Научная статья на тему 'Плодородный слой почвы как фактор восстановления зональных фитоценозов на отвалах угольной промышленности'

Плодородный слой почвы как фактор восстановления зональных фитоценозов на отвалах угольной промышленности Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
82
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОТВАЛЫ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД / КАТЭК / КУЗБАСС / ХАКАСИЯ / ПЛОДОРОДНЫЙ СЛОЙ ПОЧВЫ / ФИТОЦЕНОЗЫ / ЭКОЛОГО-ЦЕНОТИЧЕСКИЕ ГРУППЫ / ЭДИФИКАТОРЫ / АССЕКТАТОРЫ / OPEN ROCK DUMPS / KATEK / KUZBASS / KHAKASIA / FERTILE SOIL LAYER / PHYTOCENOSES / ECOLOGICAL-CENOTIC GROUPS / EDIFIERS / ASSEMBLERS

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Уфимцев Владимир Иванович, Андроханов Владимир Алексеевич, Куприянов Олег Андреевич, Уфимцев Федор Георгиевич

Исследованы участки самозарастания отвалов угольной промышленности в сухостепной подзоне (Хакасия), лесостепной подзоне Красноярского края (КАТЭК) и подтаежной подзоны Кемеровской области (Кузбасс). Изучены эколого-ценотические характеристики травянистых сообществ при нанесении плодородного слоя почвы и на техногенных элювиях без нанесения почвоулучшителей. В качестве контроля в каждой поздоне выбраны бывшие пахотные земли соответствующего возраста. Проведены геоботанические описания по стандартным методикам с учетом нескольких повторностей, флористические списки обработаны с помощью программного обеспечения IBIS. Отмечается снижение видового разнообразия по мере возрастания аридности подзон: в подтаежной подзоне отмечено 38-52 вида по типам местообитаний, в лесостепной 34-40, сухостепной 20-31 вид. Установлено, что во всех трех зонах на отвалах эколого-ценотическая структура травянистых сообществ отвалов смещена на одну ступень в сторону ксероморфизма: на отвалах подтаежной поздоны формируются луговые фитоценозы, лесостепной подзоны луговые и лугово-степные, в сухостепной рудеральные. Нанесение плодородного слоя почвы способствует увеличению параметров травостоя: в подтаежной зоне на таких участках видовое обилие на 18 % выше, чем на залежах, а в сухостепной подзоне проективное покрытие на 33 % выше, чем на техногенных элювиях без нанесения почвоулучшителей. Таким образом, наличие гумусированного горизонта способствует ускорению формирования травянистых экосистем, но не является безусловным фактором достижения ими стадии зональных формаций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Уфимцев Владимир Иванович, Андроханов Владимир Алексеевич, Куприянов Олег Андреевич, Уфимцев Федор Георгиевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FERTILE SOIL LAYER AS A FACTOR OF RECOVERY OF ZONAL PHYTOCENOSES ON COAL INDUSTRY DUMPS

Areas of self-attack of coal industry dumps in the dry-steppe sub-zone of Khakasia, forest-steppe sub-zone of Krasnoyarsk Krai (KATEK) and subtaiga sub-zone of Kemerovo region (Kuzbass) were investigated. Ecological-cenotic characteristics of herbaceous communities are studied at application of fertile flat of soil and on man-made elution without application of soil-improving agents. Former arable land of the appropriate age is chosen as a control in each late. Geobotanical descriptions were carried out according to standard methods taking into account several repeats, floristic lists were processed using IBIS software. There is a decrease in species diversity as the aridity of the subzone increases: 38-52 species by habitat types are noted in the subtaiga, 34-40 species are noted in the forest-steppe, 20-31 species are noted in the dry-steppe. It has been established that in all three zones on the dumps the ecological-cenotic structure of grass communities of dumps is shifted by one step towards xeromorphism: on the dumps of the subtaiga late there are formed meadow phytocenoses, forest-steppe meadow and meadow-steppe phytocenoses, in dry-steppe ruderal phytocenoses. Application of fertile soil layer contributes to increase of herbal parameters: in the subthareal zone on such areas species abundance is 18% higher than on deposits, and in the dry-steppe subzone projective coating is 33% higher than on man-made elution without application of soil emitters. Thus, the presence of a humus horizon contributes to the acceleration of the formation of herbaceous ecosystems, but is not an unconditional factor in their achievement of the stage of zonal formations

Текст научной работы на тему «Плодородный слой почвы как фактор восстановления зональных фитоценозов на отвалах угольной промышленности»

DOI: 10.26730/1999-4125-2019-6-64-71 УДК 58.072*574.23

ПЛОДОРОДНЫЙ СЛОЙ ПОЧВЫ КАК ФАКТОР ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЗОНАЛЬНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ НА ОТВАЛАХ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

FERTILE SOIL LAYER AS A FACTOR OF RECOVERY OF ZONAL PHYTOCENOSES ON COAL INDUSTRY DUMPS

Уфимцев Владимир Иванович1,

к.б.н., заведующий лабораторией, e-mail: uwy2079@gmail.com

Vladimir I. Utimtsev,

C. Sc. in Biology., head of the laboratory, e-mail: uwy2079@gmail.com

Андроханов Владимир Алексеевич2, д.б.н., заместитель директора, e-mail: androhan@rambler.ru

Vladimir A. Androkhanov, Dr. Sc. in Biology, deputy director for scientific work e-mail: androhan@rambler.ru

Куприянов Олег Андреевич1, к.б.н., научный сотрудник, e-mail: kuproa@gmail.com

Oleg A. Kupriyanov, C. Sc. in Biology, researcher, e-mail: kuproa@gmail.com Уфимцев Федор Георгиевич3, студент, e-mail: ufimcevf@gmail.com Fyodor G. Utimtsev,

student, e-mail: ufimcevf@gmail.com

'Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, 650065, Россия, г. Кемерово, пр-т Ленинградский 10

Federal research center of coal and coal chemistry of the SB RAS, Russia, 10 Ave Leningradsky, Kemerovo, 650065, Russian Federation

2Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева 8/2

Institute of Soil Science and Agrochemistry of the SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Ac. Lavrentieva ave., 8/2, Russian Federation

3Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, филиал в г. Междуреченске652877, Россия, Кемеровская обл., г. Междуреченск, пр-т Строителей 36 T. F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Branch in Mezhdurechensk,36 Ave Stroiteley, Kemerovo Region, Mezhdurechensk, 652877, Russian Federation

Аннотация:

Исследованы участки самозарастания отвалов угольной промышленности в сухостепной подзоне (Хакасия), лесостепной подзоне Красноярского края (КАТЭК) и подтаежной подзоны Кемеровской области (Кузбасс). Изучены эколого-ценотические характеристики травянистых сообществ при нанесении плодородного слоя почвы и на техногенных элювиях без нанесения почвоулучшителей. В качестве контроля в каждой поздоне выбраны бывшие пахотные земли соответствующего возраста. Проведены геоботанические описания по стандартным методикам с учетом нескольких повторностей, флористические списки обработаны с помощью программного обеспечения IBIS. Отмечается снижение видового разнообразия по мере возрастания аридности подзон: в подтаежной подзоне отмечено 38-52 вида по типам местообитаний, в лесостепной - 34-40, сухостепной - 20-31 вид. Установлено, что во всех трех зонах на отвалах эколого-ценотическая структура травянистых сообществ отвалов смещена на одну ступень в сторону ксероморфизма: на отвалах подтаежной поздоны формируются луговые

фитоценозы, лесостепной подзоны - луговые и лугово-степные, в сухостепной - рудеральные. Нанесение плодородного слоя почвы способствует увеличению параметров травостоя: в подтаежной зоне на таких участках видовое обилие на 18 % выше, чем на залежах, а в сухостепной подзоне проективное покрытие на 33 % выше, чем на техногенных элювиях без нанесения почвоулучшителей. Таким образом, наличие гумусированного горизонта способствует ускорению формирования травянистых экосистем, но не является безусловным фактором достижения ими стадии зональных формаций.

Ключевые слова: отвалы вскрышных пород, КАТЭК, Кузбасс, Хакасия, плодородный слой почвы, фитоценозы, эколого-ценотические группы, эдификаторы, ассектаторы.

Abstract:

Areas of self-attack of coal industry dumps in the dry-steppe sub-zone of Khakasia, forest-steppe sub-zone of Krasnoyarsk Krai (KATEK) and subtaiga sub-zone of Kemerovo region (Kuzbass) were investigated. Ecological-cenotic characteristics of herbaceous communities are studied at application offertile flat of soil and on man-made elution without application of soil-improving agents. Former arable land of the appropriate age is chosen as a control in each late. Geobotanical descriptions were carried out according to standard methods taking into account several repeats, floristic lists were processed using IBIS software. There is a decrease in species diversity as the aridity of the subzone increases: 38-52 species by habitat types are noted in the subtaiga, 34-40 species are noted in the forest-steppe, 20-31 species are noted in the dry-steppe. It has been established that in all three zones on the dumps the ecological-cenotic structure of grass communities of dumps is shifted by one step towards xeromorphism: on the dumps of the subtaiga late there are formed meadow phytocenoses, forest-steppe - meadow and meadow-steppe phytocenoses, in dry-steppe - ruderal phytocenoses. Application of fertile soil layer contributes to increase of herbal parameters: in the subthareal zone on such areas species abundance is 18% higher than on deposits, and in the dry-steppe subzone projective coating is 33% higher than on man-made elution without application of soil emitters. Thus, the presence of a humus horizon contributes to the acceleration of the formation of herbaceous ecosystems, but is not an unconditional factor in their achievement of the stage of zonal formations

Key words: open rock dumps, KATEK, Kuzbass, Khakasia, fertile soil layer, phytocenoses, ecological-cenotic groups, edifiers, assemblers.

Введение

Достижение первоначального состояния природных ландшафтов, нарушенных угледобычей - процесс неопределенно долгий. Предметом дискуссий является сам факт, возможно ли при современных или даже перспективных технологиях рекультивации воссоздать исходные биосферные свойства экосистем [1]. В то же время, различные рекультивационные приемы позволяют достичь определенного уровня сходства техногенных экосистем с природными [2]. Одним из первых условий успешности восстановления былого биоразнообразия является восстановление ведущей базисной характеристики природных ландшафтов умеренного пояса - почвенного покрова. Немаловажную роль в этом процессе играют, очевидно, природно-климатические факторы, лимитирующие как физиологические процессы отдельной растительной особи, так сообщества в целом.

Цель настоящей работы - провести анализ процессов восстановления растительных сообществ на искусственно созданных почвоподобных образований на территории угольных разрезов в различных природно-климатических и эдафических условиях.

Объекты и методы

Объектами исследования выбраны

старовозрастные (25-35 лет) самозарастающие отвалы угольной промышленности,

расположенные в трех регионах Сибири, различающихся по природно-климатическим условиям и растительному окружению: сухостепная зона - республика Хакасия (Черногорский угольный разрез), лесостепная зона - лесостепь Красноярского края (Назаровский угольный разрез), и подтаежная зона [3] предгорий Горной Шории Кемеровской области (Листвянский угольный разрез). В каждом регионе в качестве вариантов выбраны участки с нанесением почвоулучшителей (плодородный слой почвы - ПСП, или слой потенциально плодородных пород - ППП - лессовидные суглинки) [4], а также контроль - на залежных землях близкого возраста. В каждом варианте заложены серии из пяти модельных пробных площадей, размером, принятым изучения травянистых сообществ - 10*10 м [5]. Проводилось распределение видов по жизненной стратегии [6] и принадлежности к эколого-ценотическим группам [7] - одной из ведущих характеристик динамики растительного покрова как в естественных местообитаниях [8], так и на отвалах [9]. Для анализа геоботанических описаний использовано ПО IBIS А.А. Зверева [10], для последующей обработки с построением матрицы сходства. Для оценки сходства

растительных сообществ применена

ассиметричная шкала Чекановского-Дайса-Соренсона, проведена кластеризация полученной матрицы сходства с помощью программы статистического анализа PAST [11] по методу анализа Брея-Кертиса [12].

Результаты и обсуждение

На пробных площадях обнаружено 146 видов высших сосудистых растений, относящихся к 32 семействам. Отмечается прямая зависимость количества видов от мезофитизации условий произрастания, как на отвалах, так и на залежах: в степи отмечен 20-31 вид, в лесостепи - 34-40, в подтайге - 38-52. В степной зоне видовое обилие напрямую зависит эдафического фактора: без ПСП оно на 35,5 % ниже, чем в контроле, с ПСП - на 28,3 % ниже. В лесостепи подобной зависимости не отмечается, а в подтайге на отвалах с нанесением ПСП количество видов выше, чем в контроле, на 18 % (рис. 1).

Представлены виды, относящиеся к пяти эколого-ценотическим группам: лесные, луговые, лугово-степные, степные и рудеральные.

В степной зоне на отвалах резко преобладают рудеральные виды - на участках с нанесением ПСП их видовое участие составляет 42,8 %, а без нанесения ПСП - 65 %, что существенно выше, чем в контроле - 22,5 % - где налицо зональная направленность растительной сукцессии. Доля степных видов на ПСП составляет 33 % - второе место после рудеральных. Степные виды не отмечаются. Доля луговых на отвалах минимальна

- 10-14 %, что связано с резким дефицитом влаги в субстрате как эмбриоземов, так и техноземов. В контроле преобладают степные виды - 45 %, и дополняющие их группа лугово-степных - 12,9 %, что свидетельствует зональной направленности растительных сукцессий на залежах, доля рудеральных составляет 22,5 %, значительна доля луговых - 19,3 % - как признак более благополучного водного режима старопахотных почв, по сравнению с местообитаниями на отвалах. Лесные виды в степной зоне не встречаются ни на одном из участков.

В лесостепной подзоне преобладающей является группа луговых видов, они представлены равными долями как на отвалах, так и в контроле -47-47,5 %. На отвалах несколько выше доли лугово-степных и степных видов - 20,5-30 % в совокупности, в контроле - 12,5 %. Доля лесных видов выше в контроле - 15 %, на отвалах - только 2,5-5,8 %, что свидетельствует о сохранении неустойчивого водного режима старовозрастных отвалов. Рудеральные виды занимают вторую позицию после луговых - 20-26,5 %. Лугово-степные виды выступают ассектаторами сообществ, составляя 7,5-20 %, степные виды встречаются спорадически - 2,9-10 %.

В подтаежной зоне группа луговых видов, как на отвалах, так и в контроле, формируют половину видового состава - 44-53 %. Значительно участие рудеральных видов - 28,8-31,5 % - как на отвалах, так и в контроле. Повсеместно присутствуют лугово-степные виды - 5,2-11,1 %, и лесные виды -4,4-10,5 % - последние выступают индикаторами

Рис. 1. Эколого-ценотическая структура травянистых сообществ Fig. 1. Ecological-cenotic structure of herbaceous communities

растительного окружения черневой тайги. Степные виды встречаются случайным образом или отсутствуют.

Важнейшим показателем направленности растительной сукцессии и характеристики условий произрастания является проективное покрытие эколого-ценотических групп растений и их представительных видов (рис. 2).

В степной зоне на отвалах без ПСП основу проективного покрытия составляет Calamagrostis epigeios L. (до 70 % на различных участках), который, хотя и относится к лугово-степным видам, является представителем ранне- и среднесукцессионных видов простых

растительных группировок [13], что не позволяет рассматривать его как элемент зональной направленности сукцессии [14]. Среди рудеральных видов наиболее активны Elytrigia repens (L.) Devs. Ex Nevski (до 80 %), Artemisia vulgaris L. (до 40 %), Cirsium setosum (Willd.) Bes (до 30 %), Convolvulus bicuspidatus Fisch. ex Link (до 20 %), Carduus nutans L. (до 5 %), которые растут фрагментарно, куртинами площадью до нескольких десятков квадратных метров. Прочие виды проективного покрытия не формируют.

На участках с нанесением ПСП рудералы сохраняют лидирующие позиции, однако появляются степные виды, из которых наибольшее участие принадлежит Allium senescens L. (до 20 %), Artemisia annua L. (до 30 %), Vincetoxicum thesioides Freyn (до 10 %), которые также формируют строго

локальные куртины, и были, вероятно, привнесены на отвал в субстрате ПСП. Луговые виды представлены единичными экземплярами.

В контроле, при сохранении высокого участия сорняков - A. vulgaris (до 40 %), Linaria vulgaris L. (до 10 %), основу проективного покрытия формируют степные - Poa stepposa (Krylov) Roshev (до 20 %), Helictotrichon desertorum (Less.) Nevski

(до 20 %), Potentilla longifolia Willd. ex Schltdl. (до 20 %), Stipa capillata L. (до 5 %) и др., и лугово-степные виды - Galium verum L. (до 5 %), Medicago falcata (5 %) и др.

В лесостепной зоне на участках без ПСП облик проективного покрытия формируют луговые виды при высокой активности рудералов. Среди первых преобладают Poa pratensis L. (до 40 %), Equisetum arvense L. (до 15 %), Achillea millefolium L. (до 5 %), Medicago lupulina L. (до 5 %), Vicia amoena Fisch. (до 5 %), Vicia cracca L. (до 5 %), среди рудералов сохраняется высокая доля Melilotus officinalis (до 30 %) и Tussilago farfara L. (до 10 %), характерных для ранних стадий сукцессии.

На отвалах с нанесением ПСП луговые виды безусловно преобладают, абсолютным доминантом является Poa pratensis L. (до 70 %), содоминанты - Equisetum arvense L. (до 20 %), Geranium pratense L. (до 5 %), Thalictrum simplex L. (до 5 %), Vicia cracca L. (до 5 %) и лугово-степные Galium verum L. (до 10 %), Pimpinella saxifraga L. (до 5 %) и др. Прочие виды зональной

Рис. 2. Среднее проективное покрытие эколого-ценотических групп растений в сообществах Fig. 2. Mean projective coverage of ecological-cenotic plant groups in communities

растительности являются ассектаторами сообщества, доля участия каждого не превышает 12 %, распределены равномерно. Рудеральные виды представлены единичным экземплярами - 1,2 % -что свидетельствует о переходе сообщества в стадию замкнутого (зонального) фитоценоза [15].

В контроле основу проективного покрытия формируют луговые виды, характерные для отвалов: высокая доля принадлежит Bromopsis inermis L. (до 30 %), сохранившегося, вероятно, как признак бывших культурфитоценозов [16]. Значителен вклад лесных видов, в первую очередь, Brachypodium pinnatum (L.) Beauv. (до 20 %) и Heracleum dissectum L. (до 10 %), вследствие значительной мезофитизации бывших пахотных угодий, по сравнению с местообитаниями отвалов [17]. Среди лугово-степных видов проективное покрытие формируют G. Verum (до 5 %), среди рудеральных широко распространен полупаразит Rhinanthus autemnalis L. (до 50 %). Из степных видов выраженным ассектатором выступает Vicia unijuga A. Br. (до 5 %).

В подтаежной зоне на отвалах без ПСП формируются луговые травянистые сообщества: доля луговых в проективном покрытии в пять раз превышает все остальные группы, вместе взятые. Эдификатором выступает верховой

позднесукцессионный злак Dactylis glomerata L. (до 60 %) - типичный представитель сложных растительных группировок отвалов [9]. Содоминантом является Festuca pratensis L. (до 15 %), ассектаторы - в основном - злаки: Phleum pratense L. (до 10 %), Agrostis gigantea L. (до 3 %), Poa angustifolia L. (до 1 %), из бобовых - Amoria repens (L.) C. Presl. (до 2 %) и Vicia cracca L. (до 2 %), из разнотравья - Potentilla canescens Bess (до 3 %), Achillea millefolium L. (до 2 %); прочие луговые виды менее, чем по 1 %. Среди лугово-степных отмечаются Pimpinella saxifraga L. (до 20 %) и Centaurea scabiosa L. (до 10 %). Рудеральный компонент представлен Convolvulus arvensis L., Taraxacum officinale L. Stellaria graminea L. (по 1 %), остальные - единично. Лесные виды в сложении проективного покрытия не участвуют.

На участках с нанесенным ПСП ведущую роль в проективном покрытии выполняют лугово-степные виды: Centaurea scabiosa L. (до 30 %), Pimpinella saxifraga L. (до 30 %), Fragaria viridis L. (до 30 %). Однако, следует отметить, что эти виды - типичные представители средне- и позднесукцесиионных сложных растительных группировок отвалов Кузбасса [17], и являются маркерами ксероморфного экоклина, которым являются местообитания отвалов в условиях достаточного общего увлажнения, а их высокое проективное покрытие не характерно для зональных лугово-степных фитоценозов [18]. Луговым видам в проективном покрытии принадлежит второе место, среди них наиболее обильны Festuca pratensis L. (до 40 %), Galium

mollugo L. (до 10 %), A. millefolium (до 5 %), Potentilla canescens Bess (до 5 %), D. glomerata (до

2 %), Leucanthemum vulgare L. (до 2 %), Phleum pratense L., Trifolium pratense L., V. amoena, V. cracca (по 2 %). Рудералы занимают второстепенное место, среди них наиболее активны Malva neglecta Wallr. (до 2 %) и Taraxacum officinale F.H. Wigg. (до 2 %). Отмечен степной вид Senecio jacobaea L. (до 2 %). Из лесных видов повсеместно встречается Lathyrus pisiformis L. (1 %), другие - единичными экземплярами.

В контроле доля проективного покрытия луговых видов максимальна среди всех изученных пробных площадей. Эдификаторами сообщества выступают D. glomerata (до 60 %), V.amoena (до 40 %), H. perforatum (до 20 %), Ph. pratense (до 15 %) - в верхнем подъярусе, P. angustifolia (до 15 %) - в нижнем подъярусе, ассектаторами - A. millefolium (до 5 %), F. pratensis (до 15 %), T. pratense L. (до 3 %), куртинами встречается Bromopsis inermis L. (до

3 %). Спорадически попадается полупаразит Rhinanthus vernalis L. (до 5 %), что является признаком начального этапа формирования лугового фитоценоза. По сравнению с местообитаниями отвалов возрастает присутствие лесного компонента, в частности, Fragaria vesca L. (до 5 %) и Chamerion angustifolium L. (до 3 %). Среди рудералов наибольшей активностью обладает Taraxacum officinale L. (до 3 %) и Pastinaca sylvestris L. (до 1 %), остальные фитоценотического значения не имеют.

Таким образом, травянистые сообщества, произрастающие на старовозрастных отвалах и залежных землях, обладают следующими основными характеристиками:

1. Степь (Хакасия). БПСП - простая растительная группировка, ОПП до 60 %;

ПСП - простая растительная группировка с высокой степенью мозаичности, ОПП 85 %;

Контроль - злаково-разнотравная залежь, ОПП 80 %

2. Лесостепь (КАТЭК).

БПСП - сложная бобово-разнотравно-злаковая растительная группировка, ОПП 90 %. ПСП - сложная разнотравно-злаковая группировка, ОПП 90 %.

Контроль - бобово-злаково-разнотравный низинный лесной луг, ОПП 100 %.

3. Подтайга (Кузбасс). БПСП - сложная злаково-бобово-разнотравная группировка с выраженными двумя подъярусами, ОПП 95 %.

ПСП - сложная бобово-злаково-разнотравная группировка, ОПП 95 %.

Контроль - умеренно нарушенный разнотравно-злаковый суходольный луг, ОПП 95 %.

На отвалах в сухостепной подзоне отмечается самая высокая степень различия растительного покрова: на участках без ПСП она составляет 58-82

Рис. 3. Степень различия пробнъх площадей по типам местообитаний Fig. 3. Extent to which sample areas differ by habitat type

единиц, с ПСП - еще выше - 16-100, что указывает на локальность распределения популяций отдельных видов и отсутствие ценотических связей в травостое (рис. 3). Вероятно, на отвалах сухостепной зоны, наличие ПСП способствует поселению, локальному закреплению и длительному сохранению в виде моновидовых микрогруппировок популяций устойчивых видов, получающих за счет ПСП удовлетворительное минеральное питание и влагообеспечение. Таким образом, несмотря на положительный эффект продуктивности, наличие ПСП на отвалах не оказывает ускоряющего действия на ход растительной сукцессии. В контроле на залежах, наоборот, выявлена самая низкая степень различия - 23-32, что характеризует сообщества как закономерно организованное сочетание видов с определенными зональными чертами строения, сложившимися отношениями видов, как друг с другом, так и со средой.

На отвалах лесостепной поздоны налицо сложная, закономерно формирующаяся, структура сообществ - степень различия низкая, составляет 10-38 единиц, с незначительными колебаниями на участках с ПСП и без ПСП. В контроле различие выше - 17-62, несмотря на обилие и высокую долю проективного покрытия зональных видов - что связано, с высокой динамичностью формирования сообществ на залежах, присутствии в растительном окружении видов как лугово-степного, так и лесного компонента.

Подобное сочетание отмечается и в подтаежной зоне, причем как в контроле, так и на отвалах. На участках с ПСП степень различия

несколько ниже - 14-40, что указывает на состояние фитоценозов, близкое к замкнутому. На участках без ПСП травостой находится в менее стабильном состоянии - различие описаний составляет 16-64, как и на залежах - 19-64. Таким образом, наличие ПСП на отвалах в лесостепной и подтаежной подзонах способствует ускорению сукцессий травянистых сообществ.

Заключение

Самозарастание местообитаний отвалов вскрышных пород в каждой природно-климатической подзоне приводит к формированию травянистых сообществ с внутренней структурой, смещенной на одну ступень в сторону ксероморфизации по сравнению с растительным окружением ненарушенных территорий. Так, на отвалах подтаежной подзоны Кузбасса формируются луговые фитоценозы, в лесостепной подзоне КАТЭКа - луговые со значительной долей лугово-степного и рудерального компонентов, а в сухостепной подзоне Хакасии сохраняются рудеральные сообщества с незначительным привнесением степных и лугово-степных растений. Вместе с тем, подобная тенденция отмечается и для бывших пахотных угодий подтаежной и лесостепной подзон, но не для сухостепной поздоны, где на залежах сукцессия идет по выраженному степному типу, в отличие от отвалов.

Нанесение в качестве почвоулучшителя зонального гумусированного плодородного слоя почвы способствует улучшению количественных и качественных характеристик травянистого покрова. В сухостепной подзоне при нанесении

ПСП отмечается увеличение общего проективного покрытия, однако по видовому обилию такие участки не достигают контрольных показателей залежей, в лесостепной подзоне эти различия несущественны, а в подтаежной поздоне видовое обилие участков отвалов с ПСП даже выше, чем таковое на залежах. Последнее связано, вероятно, с

формированием на отвалах более благоприятных условий водно-воздушного режима для произрастания луговых видов, по сравнению с условиями зональных серых лесных почв.

Исследование выполнено при поддержке РФФИ, грант 19-29-05086

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Куприянов, А. Н. Закономерности восстановления растительного покрова на отвалах Кузбасса / А.Н. Куприянов, Ю.А. Манаков. Сибирский лесной журнал. - 2016. - № 2. - С. 51-58.

2. Методические рекомендации по реставрации лугово-степной растительности на отвалах угольной промышленности в Кузбассе / Куприянов, А.Н., Уфимцев В.И., Манаков Ю.А., Стрельникова Т.О., Куприянов О.А. Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2017. - 44 с.

3. Лащинский, Н.Н. Лесные луга подтайги Обь-иртышского междуречья / Н.Н. Лащинский, М.Н. Тищенко. Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2011. - № 3 (15). С. 92-97.

4. Гаджиев, И.М. Стратегия и перспективы решения проблем рекультивации нарушенных земель / И.М. Гаджиев, В.М. Курачев, В.А. Андроханов. - Новосибирск, ЦЭРИС, 2001. — 38 с.

5. Полевая геоботаника / Ред. Е.М. Лавренко, А.А. Корчагин. - Т. 5. - М., Л., 1976. - 320 с.

6. Богатырев, Л.Г. Словарь терминов и показателей, используемых при изучении биологического круговорота / Л.Г. Богатырев, В.М. Телеснина. - М.: МАКС Пресс, 2010. - 184 с.

7. Работнов, Т.А. Фитоценология. 3-е изд. перераб., и доп. - М.: Изд -во Моск. ун-та, 1992. - 351 с.

8. Ковылина, О.П. Развитие травянистой растительности в полезащитных полосах разного породного состава в условиях Ширинской степи Хакасии / О.П. Ковылина, Н.В. Ковылин, Н.В. Сухенко. Сибирский экологический журнал. - 2009. - № 5. - С. 673-680.

9. Манаков, Ю.А. Формирование растительного покрова в техногенных ландшафтах Кузбасса / Ю.А. Манаков, Т.О. Стрельникова, А.Н. Куприянов. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. - 167 с.

10. Зверев, А.А. Информационные технологии в изучениях растительного покрова. - Томск, 2007. -304 с.

11. Hammer 0., Harper D. A. T., Ryan P. D. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Paleontologia Electronica 4 (1). Режим доступа: http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm. [10.10.2019].

12. Новаковский, А. Электронный журнал "Jahrbuch fur EcoAnalytic und EcoPatologic". Методы ординации в современной геоботанике. Режим доступа: http://www.ievbras.ru/ecostat/Kiril/Article/A26/Ordinate.htm. [13.10.2019].

13. Куприянов, А.Н. Восстановление экосистем на отвалах горнодобывающей промышленности Кузбасса / А.Н. Куприянов, Ю.А. Манаков, Л.П. Баранник. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2010. - С. 124.

14. Ламанова, Т.Г. Особенности естественного зарастания вскрышных отвалов в аридных районах республики Хакасия / Т.Г. Ламанова, О.С. Сафронова. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. -2017. - Т. 47. № 1 (254). - С. 25-31.

15. Стрельникова, Т.О. Особенности флоры отвалов угольных разрезов Кемеровской области / Т.О. Стрельникова, Ю.А. Манаков. Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2010. - № 2 (10). - С. 44-57.

16. Ламанова, Т.Г. Агрофитоценозы на отвалах в южной части кузнецкой котловины / Т. Г. Ламанова, Н. В. Шеремет. - Новосибирск: Изд-во «Офсет», 2010. - 224 с.

17. Манаков, Ю. А. Парциальные флоры техногенных экотопов Кузбасса. Вестник ОрГУ. - 2009. - № 9 (103). - С. 104-109.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

18. Растительный мир Караканского хребта / Н.Н. Лащинский, С.А. Шереметова, Н.И. Макунина, Т.Е. Буко, О.Ю. Писаренко. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2011. - 120 с.

REFERENCES

1. Kupriyanov A. N., Manakov A. Yu. Zakonomernosti vosstanovleniya rastitel'nogo pokrova na otvalakh Kuzbassa [Regularities of restoration of plant cover on the dumps of the Kuznetsk Basin]. Sibirskij Lesnoj Zurnal = Siberian Journal of Forest Science. 2016. N. 2: 51-58

2. Kupriyanov A.N., Ufimtsev V.I., Manakov Yu.A., Strel'nikova T.O., Kupriyanov O.A. Metodicheskie

rekomendatsii po restavratsii lugovo-stepnoy rastitel'nosti na otvalakh ugol'noy promyshlennosti v Kuzbasse [Guidelines for the restoration of meadow-steppe vegetation on the dumps of the coal industry in Kuzbass]. Kemerovo: Irbis publ., 2017. 44 p. (rus)

3. Lashchinskiy N.N., Tishchenko M.N. Lesnye luga podtaygi Ob'-irtyshskogo mezhdurech'ya [Subtaiga forest meadows from ob-irtish watershed]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2011. № 3 (15). 92-97. (rus)

4. Gadzhiev I.M., Kurachev V.M., Androkhanov V.A. Strategiya i perspektivy resheniya problem rekul'tivatsii narushennykh zemel' [Strategy and prospects for solving the problems of reclamation of disturbed lands]. Novosibirsk, TsERIS publ., 2001. 38 p. (rus)

5. Polevaya geobotanika [Field geobotany]. Editors: Lavrenko E.M., Korchagin A.A.. Vol. 5. M., L., 1976. 320 p. (rus)

6. Bogatyrev L.G., Telesnina V.M. Slovar' terminov i pokazateley, ispol'zuemykh pri izuchenii biologicheskogo krugovorota [Dictionary of terms and indicators used in the study of the biological cycle]. M.: MAKS Press publ., 2010. 184 p. (rus)

7. Rabotnov T.A. Fitotsenologiya [Phytocenology]. 3rd edition supplemented and revised. M.: Publ. of Moscow State Unifersity, 1992. 351 p. (rus)

8. Kovylina O.P., Kovylin N.V., Suhenko N.V. Development of grass vegetation in field-protective belts of different species composition under the conditions of the Shira Steppe in Khakasia. Sibirskiy Ekologicheskiy Zhurnal = Contemporary Problems of Ecology. 2009. N16(5). 673-680.

9. Manakov Yu.A. Strel'nikova T.O., Kupriyanov A.N. Formirovanie rastitel'nogo pokrova v tekhnogennykh landshaftakh Kuzbassa [The formation of vegetation in the technogenic landscapes of the Kuzbass]. Novosibirsk: SO RAS publ., 2011. 167 p. (rus)

10. Zverev A.A. Informatsionnye tekhnologii v izucheniyakh rastitel'nogo pokrova [Information technology in land cover studies]. Tomsk, 2007. 304 p. (rus)

11. Hammer 0., Harper D. A. T., Ryan P. D. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica 4(1). Access mode: http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm [10.10.2019].

12. Novakovskiy A. Elektronnyy zhurnal "Jahrbuch fur EcoAnalytic und EcoPatologic". Metody ordinatsii v sovremennoy geobotanike [The electronic journal "Yearbook for EcoAnalytic and EcoPatologic". Ordination methods in modern geobotany]. Access mode:: http://www.ievbras.ru/ecostat/Kiril/Article/A26/Ordinate.htm. [13.10.2019].

13. Kupriyanov A.N. Manakov Yu.A., Barannik L.P. Vosstanovlenie ekosistem na otvalakh gornodobyvayushchey promyshlennosti Kuzbassa [Restoration of ecosystems on the dumps of the mining industry of Kuzbass]. Novosibirsk: Akademic publ. «Geo», 2010. 124 p. (rus)

14. Lamanova T.G., Safronova O.S. Osobennosti estestvennogo zarastaniya vskryshnykh otvalov v aridnykh rayonakh respubliki Khakasiya [Features of natural overgrowing overburden dumps in arid regions of the Republic of Khakassia]. Sibirskiy vestnik sel'skokhozyaystvennoy nauki = Siberian Bulletin of Agricultural Science. 2017. Vol. 47. N 1 (254). 25-31. (rus)

15. Strelnikova TO, Manakov YuA. Features of coal mines dumps flora of Kemerovo region. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2010. N 2(10). 44-57.

16. Lamanova T.G., Sheremet N.V. Agrofitotsenozy na otvalakh v yuzhnoy chasti kuznetskoy kotloviny [Agrophytocenoses on dumps in the southern part of the Kuznetsk depression]. Novosibirsk: Publ. «Ofset», 2010. 224 p. (rus)

17. Manakov, Yu. A. Partsial'nye flory tekhnogennykh ekotopov Kuzbassa [Partsial'nye flory tekhnogennykh ekotopov Kuzbassa]. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta = Bulletin of Orenburg State University. 2009. N 9 (103). 104-109. (rus)

18. Lashchinskiy N.N., Sheremetova S.A., Makunina N.I., Buko T.E., Pisarenko O.Yu. Rastitel'nyy mir Karakanskogo khrebta [Flora of the Karakan ridge]. Novosibirsk: Akademic publ. «Geo», 2011. 120 p. (rus)

Поступило в редакцию 15.11.2019 Received 15 November 2019

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.