hierácium umbellátum L.), вейника наземного (Calamagróstis epigéjos L.), льнянки обыкновенной (Linaria vulgaris Mill.), земляники лесной (Fragária vésca L.), клевера ползучего (Trifolium repens L.), клевера лугового (Trifolium pratense L.) и других (89 экземпляров на м2), при видовой насыщенности 9 видов на 1м2 и проективном покрытии - 40 %. В северной части отвалов встречаются: валериана лекарственная (Valeriana officinalis L.) (охраняется в Курской области), цикорий обыкновенный (Cichórium íntybus L.), пальчатокоренник кровавый (Dactylorhiza incarnata L.). Пальчато-коренник имеет угнетенное состояние из-за за-гущенности участков его произрастания [5].
Небольшие микропонижения имеет вейни-ково-тысячелистниковый тип ассоциации, иногда с примесью осота обыкновенного (Cirsium vulgare (Savi) Ten.), мать-и-мачехи, подмаренника мягкого (Gálium mollúgo L.) и других.
В понижениях глубиной 1,5 метров отмечается разреженный характер зарастания с единичными экземплярами ястребинки зонтичной (Hierácium umbellátum L.), моркови дикой (Dáucus caróta L.), мятлика лугового, кипрея узколистного, полыни горькой (Artemísia absínthium L.) или заросли с доминированием камыша обыкновенного (Phragmítes austrális (Cav.) Trin. ex Steud.) и полевицы гигантской (Agrostis gigantea L.), а также с единичными экземплярами вейника наземного, кипрея узколистного, зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.) - 30 экземпляров на м2.
Северные и западные склоны отвалов сильно эродированы и имеют практически пионерный характер зарастания с доминированием мать-и-мачехи при участии пастернака лесного, кипрея узколистого, земляники лесной. Проективное покрытие на этих участках достигает только 5-10 %.
На склонах южной и восточной экспозиции наблюдается достаточно разреженный характер травостоя с проективным покрытием 30 %. Набор видов в основном рудерален. Мать-и-
мачеха, вейник наземный - обладают максимальным обилием. Пастернак лесной, донник лекарственный, кипрей узколистый, молочай прутьевидный (Euphorbia virgata L.) - единичны. Одуванчик лекарственный, тысячелистник обыкновенный, мятлик луговой достаточно обильны, но находятся в угнетенном состоянии.
Необходимо отметить, что на отвалах глин келловейского яруса разного возраста отсыпки произрастает значительное количество растений пальчатокоренника кровавого (на отдельных участках до 15 экземпляров на 10 м2), принадлежащего к семейству орхидных. При этом, из 25 видов орхидных, встречающихся в Курской области, в разряд охраняемых занесено 23 вида (92 %). Пальчатокоренник кровавый отнесен ко второй категории редкости, то есть к видам, которым в ближайшее время грозит перемещение в разряд исчезающих, вследствие значительных нарушений местообитаний и сокращения большей части популяции [5].
Северные орхидеи очень требовательны к изменяющимся природным условиям: предпочитают влажные карбонатные почвы в сочетании с хорошей освещенностью. Кроме того, наклюнувшийся зародыш нуждается в обязательном симбиозе с грибом. А учитывая, что отвалы глин келловейского яруса имеют, с этой точки зрения, удовлетворительные характеристики (влагоемкость - 42-30 %, порозность - 47-68 %, содержание сульфатов кальция и магния - 0,91,6 %, общего азота - 0,63-0,71 %, подвижного калия - до 50 мг/100 г, сумма обменных оснований - от 44 до 58 мг-экв/100 г, реакция слабощелочная - 7,1-7,8), то возможно рассмотреть вопрос о закреплении за отдельными участками отвалов статусов охраняемых территорий или
памятников природы с целью сохранения флористического богатства подзоны северной лесостепи [6].
Кроме того, известно, что произрастающие на отвалах донники являются прекрасными медоносами. Донники: лекарственный и белый имеют очень длительный период цветения - 4045 дней. По данным профессора А. Ф. Губина, медопродуктивность дикорастущего донника достигает 200 кг с 1 га в год. Максимальная продуктивность известная для зоны отвалов -100 - 150 кг на 1 пчелиную семью [7, 8].
Кроме донников для целей пчеловодства могут быть использованы мать-и-мачеха и ивы, которые зацветают рано весной (с середины апреля), когда в природе отсутствует всякий взяток. Медопродуктивность ивы козьей - 150 кг с 1 га. Для целей пчеловодства могут быть использованы и другие виды, растущие на отвалах (рисунок 1).
Кроме этого, при планомерном скашивании отдельных участков донниковых зарослей период его цветения может быть продлен до октября, когда практически все растения уже отцвели.
Календарь цветения медоносов на отвалах глин келловейского яруса 25-летнего возраста показывает, что период возможного использования их для целей пчеловодства максимально продолжителен для зоны северной лесостепи - с апреля до середины октября.
По результатам анализа качества мёда, проведенного исследовательской химико-технологической лабораторией Курского центра стандартизации, метрологии и сертификации, отклонений по ПДК основных элементов не обнаружено (таблица 2).
Вид растения Месяц
апрель май июнь июль август сентябрь октябрь
Мать-и-мачеха Ива козья Одуванчик лекарственный Земляника лесная Клевер ползучий Клевер луговой Кипрей узколистый Донник лекарственный Донник белый Коровяк метельчатый Зверобой продырявленный Цикорий обыкновенный
Рисунок 1 - Календарь цветения медоносов на 25-ти летних отвалах глин келловея
Таблица 2 - Анализ химического состава мёда, собранного на отвалах Михайловского ГОКа
Элемент Значение мг/кг ПДК мг/кг
Cd 0,048 0,05
Pb 0,026 1,00
Zn 1,83 3,00
Cu 0,94 1,00
Следовательно, такой продукт может быть использован как эффективный источник энергии, незаменимых аминокислот, органических кислот, микроэлементов, витаминов, ферментов, противогрибковых, антимикробных, гормональных веществ.
Вывод. Таким образом, учитывая, что отвалы, отсыпанные глинами келловейского яруса имеют грядовый слабо выровненный рельеф, занимают значительные территории, а также то, что процессы формирования устойчивого климаксового растительного сообщества идут крайне медленно (с учётом особенностей литологической основы), то вероятно, целесообразным является использование фи-тоценозов этих участков для сохранения флористического богатства северной лесостепи с приданием им статуса «особо охраняемых природных территорий». В рамках данного статуса вполне, возможно, использовать данные отвалы как территории с высокой мёдо-продуктивностью.
Список использованных источников
1. Пигорев И.Я. Экология техногенных ландшафтов КМА и их биологическое освоение. - Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. академии, 2006. - 366 с.
2. Головастикова А.В. Методы и методики мониторинга окружающей природной среды техногенных ландшафтов [Электронный ресурс]: сборник материалов научно-практического семинара, г. Кемерово, 30 октября 2012 г.- Кемерово: Кемеровский ГСХИ, 2012. - С. 22-24. - Режим доступа: http//event.ksai.ru.
3. Головастикова А.В., Стифеев А.И. Формирование фитоценозов на техногенных ландшафтах МГОКа. Флора и растительность северной лесостепи: материалы научной конференции, г. Курск, 22 февраля 2000 г. - Тула, 2000. - С. 22-23.
4. Чибрик Т.С., Елькин Ю.А. Формирование растительных сообществ на отвалах Коркинского угольного разреза // Растительность в условиях техногенных ландшафтов Урала. СНТ. Т.С. - Свердловск, 1990. - С. 58-67.
5. Красная книга Курской области: редкие и исчезающие виды животных, растений и грибов / Департамент экологической безопасности и природопользования Курской области. - Калининград; Курск: ИД РОСТ-ДОАФК, 2017. - 380 с.
6. Стифеев А.И. Рекультивация земель и почвообразование в техногенных ландшафтах КМА: дисс. ... д-ра с.-х. наук. - Курск, 1993.
7. Глухов М.М. Медоносные растения. - М.: Колос, 1974. - 302 с.
8. Головастикова А.В. Биолого-почвенное сообщество как показатель экологического состояния техногенного ландшафта (на примере отвалов вскрышных пород Михайловского ГОКа) // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 4. - С. 19-22.
List of used sources
1. Pigorev I.Y. Ecology of technogenic landscapes of KMA and their biological development. - Kursk: Publishing house Kursk. state. s.-. аcademy, 2006. - 366 p.
2. Golovasikova A.V. Methods and methods of environmental monitoring of man-made landscapes [Electronic resource]: Sat. materials of scientific - practical of the seminar, Kemerovo, October 30, 2012. - Kemerovo: Kemerovo State Agricultural Institute, 2012. - P. 22-24. - Access mode: http // event.ksai.ru.
3. Golovasikova A.V., Stifeev A.I. Formation of phytocenoses on man-made landscapes of MGOK. Flora and vegetation of the northern forest-steppe: proceedings of a scientific conference, Kursk, February 22, 2000 -Tula, 2000. - P. 22-23.
4. Chibrik TS, Elkin Yu.A. Formation of plant communities in the dumps of the Korkinsky coal mine // Vegetation in the conditions of technogenic landscapes of the Urals. SNT. TS - Sverdlovsk, 1990. - P. 58-67.
5. The Red Book of the Kursk region: rare and endangered species of animals, plants and fungi / Department of environmental safety and environmental management of the Kursk region. - Kaliningrad; Kursk: GROWTH-DOAFK, 2017. - 380 p.
6. Stifeev A.I. Land reclamation and soil formation in technogenic landscapes of the KMA: Diss. ... Dr. S.-H. sciences. - Kursk, 1993.
7. Glukhov M.M. Honey plants. - M.: Kolos, 1974. - 302 p.
8. Golovasikova A.V. Biological and soil community as an indicator of the ecological state of the technogenic landscape (for example, dumps of overburden rocks of the Mikhailovsky GO-Ka) // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2017. - № 4. - P. 19-22.
