Антропогенна сукцесія рослинності відвалів вугільних шахт Донбасу

 

Район досліджень на сході обмежений державним кордоном, а на заході сягає Червоноармійська. На півдні він доходить до Волновахи, на півночі охоплює Лисичанськ та Луганськ. Цей район при районуванні за тектонічними, геологічними, геоморфологічними, фізико-географічними, геоботанічними, флористичними, критеріями становить єдину територію. Метеорологічні показники змінюються поступово, не утворюючи різких градієнтів (наприклад, на межах района досліджень зареєстровані такі температури: максимальна – 39, 40, 41*С; мінімальна – -36, -37, -38, -39, -41*С (Справочник по климату СССР, 1966-1969). Значна частина території зайнята штучними насадженнями або іншим чином використовується людиною. Незаймана степова рослинність, що раніше переважала, збереглася лише у заповідниках. Велика кількість видів потребує охорони. Проте біота зберегла своєрідність і ще досить різноманітна (Дубовик, 1964; Бурда, 1991).

Екологічні умови відвалів, зокрема едафічні, досить добре вивчені, і вони різко відмінні від умов в природних екотопах та коливаються в широких межах (Промышленная ботаника, 1980). Це відбивається у складі та структурі, динаміці рослинних угруповань відвалів залежно від їх розташування. Пробні площі закладались за схемою, що враховувала класифікацію екотопів відвалів і

 

Таблиця 1

Схема розташування пробних ділянок у системі екотопів на шахтних відвалах

 

 

Необхідною умовою вивчення рослинності є знання флори. В ході досліджень на відвалах виявлено 262 види судинних рослин з 175 родів та 49 родин, 3 класів, 2 типів. За систематичною структурою флора відвалів відрізняється збільшенням чисельності родів та родин, що складаються з рудеральних видів з широкою екологічною амплітудою. Це Chenopodiaceae Polygonaceae, Chenopodium, Hieracium, Plantago, Poa, Rumex. Родовий коефіцієнт флори відвалів становить 0, 67, що вказує на значну роль міграційних елементів в її становленні. Географічний аналіз свідчить, що кількісно переважають адвентивні та широкоареальні види: голарктичні, палеарктичні, європейські. За життєвою формою найбільше гемікріптофітів та терофітів. За флороценотипами найважливішими є степові та синантропні види.

Рослинність відвалів складається з рудеральних та напіврудеральних угруповань, здебільшого з домінуванням малорічників. Взагалі вона збіднена за видовим складом, відрізняється за флористичною структурою від регіональної, що викликано, певно, специфічними екологічними умовами.

Щоб розглянути флору та рослинність відвалів у процесі їх розвитку, 312 описів розташовані методом композиційної ординації у ценохроноклин, що відтворює сукцесійну послідовність розвитку угруповань відвалів. За змінами видового складу відрізняються три стадії сукцесії з межами на 25 та 75 одиницях ординації. З них друга стадія охоплює більшу частину описів. Для перевірки цілісності цієї стадії визначена подібність між блоками описів впродовж ценохроноклина. Побудований дендрит відповідає послідовності ценохроноклину та має більші значення подібності в межах стадії. Поділ сукцесійної послідовності на три стадії особливо добре помітний в розподілі видів високої рясності. На першій стадії максимальні значення індекса спостерігаються у Oberna behen (L.) Ikonn., Polygonum aviculare L. тощо, а максимум індекса у видів, характерних для другої стадії, помітно зміщений далі на ценохроноклині, вздовж якого змінюється сукцесійний час, як у Echium vulgare L. або Centaurea diffusa Lam. Межа між другою і третьою стадіями є менш помітною, починає проявлятися континуальність рослинності. Видів з високими значеннями індекса фітоценотичної значущості стає більше, це, наприклад, Galium humifusum Bieb., Thesium arvense Horvatovsky, Achillea nobilis L. тощо.

Для порівняння, як контрольний зразок використано флору-iзолят урочища Майданна балка (Бурда, 1991). Ступiнь антропогенного навантаження на неї (пасквального, рекреацiйного) вважаємо фоновим для регiону. Площа флори-ізолята (10 га) та число зареєстрованих видів (151) достатнi для порівняння з аналогічними показниками в умовах вугільних відвалів.

Для оцiнки подiбностi систематичної структури використано коефiцiєнт рангової кореляцiї Кендела. Побудований за ним дендрит має лiнiйну форму, вiдповiдно до чергування стадiй. Флора-iзолят Майданна балка має найбiльший кореляційний зв'язок з флорою угруповань третьої стадiї (0, 274), а зв'язок з попереднiми стадiями послаблюється пропорцiйно до їх вiддаленостi (0, 116; -0, 033). Данi типологiчного аналiзу, що всебiчно характеризують процес розвитку рослинного покриву вiдвалiв, пiдтверджують виявлену послiдовнiсть змiн (табл. 2). Наприклад, за географiчною структурою початкові стадії сукцесiї характеризуються переважанням видів з широкими ареалами, але далi спостерiгається наближення до контролю. Механiчний склад гiрських порiд, з яких складається вiдвал, помiтно впливає на екологiчну структуру сукцесiйних угруповань. Частка лiтофiтiв удвоє вища, ніж у контролі і навiть на третiй стадiї сукцесiї знижується незначно. Екологiчний спектр флор сукцесiйних стадiй ширший, нiж у контролi. За біоморфологічними показниками, будовою пагонів, забарвленням оцвітини, співвідношенням флороценотипів також спостерігається зближення між рослинністю відвалів та Майданної балки. В 40 випадках це проявляється в подібності за кількістю видів та за їх співвідношенням відносно загальної кількості, а у 8 випадках – за кількістю видів певного елементу, наприклад, за палеарктичним географічним елементом. Відсутність чіткішої послідовності інколи обумовлена стохастичними “шумами” та незначною кількістю видів того чи іншого типу ареала або іншого елемента аналіза. Можна зробити висновок, що розвиток рослинностi вiдвалiв вугiльних шахт, вiдбувається у напряму формування структури, притаманної зональнiй рослинностi, що зазнає антропогенного впливу на фоновому для регiона рiвнi, з незначними

 

Таблиця 2

Типологічна структура флори сукцесійних стадій

 

Одним з найважливіших параметрів фітоценозів, як складних дифузних систем, є їх просторова структура. У більшості звичайних видів відвалів при цьому масштабі розподіл регулярний або випадковий, що