Антропогенна сукцесія рослинності відвалів вугільних шахт Донбасу

(Persicario – Obernetum behenii; Poo compressae – Hieracietum virosae).

Практичне значения отриманих результатів

Практичним значенням результатів дослідження є вирішення питань, що стосуються рекультивації породних відвалів шахт і поліпшення екологічних обставин у промисловому регіоні, де живе біля 20% населення України. Результати використані в ході виконання 2 бюджетних і 4 госпдоговірних тем, пов*язаних з озелененням породних відвалів шахт. Розроблені на прикладі рослинності відвалів методи придатні для вивчення рослинності іншого генезису.

Робота виконувалась в лабораторії екології відділу промислової ботаніки Донецького ботанічного саду НАН України в межах тем “Мониторинг антропогенной сукцессии на породных отвалах угольных шахт и разработка концепции их фитооптимизации” (№ держреєстрації 0193U024297) і “Разработка экофизиологической концепции формирования фитоценозов на породных отвалах угольных шахт Донбасса” (№ держреєстрації 0196U01215)

Автором самостійно розроблені програма і методика вивчення рослинності відвалів, проведені польові роботи, камеральна обробка матеріалів і аналіз експериментального матеріалу, узагальнена отримана інформація, зроблені теоретичні висновки.

Апробація роботи

Основні результати досліджень доповідались на міжнародних конференціях “Промислова ботаніка: стан та перспективи розвитку” (Кривий Ріг, 1993; Донецьк, 1998), конференціях молодих вчених “Актуальні питання ботаніки та екології” (Донецьк, 1995; Харків, 1996; Одеса, 1997, Херсон, 1998), читаннях, присвячених пам’яті професора М. Л. Реви (Донецьк, 1998), а також на засіданнях Донецького відділення Українського ботанічного товариства (1992-1998).

Публікації

За дисертаційною темою опубліковано 5 статей і 4 тези. З них 1 стаття і 1 тези в співавторстві.

Обсяг і структура роботи

Дисертація складається з вступу, 7 розділів, висновків, списку літератури і чотирьох додатків. Робота викладена на 208 с. машинописного тексту, включає 26 таблиць (27 с.), 25 рисунків (15 с.). Список літератури складається з 160 джерел, у тому числі 25 іномовних. В додатках наводиться анотований список рослин відвалів (14 с.), схема класифікації рослинності (4 c.), матеріали польових описів (39 с.) та алгоритми їх обробки у застосованих програмних пакетах (2 с.).

 

 

Основою дослідження є гіпотеза, що антропогенна сукцесія рослинності відвалів спочатку має значні відмінності від процесів у природному середовищі. Але далі, з наближенням умов відвалів до природних, рослинність відвалів набуває зонального характеру. Тобто в сукцесійній системі регіону відбувається формування з адвентивних та аборигенних елементів нової підсистеми, здатної асимілювати екотопи відвалів.

Програмою досліджень передбачалось виявити відвали, на яких сукцесії не перешкоджала подальша діяльність людини. Це дозволило відтворити найімовірнішу послідовність самостійного розвитку угруповань. На отриманому ценохроноклині за зміною флористичних та ценотичних показників визначено три сукцесійних стадії. Аналіз рослинності стадій дозволяє виявити їх особливості, а порівняння з природною рослинністю – визначити напрям розвитку. Просторова структура вивчалась методами аналіза розподілу. Просторовий та часовий розподіл видів визначає їх сукцесійний статус. Класифікація фітоценозів відвалів виявила їх різноманітність. Вивчення спряженості видів дозволяє визначити їх взаємовідношення.

Досліджувались відвали із непорушеною поверхнею української частини Донбасу на території Донецької та Луганської областей. Відповідно до проведеної класифікації екотопів на 47 конічних відвалах зроблено описи 312 пробних ділянок розміром 100 м2 та близько 4000 облікових ділянок меншого розміру, що відбивають вар’ювання рослинності у часі та просторі.

Використовувались маршрутний метод досліджень, метод пробних ділянок, еколого-морфолого-географічний тощо, але головна увага надана методичним підходам, які грунтуються на системології та математичній статистиці (Миркин, Розенберг, Наумова, 1989), що раніше майже не вживались щодо цієї рослинності.

Реконструкцію розвитку угруповань відвалів у сукцесійному часі виконано перетворенням просторового їх вар’ювання на часове. Для цього обрано ініціальні та термінальні угруповання, а решта послідовності відтворювалась методом композиційної ординації, модифікованим відповідно до умов відвалів. Побудований ценохроноклин рослинності відвалів є емпірико-статистичною моделлю її сукцесії, що становить один з етапів системного аналіза (Розенберг, 1984) та відкриває можливості подальшого її вивчення. Проаналізовано індекси подібності та фітоценотичної значущості. Запропоновано формули цих індексів, пристосовані до умов відвалів. Розподіл індекса фітоценотичної значущості видів вздовж вісі сукцесійного часу вивчався градієнтним аналізом з використанням математичного згладжування.

Межі сукцесійних стадій визначено за змінами видового складу та його подібністю на ділянках. Систематичний та типологічний аналіз флористичних комплексів стадій виконано за допомогою автоматизованої бази даних флори регіону “Антропогенна трансформація флори” (Бурда, Остапко, 1993) ; *- та *-різноманітність, тип розподілу видів у просторі та їх спряженість оцінювались за відповідними індексами. Мозаїчність вивчалась методом П. Грейг-Сміта за зміною дисперсії трапляння видів на ділянках площею від 0, 1 до 4 м2, та на трансектах. Вплив місцезнаходження на формування рослинного покриву визначено дисперсійним аналізом. Для класифікації вжито методи Браун-Бланке, “Зкупчення-4” та В. І. Василевича – Б. М. Норіна (Миркин, Розенберг, 1978), які відповідають характеру рослинності. Кластерний аналіз видів за подібністю їх екології зроблено методом кореляційних плеяд (Василевич, 1969) та побудовою дендрограм методом групового середнього (Миркин, Розенберг, 1978). Взаємовідношення видів вивчались за змінами їх спряженості при збільшенні ділянок (Грейг-Смит, 1968), та кореляційним аналізом, на базі якого розроблений метод визначення конкурентоспроможності видів в багатовидових фітоценозах.

Використовувались пакети програм “Statgraphics plus” (SGC, 1996) та “MS Excel” (Microsoft, 1997).