авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК • УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ БОТАНИЧЕСКИЙ САД МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ...»

-- [ Страница 2 ] --

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФИТОЦЕНОЗОВ И ТРАНСФОРМАЦИИ КУЛЬТУР ФИТОЦЕНОЗОВ НА ЗОЛООТВАЛАХ В РАЗНЫХ ЗОНАЛЬНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ 3.1. Агрохимическая и геоботаническая характеристика золоотвала Богословской ТЭЦ 3.1.1. Общая характеристика золоотвала Золоотвал Богословской ТЭЦ расположен практически на окраине г. Краснотурьинска. С запада он граничит с участками беспорядочно нарушенной естественной растительности, с севе ро-запада — с лесным массивом, северо-восточная оконечность его ограничена дамбой, отделяющей новый золоотвал. С южной стороны к золоотвалу примыкают шламонакопитель БАЗа, от деленный проезжей дорогой. Площадь золоотвала 160 га, экс плуатация его закончена в 1972 г., т. е. условный возраст золоот вала на момент обследования 27 лет. Характерной особеннос тью является своеобразный водный режим — избыточное пере увлажнение за счет водотока р. Жданки по золоотвалу. По мере подсыхания поверхности золоотвала частично выполнен техни ческий этап его рекультивации: на поверхность золы нанесен слой минерального грунта и в таком виде территория оставлена под самозарастание. Документов, подтверждающих объемы и технологию проведенной работы, к сожалению, получить не удалось, вероятно, они не сохранились.

За истекший период произошла стабилизация водного режи ма, определилась направленность формирования фитоценозов в составе экосистемы болотного типа, выявилась степень пригод ности субстрата для произрастания растений определенного ви дового состава.

В процессе полевого обследования в первой декаде августа 1999 г. на поверхности золоотвала выделены следующие экото пы (местообитания), различающиеся по экологическим услови ям и растительности:

1 — "Чистая" зола (территориально преобладает):

а) залитая водой территория с характерной прибрежной гид рофитной и гигрофитной растительностью;

б) сильно переувлажненная территория с гигрофитной расти тельностью;

в) высохшая территория с остаточной гигрофитной, гигроме зофитной и мезофитной растительностью;

г) возвышения, на которых сформировался ивняк с приме сью березы, осины и очень редко сосны;

д) возвышения, на которых сформировалась редина сосны с примесью ив, березы, осины.

Примечание. Выделы 1г и 1д — в основном придамбовая тер ритория, занимающая небольшую площадь.

2 — Зола с покрытием грунтом:

а) территория со сформировавшимся лесным фитоценозом с доминированием сосны и лиственных пород;

б) территория достаточно сформированных разнотравно злаковых фитоценозов опушечного типа.

3 — Сильно переувлажненная и в разной степени загрязнен ная стоками (сносами ветром) субстрата шламонакопителя БАЗ — в местонахождении р. Жданки:

а) территория без растительности, сырая, избыточно увлаж ненная (опасная для людей и животных);

б) территория без растительности, микроповышения в виде островков, более или менее сухие поверхности, с ржавыми пят нами и солевой корочкой (белого и желтого цвета) (рис. 3.1);

в) территория с островками растительности (преимуществен но бескильницевые и вейниковые группировки) (рис. 3.2).

Выделение экотопов осуществлялось с учетом индикационной роли сформировавшейся растительности, увлажнения, наличия на сыпного грунта и загрязнения субстрата золоотвала со стороны шламонакопителя БАЗа, проявляющееся в виде солевых корочек белого и желтого цвета. С учетом перечисленных показателей бы ли отобраны образцы субстрата золоотвала (табл. 3.1).

3.1.2. Агрохимическая характеристика золоотвала По эдафическим условиям исходя из свойств субстрата всю территорию золоотвала можно разделить на 3 группы.

1. Участки с нанесением грунта.

Таблица 3. Агрохимическая характеристика субстратов золоотвала Богословской ТЭЦ Глубина Плот № Р взятия ный рН г No,,,, обш. Койш.

лабора- Место взятия образца образца, водный остаток, мг/100 г мг/100 г мг/100 г торный см % Экотопы 2а, б Насыпной грунт 9, 0—5 6,85 4,56 0, 1, Там же 5—20 8,34 0, 10 0,53 0,05 1, 11 Там же, зола под насып ным грунтом 20—40 8,24 0,16 0, 0,07 0, Экотопы 1в, г 12 Чистая зола 0—2 7,32 0,31 2,77 0,22 1, 8 Там же 2—7 7,06 0,51 0,15 4, 0, 0,24 1, 7 Там же 7—20 7,72 0,2 0, 22 Зола под вейником (Т231) на границе с экотопом Зв 0—2 8,51 11,58 7, 0,73 1, 25 Там же 15—20 8,76 0,2 1,31 0,76 8, Экотоп Зв Насыпной грунт (45 м от 0—2 8,23 0,34 3,00 0,28 3, Т231) 15 Там же 1,37 0,01 1, 15—20 9,40 0, 14 Там же, зола под грунтом 20—25 9,35 0,22 1,16 0,59 3, Насыпной грунт (95 м от 0—2 8,85 0,98 0,26 1, Т231) 0, 4,84 0,02 34, 19 Там же 15—20 8,96 1, 24 Зола под бескильницей (40мотТ231) 0—2 10,04 4,39 1,99 23, 24, 0,95 0,25 2, 23 Там же 15—20 9,63 20, Зола под бескильницей (90мотТ231) 0—2 10,33 3,24 23,96 23, 2, Там же 1,07 0,58 0, 16 15—20 9,93 0, Зола под бескильницей 0—2 10,19 17,20 2,98 15, (100мотТ231) 2, 0,4 1,35 0,43 4, 20 Там же 15—20 10, Загрязненная территория 14,44 6,78 58, Разрез 1, белая корочка 0—2 10,46 16, 2—25 10,46 2,84 0,22 14, 1 Разрез 1, там же 4, Разрез 2, желтая корочка 0—2 10,99 34,85 11,42 67, 6 11, 2—25 10,48 1,24 2,52 2,06 7, 5 Разрез 2, там же Новый золоотвал 0,15 0, 4 Зола сухая 0—20 7,85 0,09 0, 0,82 0,44 6, Зола влажная 0—20 8,76 0, 2. Участки "чистой" золы без покрытия.

3. Участки сильно переувлажненные и в разной степени за грязненные стоками (сносами ветром) субстрата шламонакопи теля БАЗа.

Субстрат участков с нанесением грунта характеризуется ще лочной реакцией среды (рН 8,23—8,85—9,4), лишь в некоторых образцах в слое 0—5 см реакция среды ближе к нейтральной (рН 6,85). Субстрат засолен, степень засоления слабая (плотный ос таток 0,11—0,34—0,65 %), но часть образцов показала высокую степень засоления (плотный остаток 1,15—1,63). Тип засоления сульфатный. Содержание фосфора и калия низкое.

Зола по агрохимическим показателям сходна с участками с грунтовым покрытием, но не засолена (плотный остаток 0,09— 0,31 %). Реакция среды золы от нейтральной до слабо щелочной (рН 7,06—7,72). Содержание фосфора и калия очень низкое.

Субстрат загрязненных участков имеет сильно щелочную ре акцию среды (рН 9,93—10,99), превышающую верхний предел рН для почв, очень сильно засолен. Плотный остаток верхнего О—2-сантиметрового слоя на участках, занятых бескильницевой группировкой, составляет от 2,13 до 4,39 %, с глубиной уменьша ется до 0,36—0,4 %. На участках без растительности с видимыми выцветами солей в виде "белой и желтой корочек" плотный ос таток верхнего 0—2-сантиметрового горизонта составил соот ветственно 16,8 и 34,85 %, а нижележащих слоев (2—25 см) — 2,84 и 1,24 %. Качественный состав засоления можно определить как натриевое по катионам и сульфатно-содовое по анионам.

Содержание фосфора и калия низкое. По реакции среды и сте пени засоления субстрата поверхности загрязненных террито рий должны быть отнесены к непригодным для биологической рекультивации, требующим коренного улучшения.

3.1.3. Геоботаническая характеристика золоотвала Геоботаническая характеристика золоотвала проведена по выделенным экотопам.

Экотоп 1а. Залитая водой территория с характерной при брежной гидрофитной и гигрофитной растительностью. Ложе искусственных водоемов образовалось за счет уплотнения нижних слоев золы, заиливания пор мелкими фракциями. Во доемы расположены вдоль дамбы нового золоотвала. Водное пополнение их возможно за счет как поверхностных паводко вых вод р. Жданки, атмосферных осадков, так и фильтрации из водонасыщенного нового золоотвала. Вокруг водоемов вы деляется две зоны растительности — надводная и водная. Над водная растительность представлена поясами воздушно-вод ных растений с длительным затоплением и кратковременным затоплением. В первом поясе в виде густых чистых зарослей тростник южный, рогоз широколистный, рогоз узколистный, камыш лесной. Пояс воздушно-водных растений с кратковре менным затоплением образуют растительные сообщества клубнекамыша морского и скученного, осок острой, вздутоно сой, вздутой и др.

На этой части золоотвала наблюдаются водоплавающие пти цы, ондатры и другие животные.

Экотоп 16. Сильно переувлажненная территория с гигро фитной растительностью. Для этой территории характерно ре гулярное периодическое затопление, интенсивность его и дли тельность определяется мощностью снежного покрова, характе ром таяния, величиной атмосферных осадков и т. д. Здесь сфор мировалась растительность переходного типа от водно-воздуш ной к растительным сообществам умеренного режима увлажне ния. Видовой состав сформировавшихся сообществ мало отлича ется от зафиксированного на экотопах 1а, но структура их свое образная: в виде больших по площади часто одновидовых и ма ловидовых зарослей (диаметр куртин от нескольких до несколь ких десятков метров). Здесь рогоз широколистный не образует плотных зарослей, а встречается более рассеянно, чем на экото пе 1а. Его место занимают рогоз узколистный, осоки, болотни ца, клубнекамыши.

Экотоп 1в. Высохшая территория золоотвала с гигромезо фитной и частично мезофитной растительностью. На этой тер ритории можно выделить несколько групп растительных сооб ществ. Краевые участки занимает гигрофитная и гигромезофит ная растительность в виде комплекса одновидовых зарослей (табл. 3.2) болотницы болотной, кипрея болотного, осок вздуто носой, черной, острой и их гибридов. В фитоценозах этого эко топа описано 22 вида высших сосудистых растений, в том числе береза повислая и 5 видов ив.

Большинство описанных видов встречаются рассеянными группами при высоком балле обилия в группах. Значительное участие в сложении растительных сообществ этого экотопа при нимают рогоз широколистный и хвощ зимующий. Эти виды об разуют большие по площади заросли. Об этом свидетельствует Таблица 3. Геоботаническая характеристика гигрофитной, гигромезофитной и мезогигрофитной растительности краевых участков экотопа 1в (комплекс одновидовых зарослей) № описания 2 Общее проективное покрытие, % 75 100 Обилие Встреча- Обилие Встреча- Обилие Встреча по шкале емость, по шка- емость, по шка- емость, Вид ле Друде % % ле Друде % Друде Деревья и кустарники:

береза повислая ЦП 7 un ива козья sol + ива корзиночная sol ива пятитычинковая sp sp 13 sp ива трехтычинковая 13 sp sp sp ива чернеющая 7 Травянистые:

+ + болотница болотная sol S Pgr + вейник наземный sol-sp 53 sp sol cop, кипрей болотный 27 SPgr-COp, SPgr камыш Табернемонтана + SPgr + осока вздутая sol осока вздутоносая cop3 + осока двутычинковая un-sol осока черная 47 SPgr SPgr осока черная х острая 27 SPgr Hr + осока острая solgr solr рогоз широколистный cop,-cop2 20 cop sol 7 + ситник членистый sol sol + + ситник сплюснутый sp + sol + sol хвощ зимующий cop2 87 20 cop, cop, + частуха подорожниковая sol-sp sol-sp + щучка дернистая un Мох sp copj 60 33 cop3 Примечание. (+) — встречаемость вида менее 5 %.

высокий процент их встречаемости. Встречаемость рогоза в описаниях 1 и 3 от 20 до 67 %, в описании 2 он замещается кип реем болотным, осокой вздутоносой и хвощем. Встречаемость хвоща зимующего во всех описаниях высокая — от 20 до 87 %.

На всей территории краевых участков экотопа 1в сильна за мшелость, рассеянно встречаются 5 видов ив и береза повислая.

Это позволяет утверждать, что интенсивно идет формирование древесно-кустарникового яруса. Общее проективное покрытие поверхности золоотвала растительностью от 75 до 100 %. На блюдается сильная задерненность, дернина прочная, плотная, сформирован торфоподобный слой растительных остатков до 5—7 см.

С удалением от краевых участков на территории экотопа 1в наблюдается процесс мезофитизации растительных сообществ, т. е. идет постепенная замена фитоценозов, характерных для из быточно переувлажненных на фитоценозы умеренно увлажнен ных местообитаний, что сопровождается изменением видового состава, доминирующих видов и структуры. Выстраивается ряд фитоценозов по уменьшению интенсивности увлажнения: разно травно-злаково-лисохвостовые —» разнотравно-злаково-вейни ковые — разнотравно-злаково-щучковые. Фитоценозы сходны по группам слагающих их видов (хорошо представлены группы разнотравья и злаков), но отличаются по достаточно выражен ным доминантам (табл. 3.3, 3.4 и 3.5).

В растительных сообществах с доминированием лисохвос та лугового описано 22 вида высших сосудистых растений (см.

табл. 3.3), из них 5 видов ив, которые фрагментарно образуют разреженный древесно-кустарниковый ярус разной высоты (до 1,5—2,0 м). Общее проективное покрытие растительнос тью 90 %. Ярусность начинает проявляться и в травянистой растительности. Первый подъярус высотой до 100—110 см об разуют лисохвост луговой и вейник наземный. Лисохвост мож но определить как доминирующий вид, вейник — содоминант.

В нижний наземный подъярус (до 25 см) входят лапчатка гуси ная, куртины клевера ползучего. Остальные травянистые ви ды занимают по высоте промежуточное положение. За счет массового расселения группы длиннокорневищных злаков (в основном лисохвост и вейник) образовалась очень прочная дернина.

Растительные сообщества с доминированием вейника назем ного (см. табл. 3.4) имеют общее проективное покрытие 40 %, беднее по видовому составу (всего 16 видов). Однако при доми нировании вейника за счет его корневищ также образуется очень прочная дернина, способствующая пылеподавлению.

Щучка дернистая — плотнокустовой злак. Растительные со общества с доминированием щучки (см. табл. 3.5) имеют высо кое общее проективное покрытие (80—100 %) и сильную задер Т а б л и ц а 3. Геоботаническая характеристика растительных сообществ с доминированием лисохвоста лугового (экотоп 1в) и Ms описания 90 Общее проективное покрытие, % Обилие по Обилие по Встречае- Встречае Вид шкале Друде шкале Друде мость, % мость, % Деревья и кустарники:

ива пятитычинковая sp-cop, — sp ива трехтычинковая sp — ива филиколистная sp — ива чернеющая sp — Травянистые:

болотница болотная 7 сор2 sol вейник наземный 73 сор, coplgr иван-чай sol камыш Табернемонтана SPgr кипрей болотный sp-cop, 87 сор, клевер луговой «Чг клевер ползучий solg.

клубнекамыш морской «Plgr лисохвост луговой сор cop3 100 лапчатка гусиная 13 сор, sol* мятлик узколистный s P-sPgr осока черная sol осот болотный un полевица гигантская S°lg, ситник сплюснутый сор 47 SPgr ситник членистый 7 sol S Pgr череда трехраздельная сор, щучка дернистая SP-sPgr Мох sol SPgr ненность, дернина плотная, прочная, кочковатая. Эти сообщест ва, безусловно, выполняют санитарно-защитную функцию на золоотвале. По видовому богатству они близки к сообществам с доминированием лисохвоста, также описано 22 вида, но из-за сильной задерненности внедрения древесных, а именно ив, прак тически не наблюдается.

Описанные сообщества близки по богатству видов, но разли чаются по видовому составу.

Т а б л и ц а 3. Геоботаническая характеристика растительных сообществ с доминированием вейника наземного (экотоп 1в) № описания 12 Общее проективное покрытие, % 40 Обилие Встреча- Обилие Встреча- Обилие Встреча по шкале емость, по шка- емость, по шка- емость, Вид % ле Друде *. ле Друде % Друде Деревья и кустарники:

+ ива филиколистная 27 un Sp Травянистые:

болотница болотная 20 53 cop,gr SPgr ФЕг сор2 сор вейник наземный сор3 100 87 камыш Табернемонтана 20 s SPgr Pgr 53 sol кипрей болотный сор, 47 SPgr клубнекамыш морской sp-cop. лапчатка гусиная сор, 67 sol мятлик болотный Ш1 + осока острая solgr полевица гигантская sol sol 13 sol sol рогоз широколистный 7 + ситник членистый sol 33 SPgr 7 solgr ситник сплюснутый сор2 60 SPgr череда поникшая copi sol чина луговая sol щучка дернистая Мох sol Примечание. (+) — встречаемость вида менее 5 %.

Т а б л и ц а 3. Геоботаническая характеристика растительных сообществ с доминированием щучки дернистой (экотоп 1в) № описания 13 Общее проективное покрытие, % 80—90 90—100 80— Обилие Встреча- Обилие Встреча- Обилие Встреча по шкале емость, по шка- емость, по шка- емость, Вид % ле Друде % % ле Друде Друде Травянистые:

sol вейник наземный SPgr sol горошек мышиный sol sol сор. сор, кипрей болотный сор, О к о н ч а н и е табл. 3. № описания 13 Общее проективное покрытие, % 80—90 90—100 80— Обилие Встреча- Обилие Встреча- Обилие Встреча по шкале емость, по шка- емость, по шка- емость, Вид ле Друде % ле Друде % % Друде клевер луговой sp 7 sol sol клевер ползучий sol иван-чай 7 sol SPgr лапчатка гусиная sp 33 33 sol SPgr лютик едкий sp 53 27 s SPgr Pgr мятлик болотный un овсяница красная sol осока острая solgr осока лисья solgr осот полевой sol sol 7 7 sol подмаренник северный solgr подмаренник цепкий sol sol 13 синюха голубая solgr 13 sol тимофеевка луговая solgr тысячелистник обыкно венный sol хвощ полевой sp 20 sol 20 cop, чина луговая sp 40 cop. 60 sp sp щавель курчавый 13 sol 13 sol щучка дернистая cop2-cop: 100 :op2-cop 100 cop Мох cop, cop. cop, — — — Коэффициент общности Жаккара показывает степень сход ства в видовом отношении двух или многих фитоценозов и выра жается формулой:

С * К= а + в- с где а — число видов в одном фитоценозе;

в — число видов в дру гом фитоценозе;

с — число общих для этих двух фитоценозов видов (т. е. общее число видов на двух участках).

Наиболее близки по видовому составу сообщества с домини рованием длиннокорневищных злаков лисохвоста и вейника (ко эффициент общности 40,7 %). Коэффициент общности по видо вому составу этих сообществ и разнотравно-злаково-щучкового (см. табл. 3.5) 18,9 и 22,6 % соответственно. Растительное сооб щество с доминированием щучки отличается видовым своеобра зием. Это понятно, так как данный тип сообществ являет собой следующую стадию (после стадии с доминированием длиннокор невищевых злаков) в развитии травянистых сообществ лугового типа.

Таким образом, геоботаническая характеристика описанных растительных сообществ указывает на фитоценотическую ус тойчивость сформировавшихся фитоценозов в соответствии с условиями увлажнения. Переход водного режима на золоотвале из разряда сильного переувлажнения к умеренному сопровожда ется сменой в сформировавшихся растительных сообществах до минирующих видов: на смену осокам, рогозам, ситникам и дру гим видам переувлажненных местообитаний приходят лисохвост луговой, вейник наземный и щучка дернистая — обычные доми нанты зональных луговых фитоценозов на умеренно увлажнен ных местообитаниях.

На золоотвале Богословской ТЭЦ выделено три типа лес ных фитоценозов в зависимости от эдафических (почвенных) ус ловий. Геоботаническая характеристика этих фитоценозов представлена в табл. 3.6.

Экотоп 1г — древесные на золе (ивняк, осинник). Древесные представлены 7 видами, 4 из которых — деревья и 3 — кустарни ки. Из деревьев преобладают:

• березы повислая и пушистая, высота их от 1 до 3 м, некото рые экземпляры достигают 7 м. Количество особей на пробных площадях варьирует от 50 до 60 на 100 м2;

• осины от 1 до 4 м высотой, количество их варьирует от особей на 100 м до густых зарослей;

• сосна обыкновенная — встречается единично, от 1 до 5 осо бей на 100 м2, высотой 6—10 м, возраст достигает 10—12 лет, ди аметр ствола на высоте 1,3 м 12—15 см.

Кустарники представлены 3 видами ив (козьей, корзиночной, пятитычинковой). Густота ив неравномерна, местами ивы растут отдельными кустами до 6 особей на 100 м2, а местами образуют густые непроходимые заросли, сомкнутостью до 100 % с рассто янием между стволами 10—15 см.

Травянистый ярус представлен 34 видами. Наиболее высоки ми баллами обилия и процентом встречаемости обладают следу ющие виды: вейник наземный (встречаемость 47 %), горошек Т а б л и ц а 3. Геоботаническая характеристика лесных фитоценозов золоотвала Богословской ТЭЦ на разных местообитаниях Древесные Древесные на золе Осинник, ивняк на золе (экотоп 1г) на насыпных 2а) полосах Местообитание с фунтом (экотоп 2а) (экотоп Обилие по Встреча- Обилие по Встреча- Обилие по Встреча Вид шкале Дру- емость, шкале Дру- емость, шкале Дру- емость, % % % Де де Де Деревья и кустарники:

un ель сибирская лиственница сибирская un un-sol сосна обыкновенная sp-cop. un-sol береза повислая sp-copi sp-cop, сор,-сор береза пушистая sp sp сор,-сор осина sol sp-cop, сор.

ива козья сор, sp sp ива корзиночная sp sp сор, ива пятитычинковая sp sp sp-cop, ива трехтычинковая sp сор.

ива филиколистная sol сор.

ива чернеющая sol сор, ива шерстистопобего вая sol малина обыкновенная SPgr ракитник русский sol-spgr шиповник solgr SPgr Травянистые:

бодяк щетинистый sol + василистник sp sol 47 sp-cop,gr вейник наземный «p2gr sol герань лесная 20 sp горошек мышиный sp 33 cop, донник белый sol зубровка душистая solgr золотарник, золотая розга sol 7 sol иван-чай 7 sp sp 40 sol 33 sol кипрей болотный sp 7 solgr клевер гибридный sol клевер луговой sp 53 53 sp cop,gr sp клевер ползучий sp 47 33 sp костяника обыкновен ная SPg, кошачья лапка solgr лапчатка гусиная 7 sol SPgr лисохвост луговой sol О к о н ч а н и е т а б л. 3. Древесные Осинник, ивняк Древесные на золе Местообитание с грунтом (экотоп 2а) на золе (экотоп 1г) на насыпных 2а) полосах (экотоп Обилие по Встреча- Обилие по Встреча- Обилие по Встреча шкале Дру- емость, шкале Дру- емость, шкале Дру- емость, Вид % % % де Де де льнянка обыкновенная sol sol лютик едкий sol 7 + марь белая sol мать-и-мачеха 27 13 SPg, SPgr SPgr мятлик болотный sp-cop, sp 7 sp нивяник обыкновенный sol 20 sol овсяница красная sol 7 SPgr одуванчик лекарствен sol ный sol 27 ер-сор. осока черная 4V sp осока острая sol осот полевой sol 7 очанка гребенчатая 13 Sp sol 7 sol пижма обыкновенная sol 7 sol + solgr 7 sol погремок поздний подмаренник настоя sol щий sol подмаренник цепкий solgr подорожник средний sol sol полевица гигантская sp sol + полынь обыкновенная sol 13 sol + sp пырейник волокнистый + sp пырей ползучий + un скерда кровельная + sol синюха голубая ситник сплюснутый sol 7 sol тимофеевка луговая sol sp sol триостренник болотный тысячелистник обык 7 sol новенный sol 27 sp фиалка sp sol хвощ камышковый sp sol-spgr хвощ полевой 7 sp чина луговая sp 53 sol щучка дернистая sp-cop i ястребинка почти-шеро sol ховатая sol 33 SPgr + 70— sp cop2-cop3 93 sp-cop i Мох Примечание. (+) — встречаемость вида менее 5 %.

Т а б л и ц а 3. Характеристика древесного и кустарникового ярусов лесного фитоценоза, формирующегося на участках с нанесением грунта Диаметр ствола Hah = 1,3 м, см Количество, Состав Высота, м Возраст, лет шт./100м lim Описание 14 9—10 10—13 10— Сосна обыкновенная 1 — — 1, Ель сибирская 1 — — Лиственница 1, 4—9 10—13 3— Береза повислая 37 9—10 10—13 3— Осина — — 1 Ива козья — — 0, Ракитник русский — — Шиповник 1, Описание 15 8 10—11 2— Сосна обыкновенная — 2—3 Береза повислая — 1 7 10— Осина — — 1 Ива козья Описание 33 10—13 5— Береза повислая 4 4—6 5— 8— Осина — — Ива козья, корзиночная 2 0, Ракитник русский — — мышиный (20 %), кипрей болотный (33 %), клевера луговой и ползучий (53 и 47 %), мать-и-мачеха (27 %), овсяница красная (20 %), осока черная (27 %), хвощ камышковый (27 %). Следует отметить, что на данном экотопе зола практически повсеместно покрыта мхом (встречаемость 93 %).

Экотоп 2а — древесные на золе с грунтовым покрытием.

Древесные представлены 14 видами, из них 6 видов — деревья и 8 видов — кустарники. Наиболее часто встречаются такие виды как:

• сосна обыкновенная (подробная характеристика древесных представлена в табл. 3.7), возраст ее на золоотвале 10—13 лет, высота ствола варьирует от 8 до 10 м, диаметр ствола от 2 (под рост) до 10—17 см. Пересчет древесных на пробных площадях показал, что количество особей сосны обыкновенной достигает 14—15 шт. на 100 м2;

• осина представлена особями от 7 до 10 м высотой, возрас том 10—13 лет, с диаметром ствола от 3 до 15 см. Количество ее на пробных площадях варьирует от 1—4 до 37 особей на 100 м2;

• березы повислая и пушистая высотой от 2—3 до 9 м с диа метром ствола от 3 до 15 см, возрастом до 10—13 лет. Количест во их варьирует от 9 до 33 особей на 100 м2;

• ель сибирская и лиственница встречаются единично.

Кустарники представлены 7 видами ив (козья, корзиночная, пятитычинковая, трехтычинковая, филиколистная, чернеющая, шерстистопобеговая). Ивы встречаются в количестве от 1 до особей на 100 м2, высота их 5—8 м. Кроме того, из кустарников в небольшом количестве (2—3 особи на 100 м2) встречаются ра китник русский и шиповник.

Сомкнутость древесных высокая, достигает 80—100 %. Тра вянистый ярус в связи с этим затенен и местами очень изрежен.

Проективное покрытие травянистыми достигает 10—20 %, до 80—100 % на опушках.

Травянистый ярус насчитывает 23 вида. Наиболее высокий процент встречаемости имеют такие виды как горошек мыши ный (встречаемость 33 %), иван-чай (40 %), клевер луговой (53 %), клевер ползучий (33 %), мятлик болотный (87 %), тыся челистник обыкновенный (27 %), чина луговая (53 %), ястребин ка почти-шероховатая (33 %). На грунте — подстилка из сухих листьев, местами встречается мох.

Экотоп 2а — древесные на насыпных полосах (гребнях).

Древесные представлены 13 видами, 4 из которых — деревья и 9 — кустарники. Древесные виды растут очень густо, сомкну тость их от 60 до 100 %. Видовой состав древесных во многом схож с видовым составом предыдущего фитоценоза, вместе с тем имеются и существенные различия в количественном соот ношении видов. Местность заболочена, закочкарена, покрытие мхом составляет 70—80 %. Из деревьев преобладают:

• березы повислая и пушистая — высотой до 6 м, диаметр стволов 7—9 см;

• осины — высотой до 10 м, диаметром 12—15 см, подрост осин достигает высоты до 2—3 м, местами создает густые зарос ли;

• сосна обыкновенная встречается единично в виде подроста, до 1 м высотой.

Кустарники представлены кустами ив (козьей, корзиночной, пятитычинковой, трехтычинковой, филиколистной и чернею щей). Редко встречаются кусты ракитника русского, малины и шиповника.

Травянистые представлены 32 видами. Общее проективное покрытие травянистого яруса от 40—50 до 80 %. Аспект созда ют злаки и осоки. Преобладают следующие виды: вейник назем ный (встречаемость 33 %), горошек мышиный (40 %), иван-чай (33 %), кипрей болотный (20 %), клевера луговой и ползучий (47 и 87 % соответственно), лапчатка гусиная (67 %), лютик едкий (53 %), мать-и-мачеха (87 %), осоки черная и острая (33 и 27 % соответственно), полевица гигантская (33 %), тимофеевка луговая (20 %), триостренник болотный (20 %), хвощ полевой ( %), чина луговая (87 %) и щучка дернистая (47 %). Травянистые растения на данном экотопе мелкие, угнетенные, что связано с высокой степенью затененности и заболоченностью местности.

При обследовании золоотвала выделены фитоценозы, сфор мированные на золе с грунтовым покрытием (в составе экотопа 2а) с опушечным типом растительности. Подробное геоботаниче ское описание данных фитоценозов представлено в табл. 3.8. В данных сообществах встречается подрост 10 видов древесных, 4 из них — деревья и 6 — кустарники. Из деревьев преобладают под рост берез повислой и пушистой (от 15 до 70 см), реже встречают ся всходы осины и сосны обыкновенной. Кустарники представле ны подростом (до 60 см) ив (козьей, корзиночной, трехтычинко вой, филиколистной), единично встречается ракитник русский.

Видовой состав травянистого яруса весьма разнообразен. Он представлен 45 видами. Такое высокое видовое богатство связа но с месторасположением данных сообществ (близостью дамбы, влиянием лесных сообществ), эдафическими и экологическими условиями (более сухое местообитание). В данных условиях формируются растительные сообщества лугового типа, в кото рых преобладают злаки: вейник наземный (встречаемость от до 100 %), мятлик болотный (от 33 до 67 %), овсяница красная (27 %), щучка дернистая (от 13 до 47 %), пырей ползучий (27 %);

бобовые: горошек мышиный (от 53 до 100 %), клевер луговой (от 20 до 67 %), клевер ползучий (от 13 до 33 %), чина луговая (от 20 до 67 %);

из разнотравья: иван-чай (33—67 %), тысячелистник обыкновенный (13—73 %), погремок поздний (27 %), подмарен ник настоящий (20 %). Эти сообщества имеют высокий процент общего проективного покрытия травянистого яруса 95—100 %.

Травянистые растения довольно высокие. Аспект создают в ос новном злаки и разнотравье.

Т а б л и ц а 3. Геоботаническая характеристика фитоценозов, сформировавшихся на экотопе 2а с опушечным типом растительности № описания Общее проективное покрытие, % 95—100 95— 75(90) Обилие Встреча- Обилие Встреча- Обилие Встреча по шкале емость, по шка- емость, по шкале емость, Вид % ле Друде % % Друде Друде Деревья и кустарники:

сосна обыкновенная un береза повислая sp 7 sol-sp береза пушистая sol sp 33 + осина un sol + + sp sol ива козья + + un ива корзиночная sol + ива трехтычинковая sol + sol ива филиколистная малина обыкновенная SPg, + + un-sol un ракитник русский Травянистые:

+ бодяк щетинистый sp 27 sol 13 sol cop вейник наземный sp 67 cop3 93 горошек мышиный 53 cop,-cop2 SPgr SPgr + un донник белый + + sol звездчатка злаковая solgr + золотарник, золотая розга sol иван-чай sol cop, 67 SPgr •f sol кипрей болотный клевер гибридный SPgr sol клевер луговой cop2 60 SPgr + sol sp клевер ползучий Sp sol лапчатка гусиная + лапчатка норвежская sol льнянка обыкновенная sol 33 sol solgr-sp + H sol лютик едкий un + марь белая sol мать-и-мачеха sol мелколепестник едкий sol 33 sp мятлик болотный cop. 67 sol + мятлик обыкновенный sol + нивяник обыкновенный solgr О к о н ч а н и е т а б л. 3. № описания 2 Общее проективное покрытие, % 95—100 75(90) 95— Обилие Встреча- Обилие Встреча Обилие Встреча по шкале емость, по шка- емость, по шкале емость, Вид % ле Друде % % Друде Друде + + sol-sp овсяница красная 27 solgr s Pgr + + одуванчик лекарственный sol-sp 7 sol sol + ожика многоцветковая sp + осот полевой sol 13 solgr + очанка гребенчатая solgr 7 sol + + пижма обыкновенная solgr 20 sol SPgr погремок поздний SPgr подмаренник настоящий solgr подмаренник цепкий + un-sol sol подорожник ланцетный + SPgr полевица гигантская sp + полынь горькая + un полынь обыкновенная sol + + 13 solgr sol + пырейник волокнистый sp + un + пырей ползучий sp 27 sol sol + + скерда кровельная un + ситник сплюснутый sp + тимофеевка луговая sol sol тысячелистник обыкновен + ный 73 sol sol SPgr чина луговая 47 sol SPgr SPgr + + щавель курчавый solgr sol + щучка дернистая sol 13 sol cop, + ясколка дернистая solg, ястребинка почти-шерохо + ватая SPgr + Мох sol-sp 20 sol 7 cop П р и м е ч а н и е. (+) — встречаемость вида менее 5 %.

На участках золоотвала, сильно переувлажненных за счет водотока р. Жданки и в разной степени загрязненных стоками и сносами ветром субстрата шламонакопителя БАЗа, раститель ность отсутствует. Выделяется лишь экотоп Зв с островками, по крытыми растительностью, преимущественно в виде бескильни цевых и вейниковых группировок (табл. 3.9). Этот экотоп зани ее о. В" з в -я™ \о n* о зз « cs Оби ош Др Hg X СП ~,СЛСЛСЛ С s гч ^ •-1 1Л1 СП СЛ я e о.

s § в.

СП O — CS по шкале Друде Обили X SS M " I i I \o о мает промежуточное положение между территориями с доста точно сформированной растительностью и свободным от расте ний пространством. Общее проективное покрытие поверхности золоотвала растительностью на этих островках составляет от 40 до 80 %: за счет бескильницы расставленной (встречаемость групп от 33 до 100 %), вейника наземного, плотные заросли ко торого единичны (встречаемость от 20 до 100 %), несколько ни же балл обилия, но высокий процент встречаемости (от 13 до 53 %) имеют осот полевой и ситник сплюснутый. Как показыва ют данные таблицы, видовой состав островков растительности довольно разнообразен (23 вида на небольшой площади), но, за исключением доминирующих видов с высоким процентом встре чаемости, случаен.

Полученные при полевом обследовании данные по геобота нической характеристике растительности золоотвала и их ана лиз показывают, что на территории золоотвала, не подвержен ной влиянию шламонакопителя БАЗа, сформировались в соот ветствии со свойствами субстрата и увлажнением устойчивые и разнообразные фитоценозы, закрепившие поверхность золы и прекратившие пыление, безусловно выполняющие санитарно гигиеническую функцию. Следует отметить, что золоотвал БТЭЦ по площади и разнообразию экотопов является уникаль ным экспериментальным полигоном для исследований по фор мированию техногенных экосистем болотного типа (с начальны ми этапами торфообразования) и их трансформации в зависимо сти от созданных условий увлажнения.

3.2. Некоторые особенности формирования растительности на золоотвалах Верхнетагильской и Южноуральской ГРЭС 3.2.1. Золоотвал Верхнетагильской ГРЭС Биологическая рекультивация золоотвала начата в 1968— 1970 гг. и продолжалась в последующие годы. Применялось на несение слоя глинистого грунта толщиной не менее 30 см, поло сами шириной 7—10 м, с таким же межполосным пространст вом, с ориентацией полос перпендикулярно господствующему направлению ветра. На части полос проводился посев многолет них трав (костреца безостого, тимофеевки луговой, ежи сбор ной, овсяницы луговой, житняка гребенчатого, а из бобовых — эспарцета песчаного, люцерны и донника желтого). В последую щие годы (в конце 80-х гг.) проведена вторичная рекультивация:

раскорчевка деревьев и кустарников, поселившихся в процессе самозарастания, дополнительное нанесение торфянистой смеси и посев травосмеси злаковых многолетних трав с преобладанием костреца безостого.

Наблюдения за естественным зарастанием "чистой" золы Верхнетагильского золоотвала были начаты в 1968 г. По дан ным экспедиции 1968 г. (Шилова, Зуева, 1969), растительность золоотвала была представлена одиночными растениями и экото пическими группировками на незначительной части поверхнос ти. На "чистой" золе было встречено всего два вида: солянка холмовая и марь сизая.

По неопубликованным данным экспедиции 1970 г., проведен ной лабораторией промышленной ботаники Уральского госуни верситета, количество видов, участвующих в самозарастании "чистой" золы, увеличилось с двух до тринадцати. Среди них бы ли такие виды как пырей ползучий, полынь горькая, полынь обыкновенная, овсяница луговая, клоповник мусорный, смолев ка поникающая, одуванчик лекарственный, коровяк обыкновен ный. Растения встречались одиночно, реже небольшими группа ми, пятнами.

Изучение зарастания участков с почвенно-грунтовым покры тием в 1969—1970 гг. проводилось в следующих растительных группировках:

1 — сорно-луговой (участок самозарастания, всего зарегистри ровано 57 видов из 18 семейств;

преобладают виды сорно-руде ральной и луговой ландшафтно-экологической группы (73,0 %);

2 — разнотравно-житняковой (зарегистрирован 41 вид выс ших растений из 18 семейств, доминант — житняк гребенчатый);

3 — злаково-люцерновой (доминант — люцерна синегибрид ная);

4 — разнотравно-донниковой (отмечено 36 видов высших растений, доминант сообщества — донник лекарственный).

Растительные группировки 2—4 ( посевы с внедрившимися сорно-луговыми видами.

Таким образом, обследование золоотвала, проведенное в 1968 и 1970 гг., показало, что формирование растительных груп пировок на "чистом" зольном субстрате — процесс длительный и к моменту обследования находился на стадии создания экото пических группировок. Зарастание рекультивированных участ Т а б л и ц а 3. Геоботаническая характеристика фитоценозов, сформировавшихся на золоотвале Верхнетагильской ГРЭС Коли- Проектив № Местообитание чество ное по- Преобладающие виды и их обилие участка фитоценоза видов крытие, % 1980 год 1 Участок золы 34 сор,_2 — Chenopodium album, Pucci-nel (контроль) lia distans, P. hauptiana Участок само зарастания а) зола 60 cop2 — Artemisia absinthium, A.vulgaris, Festuca rubra, Melilotus officinalis, cop, — Deschampsia cespitosa, sp — Chenopodium album, Erysimum cheiran thoides, Lappula squarrosa, Melandrium album, Melilotus albus, Poa pratensis, P.

trivialis б) грунт 60—80 cop, — Agrostis gigantea, Artemisia vul garis, Poa pratensis, Vicia cracca, cop2 — Cirsium setosum, Elytrigia repens, Taraxacum officinale, sp — Agrostis tenuis, Artemisia absinthium, Crepis tec torum, Deschampsia cespitosa, Festuca rubra, Lathyrus pratensis, Melilotus offic inalis, Poa trivialis, Tussilago farfara Рекультивиро ванный учас ток с посевом житняка гре бенчатого и донника ле карственного а) зола 40 cop2 — Artemisia absinthium, Melilotus officinalis, sp — Agropyron cristatum, Chenopodium album, Elytrigia repens, Festuca rubra, Lappula squarrosa, Taraxacum officinale б) грунт 90 cop, — Agropyron cristatum, Artemisia vulgaris, sp — Agrostis gigantea, Artemisia absinthium, Elytrigia repens, Festuca rubra, Melilotus officinalis, Taraxacum officinale, Vicia cracca Участок само- 80—90 cop2 — Artemisia vulgaris, Chamaenerion 4 зарастания на angustifolium, sp — Alchemilla vulgaris, полосах (с дре- Artemisia absinthium, Cirsium setosum, весными) Deschampsia cespitosa, Lathyrus praten sis, Leontodon autumnalis, Leucanthe mum vulgare, Melilotus officinalis, П р о д о л ж е н и е т а б л. 3. Коли- Проектив Местообитание № чество ное по- Преобладающие виды и их обилие участка фитоценоза видов крытие, % Odontites vulgaris, Taraxacum officinale, Trifolium pratense, T.repens, Tussilago farfara, Vicia cracca, Viola canina Разнотравно- 43 60 cop,_2 — Agropyron cristatum, Agrostis злаковая рас- gigantea, Achillea millefolium, Artemisia тительная vulgaris, Chamaenerion angustifolium, группировка Elytrigia repens, Festuca rubra, на полосах Leucanthemum vulgare, Poa pratensis, Taraxacum officinale, Trifolium pratense, sp — Cirsium setosum, Deschampsia cespitosa, Euphrasia pectinata, Lathyrus pratensis, Melilotus albus, M.officinalis, Poa trivialis, Stellaria graminea, Vicia cracca Участок само- 6 49 cop2 — Deschampsia cespitosa, Melilo зарастания на tus officinalis, Poa trivialis, sp — Achillea полосах (с дре- millefolium, Agrostis gigantea, Artemisia весными) absinthium, Artemisia vulgaris, Chamaenerion angustifolium, Cirsium setosum, Lappula squarrosa, Leontodon autumnalis, Leucanthemum vulgare, Linaria vulgaris, Odontites vulgaris, Trifolium pratense, T. repens, Taraxacum officinale, Vicia cracca Рекультивиро ванный учас ток а) зола 30 cop3 — Puccinella hauptiana, sp — 30.

Artemisia absinthium, Erysimum cheiran thoides, Lepidotheca suaveolens, Polygonum persicaria, P. aviculare, Vicia cracca б) грунт 30 cop3 — Achillea millefolium, Agrostis gigantea, Artemisia absinthium, Atriplex littoralis, Erysimum cheiranthoides, Festuca rubra, Lepidotheca suaveolens, Leucanthemum vulgare, Polygonum avic ulare, Potentilla norvegica, Puccinellia hauptiana, P. distans, Trifolium repens, Tussilago farfara 1990 год 1 Вейниковый 26 30—50 cop, — Calamagrostis epigeios, Festuca (зола) rubra, Leontodon autumnalis, Odontites vulgaris, coprsp — Chamaenerion angus tifolium, sp — Achillea millefolium, П р о д о л ж е н и е т а б л. 3. Коли- Проектив № Местообитание чество ное по- Преобладающие виды и их обилие участка фитоценоза видов крытие, % Deschampsia cespitosa, Equisetum pratense, Euphrasia pectinata, Trifolium hybridum 2 Участок само зарастания а) зола 39 20—50 cop, — Festuca rubra, Taraxacum offici nale, sp — Agrostis gigantea, Artemisia absinthium, Deschampsia cespitosa, Erigeron acris, Gypsophila paniculata, Melilotus officinalis, Taraxacum offici nale б) грунт 53 70—100 cop, — Festuca rubra, Taraxacum offici nale, sp-cop, — Cirsium setosum, Melilotus officinalis, Picris hieracioides, Vicia cracca, sp — Achillea millefolium, Alchemilla vulgaris, Cichorium inthybus, Erigeron acris, Deschampsia cespitosa, Lathyrus pratensis, Linaria vulgaris, Pimpinella saxifraga, Plantago lanceolate, Poa trivialis 3 Участок лес ной а) зола 50—60 sp — Achillea millefolium, Agrostis gigantea, Chamaenerion angustifolium, Leucanthemum vulgare, Poa trivialis, ^ Э1 Taraxacum officinale, Trifolium repens, Vicia cracca, Viola canina б) грунт 80—100 sp — Achillea millefolium, Alchemilla vulgaris, Chamaenerion angustifolium, Cirsium setosum, Deschampsia cespitosa, Lathyrus pratensis, L. vernus, Leucanthemum vulgare, Linaria vulgaris, Poa trivialis, Taraxacum officinale, Trifolium repens, Tussilago farfara, Vicia cracca, Viola canina 4 Участок само- 50—100 cop2 — Agrostis gigantea, Chamaenerion angustifolium, Plantago media, Poa praten зарастания [зола) sis, Taraxacum officinale, sp — Achillea millefolium, Alchemilla vulgaris, Artemisia absinthium, Deschampsia cespitosa, Ely trigia repens, Erigeron acris, Lathyrus pratensis, Linaria vulgaris, Melandrium album, Melilotus officinalis, Plantago media, Trifolium medium, Tussilago far fara П р о д о л ж е н и е табл. 3. Коли- Проектив № Местообитание чество ное по- Преобладающие виды и их обилие участка фитоценоза видов крытие, % Участок само- 5 50—100 сор,_2 — Achillea millefolium, зарастания на Pimpinella saxifraga, Plantago media, полосах sp-cop, — Festuca rubra, Poa trivialis, Taraxacum officinale, sp — Agrostis gigantea, Artemisia absinthium, Centau rea scabiosa, Chamaenerion angustifoli um, Elytrigia repens, Erigeron acris, Melan-drium album, Melilotus offici nalis, Oberna behen, Taraxacum offici nale, Trifolium medium Участок лес ной а) зола 40 70—80 cop,_2 — Chamaenerion angustifolium, Deschampsia cespitosa, sp — Crepis tec torum, Elytrigia repens, Festuca rubra, Linaria vulgaris, Melilotus officinalis, Poa pratensis, P. trivialis, Taraxacum officinale б) грунт 56 80—90 cop,_2 — Chamaenerion angustifolium, Deschampsia cespitosa, Taraxacum offici nale, sp — Achillea millefolium, Agrostis gigantea, Alchemilla vulgaris, Bromopsis inermis, Cirsium setosum, Crepis tectorum, Elytrigia repens, Festuca rubra, Fragaria vesca, Lathyrus pratensis, Leucanthemum vulgare, Linaria vulgaris, Plantago media, Poa pratensis, P. trivialis, Stellaria graminea, Taraxacum officinale, Tussilago farfara, Viola canina, Vicia cracca cop,_2 — Deschampsia cespitosa, Festuca 7 34 [Цучковый луг rubra, Poa pratensis, Odontites vulgaris, зола Trifolium repens, sp — Chamaenerion angustifolium, Euphrasia pectinata, Leontodon autumnalis, Linaria vulgaris, Poa trivialis, Trifolium pratense 2000 год 1 Участок 1 — лесной а) зола 59 50—60 cop, — Achillea millefolium, Poa angus tifolia, P. palustris, sp — Chamaenerion angustifolium, Festuca pratensis, Fragaria vesca, Lathyrus pratensis, Leucanthemum vulgare, Trifolium pratense, Trifolium repens, Vicia cracca О к о н ч а н и е т а б л. 3. Коли- Проектив № Местообитание чество ное по- Преобладающие виды и их обилие участка фитоценоза видов крытие, % 2 б) грунт 80 сор, — Роа angustifolia, sp — Achillea millefolium, Deschampsia cespitosa, Fragaria vesca, Lathyrus pratensis, Leucanthemum vulgare, Melilotus offici nalis, Poa palustris, Trifolium pratense, Vicia cracca Участок 2 — лесной а) зола 50—60 c °P28r — Calamagrostis epigeios, cop, — Chamaenerion angustifolium, Poa angustifolia, Linaria vulgaris, sp — 93 Alchemilla vulgaris, Melilotus officinalis, Pimpinella saxifraga, Plantago media, Silene viscosa, Stellaria graminea 80—100 cop, — Centaurea scabiosa, Stellaria б) грунт graminea, Trifolium medium, sp-cop, — Chamaenerion angustifolium, Pimpinella saxifraga, Leucanthemum vulgare, sp — Achillea millefolium, Alchemilla vulgaris, Calamagrostis epigeios, Lathyrus praten sis, Rhinanthus aestivalis, Picris hiera cioides, Poa angustifolia, P. palustris, Taraxacum officinale, Vicia cracca, sp-sol — Linaria vulgaris 90—100 cop3 — Festuca rubra, sp-cop, — 3 Травянистое Pimpinella saxifraga, Poa angustifolia, сообщество sp — Achillea millefolium, Euphorbia на полосах waldsteinii, Linaria vulgaris, Plantago media, Taraxacum officinale, Trifolium medium, sol-spgr — Calamagrostis epigeios, Deschampsia cespitosa, Elytrigia repens, Fragaria vesca, Picris hieracioides, Poa palustris 4 Щучковый луг 80—90 cop3 — cop2 — Deschampsia cespitosa, зола cop2 — cop, — Calamagrostis epigeios, sp-cop | — Poa angustifolia, Trifolium pratense, sp-sol — Agrostis tenuis, Festuca pratensis, Poa palustris, Taraxacum officinale ков, покрытых глинистым грунтом, шло более быстрыми темпа ми, по сравнению с "чистой" золой, с участием большего числа видов. Зарастание как золы, так и глинистого грунта происходи ло в основном за счет сорно-рудеральной и луговой растительно сти из состава местной флоры.

Последующие подробные исследования процессов трансфор мации растительности на золоотвале ВТГРЭС проводились че рез 10, 20 и 30—35 лет после проведения биологической рекуль тивации.

Через 10 лет после начала рекультивационных работ (1980) на золоотвале наблюдалось значительное разнообразие экото пов, которые можно объединить в три группы: "чистая" зола, зо ла с нанесением грунта, зола с нанесением грунта и посевом мно голетних трав (табл. 3.10).

Для изучения растительности и ее хозяйственной оценки на золоотвале Верхнетагильской ГРЭС было выделено десять рас тительных группировок. Четыре из них расположены на "чис той" золе и шесть — на полосах с грунтовым покрытием.

Для контроля на "чистой" золе был взят участок № 1. К мо менту наблюдений здесь образовалась бескильницевая группи ровка, представленная бескильницей Гаупта (встречаемость 96 %) и бескильницей расставленной (84 %). В качестве содоми нанта с обилием сор,_2 выступала марь белая. Общее покрытие 50 %, задерненность 30 %. Всего зарегистрировано 34 вида, все виды, кроме трех указанных, представлены единично.

Участки № 2 и 3 представляют собой площадь самозараста ния полос, соответственно, золы и грунта. Как на золе, так и на грунте идет формирование злаково-разнотравных группировок за счет дикорастущих видов местной флоры. На золе раститель ность более изрежена, чем на грунте: общее проективное по крытие составляет 60 %, задерненность — 20, в то время как на грунте — 80 и 70 % соответственно. Аспект на золе создает цве тущий донник лекарственный (встречаемость 63 %), местами злаки: овсяница красная (43 %), щучка дернистая (33 %). Злаки распределены отдельными кустами на расстоянии 30—60 см, вы сотой 60—70 см. Донник образует небольшие группы. Всего на золе зарегистрирован 31 вид.

На грунте аспект создают злаки: пырей ползучий (встречае мость 50 %), мятлик луговой (33 %), полевица белая (43 %), мят лик обыкновенный (13 %), овсяница красная (16 %), полевица тонкая (23 %), щучка дернистая (26 %).

На фоне злаков выделяются крупные пятна бодяка щетини стого (встречаемость 40 %), полыни обыкновенной (60 %), скер ды кровельной (16 %). Травостой довольно густой, всего зареги стрировано на грунте 47 видов.

Растительные группировки на золе более бедны по видовому составу, характеризуются меньшим проективным покрытием и меньшей задерненностью субстрата. Характерной особеннос тью растительных группировок на золе является широкое рас пространение и большое обилие донников лекарственного и бе лого. На грунте они встречаются гораздо реже и обладают более низкой жизненностью.

На участке № 3 в 1969 г. был произведен посев житняка гре бенчатого и донника лекарственного. К моменту наблюдения (1980) на грунтовом покрытии сформировалась разнотравно житняковая группировка. Травостой довольно густой, общее проективное покрытие 90 %, задерненность 70—80 %. Аспект создает житняк гребенчатый (встречаемость 96 %), входящий в первый подъярус (60 см). Второй подъярус составляют донник лекарственный (30 %), полынь горькая (43 %) и полынь обыкно венная (36 %). Всего на грунте зафиксировано 52 вида.

Растительность на золе характеризуется большей изрежен ностью, чем на грунте. Общее проективное покрытие составля ет 40 %, задерненность 20 %. Преобладают те же виды, что и на грунте. Аспект создает полынь горькая (встречаемость 80 %), донник лекарственный (50 %), житняк гребенчатый (30 %). Все го на золе зафиксировано 40 видов.

Коэффициент общности Жаккара между растительными группировками на золе и грунте составил 46%. В целом по уча стку № 3 можно отметить, что на "чистой" золе и золе с грунто вым покрытием после житняка гребенчатого и донника лекарст венного в течение 10 последующих лет формируется достаточно устойчивый травостой, который сохраняется в удовлетворитель ном состоянии длительное время.

Участок № 4 характеризуется значительным обилием дре весных видов: берез повислой (Betula pendula Roth.) и пушистой (В. pubescens Ehrh.) (sp), осины (Populus tremula L.) (sp), ив козьей (Salix caprea L.), трехтычинковой (S. triandra L.), филиколистной (S. phylicifolia L.), прутовидной (S. viminalis L.) (sp), сосны (Pinus sylvestris L.) (sol), которые растут чаще на полосах грунта и до стигают 3—4 м высоты. Полос золы почти не видно. Зола встре чается небольшими пятнами. Травостой довольно густой, общее проективное покрытие составляет 80—90 %, задерненность — 70 %. Аспект довольно пестрый. Он создается взаимопроникаю щими группировками щучки дернистой, овсяницы красной, кип рея узколистного, полыни обыкновенной, бодяка щетинистого, зубчатки поздней, клевера лугового, кульбабы осенней, мать-и мачехи, одуванчика лекарственного. Всего на участке зафикси рован 61 вид травянистых растений и 8 видов деревьев и кустар ников.

Участок № 5 характеризуется комплексной растительностью.

Аспект очень пестрый, так как полосы золы и грунта отличаются друг от друга по произрастающим на них видам (табл. 3.10). На зо ле преобладают донник лекарственный, кипрей узколистный, по лынь горькая, на грунте — злаки: щучка дернистая, овсяница крас ная, пырей ползучий, житняк гребенчатый. Общее проективное покрытие на золе 60 %, на грунте — 80 %, задерненность 40 и 70 % соответственно. Всего зарегистрировано 43 вида.

Наиболее близок по видовому составу к участку № 4, участок № 6. Коэффициент видовой общности между ними составляет 57 %. Значительное участие в сложении растительной группи ровки принимают древесные виды: березы повислая и пушистая (sp), осина (sp), ивы козья, трехтычинковая, филиколистная, пру товидная (sp), сосна (sol), встречаются кустарники: малина (Rubus idaeus L.) (sol), роза иглистая (Rosa acicularis Lindl.) (sol).

Высота деревьев достигает 2—3 м. В травостое преобладают злаки: щучка дернистая (встречаемость 80 %), мятлик обыкно венный (33 %), полевица белая (13 %). На фоне злаков выделя ются крупные пятна донника лекарственного (17 %), бодяка ще тинистого (41 %), горошка мышиного (12 %), зубчатки поздней (39 %), нивяника обыкновенного (29 %), полыни горькой (27 %), полыни обыкновенной (53 %). Всего зафиксировано 49 видов.

Самым молодым в сукцессионном ряду на золоотвале Верх нетагильской ГРЭС является участок № 7. Здесь на молодой на сыпи грунта растения только начинают поселяться. Несмотря на довольно богатый видовой состав (всего на грунте зафиксирова но 56, а на золе — 30 видов) растительность крайне изрежена.

Общее проективное покрытие едва достигает 30 %, а задернен ность — 10—20 %. Из злаков здесь преобладают бескильницы расставленная и Гаупта, на золе они более распространены, встречаются пятна горца птичьего, желтушника левкойного, мать-и-мачехи, нивяника обыкновенного, тясячелистника обык новенного.

Т а б л и ц а 3. Встречаемость видов на "чистой" золе и на золе с покрытием грунтом на рекультивированном участке золоотвала Верхнетагильской ГРЭС, % Зола Зола + грунт Вид 1980 1990 1980 10 3 40 Бодяк щетинистый — — 10 Василек шероховатый 11 3 Вейник наземный — — 7 50 Горошек мышиный — — 16 Донник белый 63 25 Донник желтый — 20 Желтушник левкойный 10 10 Житняк гребенчатый — 10 10 Иван-чай — — — Качим метельчатый 3 7 10 Кульбаба осенняя 13 3 — Липучка обыкновенная '— 14 6 Льнянка обыкновенная — — 6 Манжетка обыкновенная 16 Марь белая — — 6 16 Мать-и-мачеха — 3 Мелколепестник едкий 16 7 33 Мятлик луговой 46 79 16 Овсяница красная 30 50 80 Одуванчик лекарственный 10 43 Полевица гигантская 76 18 Полынь горькая 33 25 Полынь обыкновенная 10 50 Пырей ползучий — 10 Скерда кровельная — 14 Цикорий обыкновенный — — 13 Чина луговая — — Щавель конский 4 26 Щучка дернистая Когда рядом расположены полосы "чистой" золы и золы с нанесением грунта, видно, что виды достаточно четко реагиру ют на эдафические условия и степень сформированное™ сооб ществ изменением встречаемости (см. табл. 3.11). При этом вы является сложное взаимодействие таких свойств видов, как эко логическая и фитоценотическая эксплерентность и патиент ность (Работнов, 1978;


Миркин, 1985).

Если рассматривать встречаемость в качестве косвенного показателя позиции вида в формирующемся сообществе, то можно выделить виды, которые имеют высокий ее показатель независимо от возраста, т. е. степени сформированности сооб щества, на золе (овсяница красная, полынь горькая, качим ме тельчатый и др.) или на грунте (одуванчик лекарственный, по лынь обыкновенная, пырей ползучий и др.). Многие виды, со храняя или усиливая с возрастом свою позицию на грунте, практически не поселяются на рядом расположенных участках "чистой" золы (манжетка обыкновенная, чина луговая, мыши ный горошек и др.). Ряд видов с возрастом сообществ усилива ет (льнянка обыкновенная) или ослабляет (бодяк щетинистый) свои позиции независимо от субстрата. Такие виды, как вейник наземный, мелколепестник едкий, цикорий обыкновенный, за несенные с грунтом, активно внедряются в сообщества на "чи стой" золе.

Для более полной характеристики растительных сообществ, формирующихся на золоотвале на всех обследованных участках, была определена продуктивность травянистого яруса. Как видно из табл. 3.12, наименьшие показатели веса надземной фитомас сы — на более молодых по возрасту участках. Так, на участке масса надземных органов на золе составила 44,6 т/и2, на участке 2 7: на золе — 2,2 г/м, на грунте — 40,5 г/и. На более старших по возрасту участках, где были взяты усредненные образцы на по лосах золы и грунта, масса надземных органов примерно одина 2 2 кова, она составила: 180,8 г/м (уч. 4), 177,6 г/м (уч. 5) и 184,0 г/м (уч. 6). На участках 2 и 3, где образцы были взяты отдельно на полосах золы и грунта, вес надземной фитомассы значительно различается. Так, на участке 2 на золе — 62,4 г/м, на грунте — 251,8 г/м, а на участке 3 — 73,8 и 217,0 соответственно.

Таким образом, из данных, приведенных в табл. 3.12, следу ет, что на грунте продуктивность в 2—3 раза, а на молодых уча стках в 20 раз больше, чем на золе.

В 1990 г. на золоотвале Верхнетагильской ГРЭС было выде лено 7 ключевых участков, существенно отличающихся по сформировавшимся растительным сообществам (см. табл. 3.10).

Участок № 1 расположен на "чистой" золе. К моменту на блюдения здесь образовалось вейниковое сообщество с домини рованием вейника наземного (встречаемость 90 %). Кроме вей Т а б л и ц а 3. Продуктивность растительных сообществ на золоотвале Верхнетагильской ГРЭС Масса Хср., № m Cv, % надземных Субстрат Г/25Х25 см участка органов, г/м 1 Зола 61,44 44, 2,79 0,39 1, 62, 2 Зола 3,90 0,61 2,65 67, 2,12 251, Грунт 15,75 9,23 58, Зола 4,58 176,30 73, 3 1,86 8, Грунт 13,56 2,32 10,13 74,68 217, 4 Зола + грунт 11,30 1,66 7,23 63,96 180, 177, 5 Зола + грунт 11,10 0,92 3,99 35, 65,62 184, 6 Зола + грунт 11,50 1,73 7, Зола 0,14 0,04 2, 7 0,15 107, Грунт 3,64 40, 2,53 0,83 143, ника из злаков часто встречаются овсяница красная (70 %), щуч ка дернистая (30 %). На фоне злаков выделяются клевер гибрид ный (36,7 %), кульбаба осенняя (43,3 %). Всего выявлено 26 ви дов. Общее проективное покрытие 30—50 %.

Участок № 2 с полосным нанесением грунта был оставлен под самозарастание. Как на золе, так и на грунте идет формирование злаково-разнотравных группировок, на золе растительность бо лее изрежена, чем на грунте. Аспект на золе создают щучка дер нистая (встречаемость 28,0 %), овсяница красная (61,0 %), встре чаются донник лекарственный (34,4 %), цикорий обыкновенный (14,1 %). Всего на золе зарегистрировано 39 видов.

На грунте аспект создают бодяк щетинистый, цикорий обык новенный (28,1 %), бедренец камнеломка (15,6 %), горошек мы шиный (51,3 %). Травостой довольно густой. Всего зарегистри ровано 53 вида. Общее проективное покрытие на золе 20—50 %, на грунте — 70—100 %.

Значительное участие в сложении растительной группиров ки участка № 3 принимают древесные виды: осина, ольха серая (Alnus incana (L.) Moench), береза повислая, ивы козья, чернею щая (Salix myrsinifolia Salisb), филиколистная, трехтычинковая, прутовидная. Встречаются кустарники: роза иглистая, малина.

Высота деревьев достигает 1,5—3,5 м. В травостое преобладают мать-и-мачеха (встречаемость 16,6 %), оберна-хлопушка (16,6 %), бодяк щетинистый (33,3 %), нивяник обыкновенный (56,6 %).

Всего зафиксировано 57 видов. Общее проективное покрытие на золе 50—60 %, на грунте — 80—100 %.

Участок № 4 тянется вдоль дамбы, его субстрат "чистая" зо ла. Встречаются редкие деревца березы повислой. Травостой до вольно разрежен. Растения встречаются группами. Кроме злаков:

полевицы гигантской, щучки дернистой (встречаемость 50,0 %), пырея ползучего (7,7 %), мятлика лугового (20,0 %), широко рас пространены иван-чай узколистный (40,0 %) и донник лекарст венный (34,4 %). Общее проективное покрытие составляет от до 100 %. Задерненность от 10 до 60 %.

Растительность участка № 5 (полосное нанесение грунта) представлена злаково-разнотравной группировкой с общим про ективным покрытием 50—100 %. На золе встречается ракитник русский (Chamaecytisus ruthenicus (Fisch. ex Woloszcz.) Klaskova).

Среди злаков доминируют мятлик обыкновенный (встречае мость 40 %), овсяница красная (40 %), полевица гигантская (36,7 %), пырей ползучий (37,6 %). На фоне злаков выделяются бедренец камнеломка (83,3 %), донник лекарственный (36,7 %), цикорий обыкновенный (10 %).

Участок № 6 близок по видовому составу к участку № 3. Наи более часто встречаемые древесные и кустарниковые виды на данном участке: береза повислая, осина, ивы (козья, чернеющая, пепельная (Salix cinerea L.), шерстистопобеговая (S. dasyclados Wimm.), филиколистная, пятитычинковая (S. pentandra L.), трех тычинковая), которые растут чаще на полосах грунта и достига ют высоты 2,5—3,5 м. Полос золы почти не видно. Травостой довольно густой, общее покрытие составляет 70—90 %. Аспект создается взаимопроникающими группировками щучки дернис той, полевицы гигантской, овсяницы красной, тысячелистника обыкновенного, бодяка щетинистого, манжетки обыкновенной.

На участке зарегистрировано 56 видов травянистых растений.

Участок № 7 представляет собой площадь самозарастания золы. На этой территории формируется травянистое сообщест во с доминированием щучки дернистой. С одной стороны его ок ружает лес, с другой — вплотную подступают заросли ивняка.

На участке уже можно встретить всходы ив, преимущественно чернеющей и филиколистной, и березы повислой;

аспект созда ет щучка дернистая (встречаемость 92,0 %), реже мятлик луго вой (52,0 %), овсяница красная (45,0 %). Из разнотравья преобла дают зубчатка обыкновенная (57,7 %), иван-чай узколистный (22,5 %), клевер ползучий (70,0 %), кульбаба осенняя (20,0 %).

Всего зарегистрировано 34 вида. Проективное покрытие дохо дит до 90 %, задерненность — 50—60 %.

При обследовании золоотвала в 2000 г. было установлено, что на отвале уже четко выделяются сформировавшиеся лесные и травянистые сообщества. С целью подробного их изучения бы ло выделено 4 ключевых участка (2 лесных и 2 травянистых).

Участок № 1 — лесной. Растительность участка представляет собой достаточно сформированный лесной фитоценоз на полосах золы и грунта. Древесные представлены 10 видами: 2 вида берез (повислая и пушистая), 4 вида ив (трехтычинковая, козья, пятиты чинковая, филиколистная), осина, сосна обыкновенная, встреча ются лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb.), ель сибирская (Picea obovata Ledeb.). Доминирующими являются лиственные по роды (береза повислая, осина). Несмотря на большую плотность древесных видов на полосах золы (37—59 особей на 100 м2) на блюдается небольшая сомкнутость крон (20—30 %). На полосах с покрытием грунтом плотность древесных особей 9—31 на 100 м2, сомкнутость крон составляет 45—60 %. Количество травянистых видов на золе 59, на грунте — 60, примерно одинаково, но на золе растительность более разрежена, общее проективное покрытие на золе 50—60 %, на грунте — 80 %. Как на золе, так и на грунте преобладают мятлик узколистный (встречаемость на золе и на грунте — 60 %), мятлик болотный (44 % — на золе, 24 % — на грунте), нивяник обыкновенный (24,8;


21,3), иван-чай узколист ный (31;

33), чина луговая (29;

32 соответственно).

Участок № 2 — лесной. Растительность представлена разре женным лесным фитоценозом на полосах золы и грунта. Древес ные породы произрастают в основном на полосах грунта, из них преобладают сосна обыкновенная (возраст от 6 до 16 лет), бере за бородавчатая, береза пушистая (подрост), ольха серая, осина.

Всего на участке зафиксировано 93 вида. В травянистом ярусе аспект на полосах золы создает вейник наземный (обилие cop2gr, встречаемость до 90 %), на полосах грунта его обилие значитель но меньше (sp). Высокое обилие (сор, — sp) и разную встречае мость на полосах золы и грунта имеют такие виды как иван-чай узколистный (встречаемость на золе — 60 %, на грунте — 30 %), нивяник обыкновенный (13;

40), чина луговая (37;

68 соответст венно), проективное покрытие на золе 50—60 %, на грунте — 80—100 %.

Участок № 3. Травянистое сообщество с преобладанием та ких видов как овсяница красная (встречаемость 92 %), бедренец камнеломка (55 %), тысячелистник обыкновенный (37 %), мят лик узколистный (32 %), льнянка обыкновенная (30 %). Расте-.

ния распространены более или менее равномерно, всего зафик сировано 54 вида, общее проективное покрытие достигает 90— 100 %.

Участок № 4. Травянистое сообщество с преобладанием щуч ки дернистой (встречаемость 77 %). Со доминантами щучки явля ются мятлик узколистный (70 %), вейник наземный (58,7 %), оду ванчик лекарственный (40 %), клевер луговой (37 %). Всего за фиксировано 58 видов, общее проективное покрытие 80—90 %.

Геоботаническое обследование 2000 г. показало, что сло жение фитоценозов на золоотвале в основном групповое, кур тинное. Особенно выделяются плотные куртины клеверов лу гового и среднего. На рекультивированных участках с полос ным нанесением грунта формируются лесные фитоценозы со значительной долей участия (иногда доминирования) сосны обыкновенной, берез повислой и пушистой. Глазомерно выде ляются фитоценозы полос и межполосных пространств по гу стоте и проективному покрытию (на золе проективное покры тие 50—60, а на грунте — 80—100 %), по высоте травостоя (на грунте высокие, темнозеленые, мощные растения) и встречае мости видов (табл. 3.13).

По видовому составу фитоценозы полос и межполосных про странств значительно сближаются. Это связано и с изменением эдафических условий (смывом грунта на межполосное простран ство, накоплением органического вещества) и с переносом диа спор с полос с грунтовым покрытием.

На полосах с грунтовым покрытием высокое обилие (сор,;

sp) имеют такие виды как василек скабиозовый (встречаемость 55 %), горлюха ястребинковая (48 %), звездчатка злаковая (53 %), клевер средний (62 %), одуванчик лекарственный (64 %), нивяник обыкновенный (40 %), тысячелистник обыкновенный (58 %), чина луговая (69 %).

Местами высокое обилие (сор,) на золе имеют мятлик узко листный (встречаемость 82 %), иван-чай узколистный (60 %).

Только на золе встречаются такие виды как клоповник мусор ный, коровяк медвежье ухо, скерда кровельная, люцерна хмеле видная.

На значительной части золоотвала сформировались травя нистые растительные сообщества с доминированием щучки дер нистой.

Таблица 3. Встречаемость видов на "чистой" золе и на золе с покрытием грунтом на рекультивированных участках золоотвала Верхнетагильской ГРЭС, % (2000) Лесной фитоценоз* Лесной фитоценоз** Вид Зола Зола + грунт Зола Зола + грунт Бодяк щетинистый 2 5 Василек скабиозовый 2 10 Горлюха ястребинковая 5 3 Горошек мышиный 19 27 Донник желтый 9 13 37 Звездчатка злаковая 8 8 27 — Земляника лесная 13 35 Иван-чай 31 33 60 Клевер луговой 20 25 16 Клевер ползучий 21 Клевер средний 1 7 Манжетка обыкновенная 10 1 Мятлик болотный 44 28 10 Мятлик узколистный 82 60 Нивяник обыкновенный 20 13 Овсяница луговая 13 13 5 Одуванчик лекарственный 4 22 Пырей ползучий — — 4 Тысячелистник обыкновенный 22 20 38 Чина луговая 29 9 Щучка дернистая 11 19 5 Ясколка дернистая 13 — * Участок самозарастания с полосным нанесением грунта.

** Участок с полосным нанесением грунта и посевом трав.

3.2.2. Формирование лесных фитоценозов на золоотвале ВТГРЭС Золоотвал ВТГРЭС расположен в таежной зоне, с южной стороны к золоотвалу подступает хвойно-смешанный лес с лес ным разнотравьем. Лес представлен сосняками, березняками, ельниками, осинниками. В подлеске — шиповник, можжевель ник, рябины.

Первые древесные виды, начавшие осваивать золоотвал, — это ивы. Так, во время обследования золоотвала в 1976 г. (че рез 8 лет после начала рекультивации) было отмечено 2 вида ив — козья и филиколистная. К 1980 г. на золоотвале отмечено появление 13 видов древесных, из них 4 вида ив (ко зья, филиколистная, трехтычинковая и прутовидная), осина, сосна обыкновенная, ольха серая, березы повислая и пушис тая, из кустарников отмечены роза иглистая, малина, дрок красильный (Genista tinctoria L.). В центре золоотвала на более увлажненых участках преобладает подрост ив (sp), а ближе к дамбам на более сухих участках преобладает подрост берез (sp), осин (sp), а также сосны (sol). Высота деревьев достигает 2—Зм.

К 1990 г. на части отвала формируются лесные сообщества.

Хотя видовой состав древесных увеличился только на 3 вида по сравнению с 1980 г. (за счет таких видов, как ель сибирская, то поль белый (Populus alba L.) и ива чернеющая), эдификаторная роль древесных значительно возрастает.

С целью более подробного изучения формирующихся на зо лоотвале лесных сообществ была заложена серия учетных пло щадок по 100 м2 на двух участках, пронумерованных № 3 и 6 (см.

табл. 3.10 — 1990 г.), на которых проведено детальное описание древесного яруса.

Участок № 3 с формирующимися лесными сообществами расположен вдоль дамбы в юго-восточной и юго-западной части золоотвала на полосах золы и грунта. Значительное участие в его сложении принимают такие древесные виды, как осина, оль ха серая, береза повислая, ива козья, сосна обыкновенная, встре чается ель сибирская. Высота деревьев достигает 2,5—4 м. В подлеске кустарники: роза иглистая, малина.

Характеристика древесно-кустарникового яруса приведена в табл. 3.14. На 100 м произрастает в среднем 26 взрослых особей и 13 особей подроста. С увеличением возраста золоотвала и с возрастанием степени сформированности лесных фитоценозов усиливается их влияние на окружающую среду, на трансформа цию травянистой растительности в этих сообществах в сторону увеличения разнообразия лесных видов.

К 2000 г. на значительной части золоотвала формируются лесные фитоценозы со значительной долей участия, а иногда до минированием сосны обыкновенной, берез повислой и пушис той. Количество деревьев и кустраников увеличивается до Таблица 3. Характеристика древесно-кустарникового яруса на ключевом участке № 3 (1990) № описания Вид 1 2 4 6 8 3 5 Сосна обыкновенная 1 1 — — 1 деревья 3 2 2 подрост — — — — — — 1 1 — — — — — всходы Береза повислая — 2 — 2 — — деревья 5 7 1 1 подрост — — 4 5 — — — — — 1 — всходы 3 3 Осина — — — — деревья 2 2 5 подрост — 2 4 1 — — — — — всходы 2 4 3 Ива козья — — — деревья 21 46 38 3 подрост 7 — 19 — — — — — — — — — — — всходы 2 Ель сибирская деревья — — — — — — — — — подрост — — — — — — — — — — — — 1 — — — — — всходы Ольха серая 1 деревья 3 35 3 19 — — подрост — — — 3 — — — 1 1 1 — — — всходы 4 2 Общее количество взрослых особей 27 6 64 22 13 14 особей на 100 м2. Появляются единичные всходы хвойных пород:

лиственницы сибирской, ели сибирской, кедра (сосны сибирской (Pinus sibirica (Rupr.) Mayr.), кустарников: рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.), черемухи обыкновенной (Padus avium Mill).

Формируется кустарничковый ярус, в котором появляются орти лия однобокая (Orthilia secunda (L.) House), грушанка средняя (Pyrola media Sw.), одноцветка крупноцветковая (Moneses uniflora en я i« я oo s ft — W "X Л VO Ю об" сТ ^ r*^ ON" C3 s н lffi с VO TJ- M- — ON — т о" О ^0 —о '§ s 1 "X «1 ON °. VO •» ON s I 2 « o 2 -* -о s я ^*' ^f ^\ ^*. Л f- О \ О ^i •* О ^V & I \O i— О Оч x • a § * Si ta 3 = I — m | иu ft I, "s Ё 8 & •s* Я xo о X о а « |и 5ш «ч * О В" xS crj 3S trir-'— 2'4*'01^ ^ CO ш ч- ш vo 2 ^г Ё *- — •* 2 — in vo — i!

_. CS ON М i « u s §" 1 " 2 (DCdtu «^ 4) У UO И 4) g K и jHHililaliiHia 1 HI HI i f i я Hi e и ts о u 5 ш tj С w w г-. «ч VO "О — О 0\ VO (L.) Gray), брусника (Vaccinium vitis-idaea L.), костяника (Rubus saxatilis L.);

в травянистом ярусе появляются такие лесные виды, как земляника лесная (Fragaria vesca L.), борщевик сибирский (Heracleum sibiricum L.), дудник лесной (Angelica sylvestris L.), сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria L.). Помимо выс ших сосудистых растений в сложении лесных фитоценозов при нимают участие разнообразные мхи: Dicranum polysetum S. W., Dicranum congestum Brid., Brachythecium salebrosum (Web. et Mohr) Schimp. in B. S. G., Brachythecium reflexum (Starke in Web. et Mohr) Schimp. in B. S. G., Ceratodon purpureus (Hedw.) Brid, Amblystegium serpens (Hedw.) Schimp. in B. S. G., Atrichum undulatum (Hedw.) P. Beauv;

лишайники, такие как Cladonia ochrochlora Flk., Cladonia coniocraea (Flk.) Sandst., Cladonia fimbriata (L.) Fr., Cetraria glauca (L.) Ach., Cetraria pinastri (Scop.) S. Gray, Evernia mesomorpha (Plot.) Nyl., Parmeliopsis pallescens (Hoffm.) Hillm., Peltigera canina (L.) Willd.

В лесном фитоценозе, формирующемся на полосах золы, плотность древесных видов составляет 37—59 особей на 100 м2, а сомкнутость крон 20—30 %, на полосах с покрытием грунтом, несмотря на меньшее число особей — от 9 до 31 шт. на 100 м2, сомкнутость крон — 45—60 %. На полосах с грунтовым покры тием создаются более благоприятные условия для роста и разви тия древесных видов. Характеристика древесного яруса приведе на в табл. 3.15: значительное участие в его сложении принимают сосна обыкновенная, высота ее варьирует от 3,6 до 10,5 м, диа метр ствола на уровне груди — от 6 до 20 см;

береза повислая:

высота от 4 до 10 м, диаметр 10—15 см;

береза пушистая: высо та 4,4—10 м, диаметр от 3 до 10 см. Растительные сообщества ха рактеризуются значительным участием в их составе подроста.

Все это свидетельствует о том, что лесные фитоценозы находят ся в стадии формирования.

3.2.3. Обобщенная схема формирования фитоценозов на золоотвале ВТГРЭС В вегетационный период 2000 г., через 35 лет после начала рекультивационных работ, на золоотвале ВТГРЭС наблюдался довольно разнообразный спектр экотопов, которые обусловили своеобразие биотопов и формирующихся растительных сооб ществ. Существенное влияние оказывали на этот процесс и ре культивационные мероприятия. Исходные экотопы можно оха рактеризовать по схеме (Чибрик, Кравченко, 1990).

I. Нерекультивированная территория:

la — исходный экотоп — сухой золоотвал, "чистая" зола;

16 — умеренное переувлажнение, "чистая" зола, благоприят ные условия заноса семян;

1в — остаточные понижения, постоянно или периодически затопленные водой (талые воды, фильтрация из золоотвала и др.).

П. Первично рекультивированная территория с полосным на несением грунта:

Па — зола с нанесением грунта и посевом многолетних трав;

Пб — зола с нанесением грунта;

Пв — "чистая" зола (пространства между полосами с грун том).

III. Вторично рекультивированная территория:

— раскорчевка кустарников, сплошное нанесение слоя тор фа.

Схема формирования фитоценозов на золоотвале Верхнета гильской ГРЭС в зависимости от экотопа приведена в табл. 3.16.

Формирование фитоценоза мы понимаем как развитие рас тительной группировки от стадии поселения отдельных экземп ляров до группировки с определенной степенью сомкнутости и ясно выраженными фитоценотическими отношениями независи мо от динамического статуса фитоценоза (Курочкина, Вухрер, 1987).

В формировании сообществ на нарушенных промышленнос тью землях с достаточно интенсивным процессом самозараста ния выделяются следующие стадии сингенеза: экотопическая группировка (проективное покрытие 0,1 %);

простая группиров ка (0,1—5 %);

сложная группировка (6-—50 %);

фитоценоз (про ективное покрытие более 50 %) (Чибрик, Елькин, 1991).

В нашем случае формирование фитоценоза — это и процесс заселения растениями незанятых территорий (Миркин, Розен берг, 1983), которые изначально лишены диаспор растений.

Формирование растительности на подобных территориях идет по типу первичных сукцессии по А. П. Шенникову (Шенников, 1964). Это автогенная сукцессия формирования растительности на новых субстратах, где растительность ранее отсутствовала (Миркин, 1985).

Схема формирования фитоценозов на золоотвале в зависи мости от экотопа построена на основе реальных датированных геоботанических описаний, проведенных на данных экотопах.

со Л я о S ЕГ V со s е s о я U s s о я я в U Няс •е и о.

о.

i ее О \ gg m * о # # с а я л в в со 1) а аковая | 0.

я бескильницевая Простая разнотра ъ^ Т Т я 5 4J я СП о. я ял иs в мв — 1о 1« Ов *в в СО fe вная растительная или злаково-разнот] *о 1о.

е-* s2я xb g яС ЭГ)* Я ^.

ч Sr тельная группировка и d с s Сложная растительная Щучковый луг с подростом бе группировка (СГ)***:.повисдойлв (Ф) Is 2° — злаковая;

Закустаренный щучковый луг f t т t Т J ш 0. о S — разнотравно-злаковая;

§ Клеверо-мятликово-овсянии 6я — бобово-злаковая луг (Ф) aя т a s сГ I T i l § II IS S Д| 1И X CU я я М ев Е° •§ В Одиночные ост Различные варианты прибреж 8.

о.

Д т Т ЯЯ s тельных фупп ности §оя 00с гигрофитного п ^ СГ: Разнотравно-зл Лесной фитоценоз с достаточ 0.0. В i i SB •е- 0И л ^ «g хh — высокотравно-злако- ценоз с подрост з| ми древесным, кустарниковьи СО Ы ' *F •а о.

§. ей вая;

и моховым ярусами (Ф) СО t т fjjg saris'!

— разнотравно-злако вая с большой долей культурных видов X СГ: Лесной фитоц в в Лесной фитоценоз с ясно выр с si разнотравно-злаковая, древесных со cj 0) tt в •а s я весным, кустарниковым, Tpai 2§.. м Б о, я я Й2о т Т Si °* злаково-разнотравная ным травянист СО г, «J О, Р.

ховым ярусами (Ф) А ill со всходами и подростом вым ярусом и sЯЯЛ вs деревьев и кустарников ПГ: СГ: Заросли лиственных пород ( С С О.Х В &° R я « о° я »• e to.

ll п) k — разнотравная;

— разнотравна женным травянисто-кустарни и gi.

m И — разнотравно-злако- древесных;

сильной замшелостью (Ф) T T со M о I вая;

—разнотравно — всходы древесных ноовсяницевая;

— массовые в i рост древесных Фитоценоз рассматривается в качестве основного автотрофного компонента формирующейся техногенной экосистемы в услови ях золоотвалов.

На "чистой" золе (1а) через 35 лет сформировались заросли вейника наземного с незначительным участием других видов с рединой ив и берез и очень густые заросли ив (6 видов) с при месью берез повислой, пушистой и осины. При благоприятном увлажнении (16), что к тому же обеспечивает стабильность суб страта, формирование сообществ ускоряется, и в течение лет сформировались на десятках гектаров щучковый луг (до минант щучка дернистая), закустаренный щучковый луг и кле верно-мятлико-щучковый луг (клевер белый, мятлик обыкно венный). Везде наблюдается развитие мохового покрытия (20—40 % проективное покрытие). Около заполненных водой понижений (1в) формируются разные варианты прибрежной растительности.

На первично рекультивированных территориях на полосах с нанесенным грунтом при посеве многолетних трав (Па) в первые годы частично осуществляется их скашивание. В результате за 30 лет сформировались разнотравно-злаковые и разнотравные растительные сообщества с рединой сосны обыкновенной и бе резы повислой. Деревья, разрастаясь, усиливают свою эдифика торную роль. На полосах с грунтом без посева трав (Пб) форми рование лесных фитоценозов ускоряется, так как исключается скашивание, замедляются задернение поверхности и формиро вание травянистых сообществ лугового типа.

Следует учесть, что завезенный грунт содержал определен ный набор диаспор видов именно лесных фитоценозов. В резуль тате формируется смешанный лес с доминированием сосны, ре же берез с преимуществом березы повислой.

На "чистой" золе между полосами с нанесением грунта с за держкой в 5—10 лет формируются лесные сообщества из слож ного соотношения лиственных пород — березы с примесью ив и осины. Травянисто-кустарниковый ярус слабо выражен. Вероят но, формирование этих фитоценозов связано с поступлением се мян с соседних ранее заросших полос с грунтом. Естественно, что происходит улучшение свойств золы за счет попадания грун та с полос в результате водной и ветровой эрозии, как и обрат ный процесс — занос золы ветром на полосы грунта.

На вторично рекультивированной территории проведена раскорчевка деревьев и кустарников, сплошное нанесение слоя торфа, посев многолетних трав. При использовании комплекса органических и минеральных удобрений созданы продуктивные пастбищно-сенокосные угодья. Оценка опыта биологической рекультивации (лето 2000 г.) показала, что вторично рекульти вированная территория ежегодно расширяется и составляет к настоящему времени более 60 га продуктивных сенокосных уго дий (урожай сена 10—25 ц/га).

Проведенные наблюдения дают возможность оценить опыт биологической рекультивации золоотвала с полосным нанесени ем грунта и посевом многолетних трав. При этом достигается стабилизация зольного субстрата за счет полос, что приводит к уменьшению и даже прекращению пыльных бурь.

Важным моментом следует признать некоторое улучшение водно-физических и агрохимических свойств золы за счет смыва грунта с полос на межполосное пространство с "чистой" золой.

Посев многолетних трав и последующее их скашивание ускоря ет озеленение полос с грунтом, но задерживает вселение деревь ев и кустарников и формирование древесного яруса формирую щихся лесных фитоценозов.

Биологическая рекультивация золоотвала с полосным нане сением грунта первоначально (3—5 лет) выполняет санитарно гигиеническую роль. В последующем, как показали исследова ния 2000 г., наблюдается интенсивное формирование лесных фи тоценозов и при вторичной рекультивации возможно создание продуктивных кормовых угодий, но с оценкой качества получа емой продукции.

3.2.4. Золоотвалы Южноуральской ГРЭС Золоотвалы ЮУГРЭС расположены рядом с городом Южно уральском на юге Челябинской обл. в лесостепной зоне. Золоот валы сложены золой углей шахт и разрезов Челябинского угольного бассейна. Зола — рыхлый, бесструктурный субстрат, представляет собой мельчайшую фракцию пыли с примесью из мельченного шлака, содержит крайне малые количества азота (0,08 %), фосфора (2,7 мг/100 г) и калия (1,6 мг/100 г). Влага, по падающая на поверхность золоотвала, быстро просачивается вглубь. Верхний слой золы способен быстро нагреваться, но и быстро терять тепло. Подробно зола тепловых электростанций как субстрат для произрастания растений охарактеризована в статье М. В. Пасынковой (1974). Золоотвалы тепловых электро станций являются удобными объектами для наблюдения за про теканием первичных сукцессии — возникновением первичных фитоценозов и последовательными их сменами (Работнов, 1978).



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.