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 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

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

-- [ Страница 5 ] --

Т а б л и ц а 4. Количество и проективное покрытие дикорастущих видов в экспериментальных посевах на золоотвале Рефтинской ГРЭС Средняя видовая 2 Среднее суммарное Количество видов, отмеченных в посеве насыщенность на 0,25 м проективное покрытие, Варианты опыта (лимиты) % (лимиты) Овсяница 1 19 3,1 (1-7) 8,0 (1—29) 2 1,9 (0—8) 3,1 (0—17) 3 8 3,5 (0—16) 1,5 (0-^) 4 2,3 (1—4) 13 28,9 (1—66) 5 20 24,3 (10—52) 3,1 (1-6) 7 8 1,9 (0-^t) 13,4 (1—60) Кострец + клевер 1 12 2,2 (0—5) 3,5 (0—15) 4 1,1 (0—3) 4,4 (0—20) 4 0,8 (0—2) 2,9 (0—8) 4 12 2,5 (1—4) 24,5 (2—84) 5 2,5 (1—5) 26,5 (1—95) 7 1,5 (0—5) 6,1 (0—30) было отмечено 12 видов высших сосудистых растений. В 4- и 5-м вариантах опыта уже в первый год посева видовой состав был существенно обогащен (общее количество дикорастущих видов 18) за счет внедрения как луговых, так и лесных видов.

Через 5 лет после закладки эксперимента 1 (данные 2001 г.) количество внедрившихся в посевы дикорастущих видов воз росло в несколько раз во всех вариантах опыта. В частности, в 1 - й 2-м вариантах опыта количество видов увеличилось с до 43, в 3-м варианте — с 5 до 24, в 4- и 5-м вариантах — с до 44, в 6-м варианте — с 9 до 31, в 7- и 8-м вариантах — с 9 до 24. По показателям видового богатства варианты в посевах на "чистой" золе и с использованием мелиорантов различаются незначительно, но значения СПП существенно выше в 4- и 5-м вариантах (см. табл. 4.18).

Отличия сообществ, формирующихся в процессе самозараста ния на золоотвале, от сообществ в естественных местообитаниях обусловлены не только различиями в значениях количественных показателей. Существенные различия между сообществами про слеживаются по таксономическому составу и структуре. На само зарастающих участках золоотвала всего было отмечено 147 видов высших сосудистых растений (см. приложение). В составе видов, Т а б л и ц а 4. Таксономическая структура сообществ на уровне семейств на золоотвале Рефтинской ГРЭС и в контроле (доля от общего количества видов, %) Учаспси В А В4 В8 вю В2 вз В5 В6 В7 В 8, Роасеае 19,9 40,0 19,0 41,2 6,7 19,4 15,8 53, 18,3 1, 743 531 144 35,4 14,5 24,2 13, Asteraceae 19,0 25, 141 86 Salicaceae 18,2 45,5 0,0 0,0 0, 1, 1, 177 2,5 16,1 81,2 2,0 16,0 24, Fabaceae 0, 00 60 0,0 0,0 0,0 0,0 3,5 0, Apiaceae 1, 4Q 00 50 00 0,0 0,0 2, Rosaceae 2, 87 51 4? 37 41 84 0, Onagraceae 17 0, 37 0,0 0,0 0,0 4,8 0, Ranunculaceae 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0,0 0,0 0, 2,8 0,0 0,0 0,0 0,7 0,0 0,0 3, Boraginaceae 00 2, 0,1 0,0 47 0,0 0, Caryophyllaceae 2,8 1,4 1, 1, 75 00 00 00 00 8, Lamiaceae 0,0 0,0 0,7 0,0 0, 0,0 0,0 0,0 0,9 0, Urticaceae 0,0 0,0 0,7 0,0 0, 2, 00 00 00 00 00 18 0,0 0, Geraniaceae 51 00 18 00 04 00 00 14 0, Scrophulariacea 0,0 0,0 0,0 0,0 0,9 0, Polemoniaceae 0,0 0,0 0,0 0, 1. 00 00 00 00 00 00 00 14 Rubiaceae 00 00 00 00 00 11 00 04 Violaceae 00 00 00 00 00 00 0,0 0, Pteridiaceae 00 00 00 00 00 00 07 0,0 0, Campanulaceae 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0, Liliaceae 00 00 0, 04 14 7,4 0,0 0, Betulaceae 0, 1, 00 00 00 00 00 0, 04 0,0 0, Dipsacaceae 0, 00 00 00 00 00 0,0 0, 04 0, Cyperaceae 0, 04 0,0 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0, Primulaceae 0,0 0,0 0, 0,0 0, 04 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, Juncaceae 0, 0,0 0,0 0,0 0, Equisetaceae 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0, 8,2 0,4 0, 0,7 0,8 4,7 0, 'olygonaceae 0,0 0,9 2,9 21, 0,5 0,0 4,2 0,0 0, 16,4 0,0 0, Brassicaceae 0,0 4, 5, 0, 0,0 0,0 0,0 0, Elaeagnaceae 0,0 2,5 0,0 0,8 0,0 4, 8,2 4,2 0,0 0, 0,7 0,0 0,7 0, Chenopodiaceae 0,0 3,4 1, 0,0 8,4 3,0 0, 0,0 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0, -"lantaginaceae 0, 0,0 0,0 0,0 0, 0,0 0,0 0,8 0,0 0, Pinaceae 0, 11 18 10 10 14 5 7 Кол-во семейств 26 16 13 53 88 29 27 39 Кол-во видов 50 встреченных на золоотвале, преобладают сорные и луговые виды и практически отсутствуют лесные виды. В табл. 4.19 приведены результаты анализа таксономической структуры ценозов на уров не семейств (с учетом количественного участия видов) контроль ного участка и различных выделов на золоотвале.

В исследованных культурных посадках вне золоотвала доми нирующее положение в сообществах занимают представители се мейства злаковых. Близкие значения по степени участия в сложе нии сообществ имеют виды семейств сложноцветных, бобовых, ивовых. В отличие от сообществ золоотвала, в контрольных сооб ществах отсутствуют виды семейств крестоцветных, маревых, по дорожниковых, гречишных, но встречаются виды целого ряда се мейств, не произрастающих на золоотвале или встречающихся только в наиболее старых посадках древесных видов на почво грунте (см. табл. 4.19). В частности, на данном этапе самозараста ния на золоотвале отсутствуют виды семейства ситниковых, осо ковых, колокольчиковых, лилейных и др. Отдельные представи тели семейств розоцветных, лютиковых, губоцветных и др., встречаются только в старых посадках на почвогрунтах.

Кроме качественных существуют и количественные отли чия, которые прослеживаются по доле семейств в таксономиче ских спектрах. Для контрольных сообществ характерна полидо минантность спектров — основная доля видов приходится на 5— б семейств. В сообществах золоотвала обычно фиксируется до минирование в спектрах представителей одного или двух се мейств (см. табл. 4.19). Чаще всего в числе доминирующих се мейств оказываются семейства бобовых, злаковых или сложно цветных.

Представленные в табл. 4.17 и 4.18 данные о минимальных и максимальных значениях СПП и ВН свидетельствуют о том, что для сообществ, формирующихся при самозарастании золо отвала, характерна высокая неравномерность размещения особей (ценобионтов) в пределах площади. Анализ распреде ления частот дистанций Евклида между площадками внутри ценозов показал, что для сообществ золоотвала прослежива ется высокая неравномерность и в размещении видов в преде лах сообществ. В качестве примера, иллюстрирующего рас пределение показателей сходства между площадками внутри ценоза, приведены данные для контрольного участка А1, уча стка самозарастания на почвогрунте В10-1 и участка на "чис той" золе В1-1 (рис. 4.3). Для сообщества, сформированного на Рис. 4.3. Полигоны распределения частот дистанций Евклида между площадка ми в пределах выделов на золоотвале Рефтинской ГРЭС и в контроле. По оси абсцисс — лимиты классов, по оси ординат — частота, %. Обозначения участ ков в тексте "чистой" золе, характерно наличие разорванного спектра рас пределения частот — отсутствуют классы с промежуточными расстояниями. Максимум приходится на классы дистанций Ев клида меньше 13,4. В контрольном сообществе распределение частот не отличается от нормального распределения, а в сооб ществе на почвогрунте распределение частот отличается от нормального и имеет два максимума, один из которых прихо дится на класс с невысокими значениями дистанций (25,4— 37,3), другой — на класс со значениями выше 61.3 (см. рис. 4.3).

Распределения частот в сообществах различных участков раз личаются на высоком уровне значимости (Р 0,001) по крите рию Колмогорова—Смирнова.

Представленные спектры свидетельствуют о том, что для сообществ в естественных местообитаниях характерно доста точно равномерное распределение большей части видов в пре делах площади — в сообществах мало площадок с высокими и низкими значениями дистанций. В сообществах на "чистой" зо ле зарослево-мозаичный тип размещения растений на участке (растения одного или двух видов могут образовывать пятна ди аметром до нескольких метров) обусловливает наличие пло щадок с очень низким или с очень высоким сходством между ними. Резко контагиозное размещение особей разных видов в сообществах отмечается не только при зарастании неотехно генных субстратов (см. выше) и на первых стадиях вторичных сукцессии, но и в сообществах сильно загрязненных террито рий (Трубина, 1996). Участки самозарастания на почвогрунте характеризуются промежуточным — между контролем и уча стками на "чистой" золе — характером размещения видов по площади.

В целом, на основании проведенных исследований процессов самозарастания на золоотвале Рефтинской ГРЭС можно отме тить следующие моменты.

Естественное зарастание золоотвала дикорастущими вида ми происходит крайне низкими темпами. Сформированные на золоотвале сообщества существенно отличаются от типичных для лесной зоны сообществ открытых местообитаний по фло ристическому составу и по целому ряду интегральных параме тров, характеризующих структуру и продуктивность сооб ществ. Для сообществ, формирующихся на "чистой" золе, ха рактерны преобладание видов сорной и луговой растительнос ти и отсутствие типичных лесных видов. Сообщества имеют низкие показатели видовой насыщенности и проективного по крытия. Растения в пределах сообществ размещены крайне не равномерно, кроме того, отмечается высокая неравномерность и в распределении видов на золоотвале. Использование различ ных видов мелиорантов (удобрений, почв или почвогрунтов) способствует значительному повышению темпов зарастания золоотвалов, так как облегчает возможность прорастания диа спор, попадающих с близлежащих территорий или находив шихся в почвенном банке семян. Наиболее информативными при сравнительной оценке сообществ являются показатели ви довой насыщенности и суммарного проективного покрытия на площади 0,25 м2, а также параметры горизонтальной структу ры сообществ. Показатели видового богатства и видовой насы щенности на площади 100 м2 и более имеют меньшую чувстви тельность к изменению условий экотопа.

4.4. Оценка состояния роста и развития древесных растений в культурфито(дендро)ценозах на золоотвале № Рефтинской ГРЭС Оценка состояния роста и развития растений в культурфи то(дендро)ценозах, включающая такие важные показатели, как приживаемость, сохранность, текущий и средний прирост, габи туальные характеристики (высота, диаметр ствола у корневой шейки, диаметр кроны в наиболее широкой части), дефолиация и дехромация хвои, продолжительность жизни хвои, общее сани тарное состояние, начало плодоношения (семеношения), прово дилась регулярно с момента посадки в процессе осуществления мониторинга. Кроме того, у древесных растений изучались осо бенности формирования микоризы и структуры корневой систе мы, а также содержание пигментов в хвое и листьях.

Одновременно осуществлялась оценка состояния, роста и развития травянистых растений, культивируемых на золоотвале в экспериментальных посевах в разных вариантах с минераль ными и органическими удобрениями, а также в вариантах, раз личающихся по свойствам субстрата, времени посева, по составу испытываемых видов и характеру их смешения. Оценка опыт ных посевов прежде всего производилась по таким параметрам (показателям), как характер размещения и плотность, продук тивность и возрастная структура ценопопуляций трав.

Анализ перечисленных показателей древесных и травянис тых растений позволяет в совокупности определить перспектив ность различных направлений и методов биологической рекуль тивации, в определенной степени вскрыть особенности адапта ции отдельных систематических групп растений к неблагоприят ным условиям среды, в частности сформировавшихся на золь ном субстрате, и в конечном счете определить основной и вспо могательный ассортимент древесных и травянистых растений, наиболее приспособленных к конкретным условиям золоотвала.

4.4.1. Состояние экспериментальных посадок основных лесообразующих видов В соответствии с целью эксперимента — разработкой эф фективных методов восстановления лесной растительности на золоотвалах, вышедших из эксплуатации, на отдельных его эта пах решались следующие основные задачи.

1. В несколько приемов создать на золоотвале опытные крупноделяночные участки посадок и посевов, используя на каждом этапе различные способы подготовки субстрата.

2. Испытать в условиях золоотвала возможно более широкий ассортимент устойчивых, хозяйственно ценных прежде всего ле сообразующих видов растений и сопутствующих им кустарников и травянистых растений.

3. Определить типы устойчивых насаждений и эффективные приемы ухода за культивируемыми растениями.

4. Оценить сохранность, состояние, рост и особенности се зонного развития культивируемых растений, а также их анато мо-морфологические и физиолого-биохимические показатели, в том числе имеющие диагностическое значение.

Данные задачи были в основном выполнены в течение трех лет поэтапно на опытных участках, площадь которых составила 6,1 га, (рис. 4.4):

•I этап (1992) —1,3га;

• II этап (1993) — 3,7 га;

•III этап (1994) —1,1 га.

На первом этапе в качестве основного метода создания культурдендроценозов был выбран наименее затратный в от ношении необходимого объема привозных почвогрунтов спо соб, представляющий из себя весеннюю посадку сеянцев дре весных растений (сосны обыкновенной, ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) и лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.)) в траншеи, заполненные смесью почвогрунтов с торфом (1:1).

В данном случае низинный торф использовался в качестве ор ганического удобрения и компонента, способствующего нейт рализации щелочной среды в условиях зольного субстрата. Для предотвращения ветровой эрозии золоотвала и улучшения пло дородия его верхнего горизонта вся поверхность эксперимен тального участка была покрыта тонким слоем (8—10 см) смеси почвогрунта с торфом. Траншеи шириной 70 см на участке про кладывались ковшом, смонтированным на тракторе "Бела русь". Расстояние между траншеями — 4 м. Глубина траншеи по вариантам составляет: I — 0,25 м;

II — 0,40 м;

III — 0,65 м.

Схема посадки: С—С—С—Л—Л—Е—Е, т. е. 3 ряда сосны, затем последовательно 2 ряда лиственницы и 2 ряда ели. Посадка руч ная — под меч Колесова, с размещением растений в ряду через 0,5—0,7 м. Возраст посадочного материала — 2 года. В между рядьях был произведен посев семян двух видов трав — костре ПОСАДКИ 1993 г.

МММ Mill ti ПОВТОРНОСТЬ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 1 вариант 2 вариант 3 вариант Посадки 1994 г.

11 вариант (полосная) 1,2 — сосна 3 — ель 4 — береза II вариант (контроль) III вариант Mill II IV вариант V вариант ПОСАДКИ 1992 г о границы оо 'llll Mill ИМИ повторностей -160м Рис. 4.4. Схема экспериментальных посадок 1992—1994 гг. на золоотвале Рефтинской ГРЭС ца безостого и клевера красного — по норме 40 и 25 кг/га соот ветственно, в виде смеси.

Учитывая, что явными недостатками траншейного метода рекультивации на техническом этапе были наблюдающийся об вал субстрата со стенок траншеи и отсутствие совершенных ору дий для их прокладки, разработка методов рекультивации золо отвала Рефтинской ГРЭС продолжалась в 1993 г. Основными за дачами данного этапа были следующие:

• испытание возможно более широкого ассортимента основ ных лесообразующих и других древесных видов, в том числе ку старников, выполняющих важные функции в лесных раститель ных сообществах, а также ряда почвопокровных травянистых растений;

• разработка оптимальных вариантов агротехники выращи вания древесных растений на зольном субстрате с использовани ем почвогрунтов;

• совершенствование технологий на уровне технического этапа рекультивации золоотвала.

Изменение технологии на техническом этапе рекультивации золоотвалов состояло в том, что вместо траншейного способа был использован более простой для исполнения — нанесение почвогрунта на поверхность золоотвала сплошным слоем, тол щина которого по вариантам (I, II, III) — 0,25;

0,40 и 0,65 м соот ветственно. Равномерность перемешивания субстрата (почво грунт + торф в пропорции 1:1), производимого непосредственно на участке бульдозером, достигалась за счет дополнительной вспашки и боронования, что одновременно снижало степень уплотнения верхнего слоя субстрата.

Весь экспериментальный участок 1993 г. был разбит на три блока. На большем из них по площади в трех повторностях вы саживались для испытания такие основные лесообразующие ви ды, как сосна обыкновенная, ель сибирская, лиственница сибир ская, березы повислая и пушистая, возраст которых на момент посадки был 2—3 года. Кроме того, на данном блоке, неукоре ненными черенками были высажены интродуцент — тополь бальзамический (Populus balsamifera L.) и местные виды ив — прутовидная (Salix viminalis L.) и шерстистопобеговая.

На втором блоке присутствовали только посадки трех по следних быстрорастущих видов.

Третий блок представляет из себя участок, на котором испы тывается широкий ассортимент плодовых почвоулучшающих декоративных и лекарственных видов — представителей лесной флоры и интродуцентов: облепихи крушиновидной, клена при речного (Acer ginnala Maxim.), груши уссурийской (Pyrus ussurien sis Maxim.), яблони сибирской (Malus baccata (L.) Borkh.), черему хи виргинской (Padus virginiana (L.) Mill.), боярышника Максимо вича (Crataegus maximowiczii Schneid), вишни песчаной (Cerasus besseyi Bailsy), пузыреплодника калинолистного (Physocarpus opulyfolia (L.) Maxim.), рябинника рябинолистного (Sorbaria sor bifolia (Z.) A. Br.), сведины (дерена белого, в том числе пестроли стного (Thelycrania alba (L.) Pojark)), шиповников колючего и со бачьего (Rosa spinosissima L. F., R. canina L.), барбариса Тунберга и барбариса обыкновенного (Berberis thunbergii D. С., В. vulgaris L.), включающего темно-пурпурную форму (f. Atropurpurca Ra gel) сирени венгерской (Syringa josikale daq.).

В междурядья на всем участке произведен посев трав — ов сяницы луговой в смеси с клевером красным. Посевы и посадки были произведены весной, в мае.

Учитывая, что сильное уплотнение привозных почвогрунтов тяжелой техникой при сплошном нанесении на поверхность зо лоотвала резко снижает водопроницаемость, ухудшает водно физические свойства и в конечном итоге отрицательно сказыва ется на приживаемости, росте и состоянии посадок (посевов), на третьем этапе опытов по рекультивации решались следующие задачи:

• испытание новых вариантов опытных посадок и посевов с улучшенным дренажом привозных почвогрунтов;

• испытание мелиоративных свойств вещества "Универсим", рекомендуемого в качестве пылеподавляемого средства;

• дополнение посадок лесообразующих видов, произведен ных на первых двух этапах (1992—1993).

Краткая характеристика отдельных вариантов следующая.

Первый вариант (опыт) — полосы из смеси торфа с почво грунтом в пропорции 0,25:0,75, нанесенные на выровненную по верхность золоотвала. Размеры полос: длина — 70 м, ширина 3,5—4,0 м, толщина 0,3—0,4 м, число полос — 4, расстояние между полосами — Зм. На двух полосах весной 1994 г. произве дены посадки сосны, на одной — посадки ели, а на четвертой — посадки березы. На каждой полосе высажено по три ряда соот ветствующих видов деревьев. Расстояние между рядами 1,5 м, расстояние между сеянцами в ряду, как и на остальных вариан тах посадок 1994 г., — 0,7—1,0 м.

Второй вариант (контроль) — сплошной (насыпной) слой смеси торфа с почвогрунтом толщиной 0,5 м, нанесенный на зо лу, сформированную предварительно в виде соответствующей ниши.

Третий вариант (опыт) отличается от второго тем, что расти тельный субстрат (смесь торфа с почвогрунтом) слоем 0,5 м на несен на дренажную основу толщиной 0,3 м из горной породы.

Четвертый вариант (опыт) отличается от третьего только толщиной дренажного слоя, которая равняется 0,5 м.

Посадка сеянцев двухлетнего возраста в трех последних вари антах производилась по одной и той же схеме С—Е—Б—Л (лист венница высаживалась весной 1995 г.) в трех повторностях, с рас стоянием между рядами в посадках 3 м. В междурядьях посеяна ов сяница луговая с примесью клевера красного. Посадка хвойных была произведена в мае, а березы — в августе 1994 г.

Пятый вариант (опыт) представляет выровненную поверх ность золоотвала на одной отметке с двумя предыдущими вари антами, которая в конце мая была обработана "Универсимом" по норме 0,5 л на 1 м2. Через месяц после обработки был произ веден посев овсяницы луговой. В качестве контроля одновре менно овсяница была посеяна на золу между полосами в первом варианте опыта.

На экспериментальном участке 1992 г. появление всходов трав, приживаемость посадок, рост и развитие растений в тече ние первого вегетационного периода лимитировались главным образом запылением золой, которому в большей степени под вергались посадки в варианте III и, частично, варианте П. Дан ный фактор существенно повлиял на прирост, приживаемость и общее состояние посадок сосны, а лиственница, более того, пол ностью погибла (табл. 4.20). В частности, показатель сохраннос ти сосны в третьем варианте в 1995 г. был в два с лишним раза ниже, чем в варианте первом, наиболее удаленном от источника пыления.

В целом первый этап рекультивации на золоотвале показал, что одной из основных задач при этом является эффективное пылеподавление, а также своевременное и качественное выпол нение технического этапа рекультивации и наличие качествен ного посадочного материала.

Несмотря на то, что завершающими приемами технического этапа рекультивации в эксперименте 1993 г. были вспашка и бо ронование уплотненного субстрата, водопроницаемость насып Таблица 4. Показатели роста, состояния и сохранности деревьев в культурдендроценозах на золоотвале № 1 РГРЭС X Сохранность, i 0* посадки/год прирост, см у корневой Высота, м шейки, см состояния Текущий Диаметр О ОС Индекс ^^ я У СН учета Год % ill &lg а СО го с Г* Сосна обыкновенная 1992 1,5±0,08 0,53±0,02 22,8±0,9 1,26±0, I — 0,25 50 76, П _ о,45 1,8±0,08 0,61±0,02 25,2±1,0 1,18±0,06 64, III — 0,65 50 1,7+0,08 0,53±0,02 20,0±0,9 1,38±0,09 36, 1992 I — 0,25 8,8±0,23 3,60±0,07 67±0,2 1,04±0,03 73, 1994 I — полосы 0,50±0,02 0,19±0,01 9,5±0,6 2,00+0,22 75, 6 м, 0, 2,20±0,14 18, II контроль 50 0,39±0,02 0,14±0,01 4,5+0, 2,50±0,12 66, III — 0,30 50 0,49±0,02 7,3±0, 0,14±0, 5,9+0,5 1,90±0,10 47, IV — 0,50 50 0,40±0,02 0,15±0, 1994 I — полосы 67±1,0 1,02±0,01 83, 50 6,12±0,13 2,72±0, 6м II контроль 4,83+0,21 2,12±0,08 1,24±0,07 82, 50 58+2, 1,09+0, III — 0,30 50 5,14±0,27 2,19±0,12 54+2,0 64, Ель сибирская 1994 I — полосы 1,20±0,08 50 0,40±0,02 0,18±0,01 6,1+0, 6м 3,4±0,2 1,90+0,11 II контроль 50 0,26±0,01 0,12+0, 0,23+0,01 2,9±0,2 2,10±0,12 III — 0,30 50 0,12±0, 2,30±0,12 IV — 0,50 50 0,22±0,01 2,7±0, 0,12+0, 1994 I — полосы 24 1,74±0,09 72, 2,36+0,08 1,16±0,06 32±2, 6м 1,92+0,12 44, II контроль 24 2,00±0,20 0,73±0,05 23±3, 1,38±0,11 41, III — 0,30 26 1,91+0,15 0,87+0,06 31+3, Береза пушистая 1994 I — полосы 0,56±0,03 0,31+0,02 17,0±2,1 2,10±0,18 85, 6м II контроль 0,40±0,01 12,8±1,6 3,00±0,15 85, 25 0,20±0, 51, III — 0,30 25 10,2±0,9 3,00+0, 0,30±0,03 0,16±0, 48, 3,10±0, IV — 0,50 25 0,30+0,03 0,18±0,01 12,4+1, 1994 I — полосы 3,40+0,06 Нет 1,14±0,06 97, 25 4,78±0, данных 6м II контроль 5,93+0,28 3,81±0,12 1,59±0,12 69, III — 0,30 35 5,06±0,32 3,08±0,16 1,19±0,09 79, Т а б л и ц а 4. Показатели приживаемости посадок древесных растений на опытном участке золоотвала, заложенном в 1993 г., % Сосна Листвен- Тополь Варианты Береза Береза Ель обыкно- ница бальза Ивы опыта повислая пушистая сибирская сибирская венная мический I 79, 99,0 96,7 96,2 93,8 79, 53, II 80,7 74,5 41,0 95,5 86,2 86, 90, III 88,4 80, 95,1 92,8 49,0 97,0 69, Среднее 91,7 48,0 89,2 81, 88,0 94,5 75, ных почвогрунтов была слабой. Поэтому при наличии обильных осадков во второй половине лета 1993 г. наблюдалось образова ние обширных вымочек и частично гибель посадок и посевов.

Осенняя инвентаризация посадок 1993 г. на опытном участке золоотвала показала, что в целом приживаемость, зафиксиро ванную у сосны (91,7 %) и у ели (88 %), следует оценить как удов летворительную, а у лиственницы (48 %) — как плохую. У лист венных видов лучший показатель по приживаемости был у бере зы, но у тополя и ивы он также оценивался как удовлетвори тельный (табл. 4.21).

Если рассматривать приживаемость испытываемых видов по отдельным вариантам, то четко выделялись две группы. Для од ной из них, включающей лесообразующие породы — сосну, ель, лиственницу и березу, характерно заметное снижение прижива емости в вариантах опыта с относительно большим слоем при возной земли (0,40—0,60 м), причем в большей степени у хвой ных, чем у берез. Для второй группы, включающей сравнитель но влаголюбивые лиственные виды — тополь и ивы, повышен ное увлажнение почв, в том числе и застойное, наблюдающееся во второй половине лета, на вариантах с большим слоем привоз ного почвогрунта оказалось вполне благоприятным для прижи ваемости.

Несмотря на удовлетворительную приживаемость прирост у сосны и ели в год посадки был плохим и либо совсем отсутство вал, либо составлял у отдельных особей величину в пределах 1— 5 см. У сравнительно быстрорастущих лиственных пород, осо бенно у тех, которые по своим эколого-биологическим свойст вам оказались в более соответствующих эдафических условиях (тополь и ивы), прирост был достаточно большим. В частности, у ивы — 100,7+4,5;

тополя — 45,7±3,7;

а у березы — 19,4±1,7 см.

Приживаемость испытываемых кустарников и некрупных деревьев (облепихи крушиновидной, барбариса обыкновенного, шиповника колючего, боярышника Максимовича, рябины обыкновенной, вишни Бессея, дерена пестролистного и др.) по вариантам практически не отличалась и была в среднем в преде лах 80—90 %, цветение и плодоношение в год посадки наблюда лось только у шиповника и вишни.

На очередном этапе исследований (1994) решались такие за дачи, как испытание новых вариантов опытных посадок с улуч шенным дренажем, а также испытание мелиоративных свойств "Универсима", рекомендуемого в качестве пылеподавляющего средства на золоотвалах.

Наблюдения за посадками 1994 г. в течение первого вегета ционного периода показали, что несмотря на наличие дренажно го слоя (варианты III и IV), как и в контроле (вариант II), в про хладный период конца июня—начала июля имело место образо вание временных вымочек, хотя в посадках 1993 г. они в отличие от прошлого года практически отсутствовали. Это свидетельст вует о том, что уже по истечении одного года с момента уплот нения почвогрунтов при их нанесении на поверхность золоотва ла у них формируется определенная структура, способствующая частичному восстановлению водопроницаемости.

Осенняя инвентаризация посадок текущего (1994) года пока зала, что в варианте I приживаемость ели составила 72,5 %, а со сны — 94,4 %, в то время как в вариантах II и IV она составила 62,2 и 71,9 %, а в контроле 52,9 и 65,1 % соответственно.

Оценка сохранности и санитарного состояния опытных поса док 1993 г., произведенная осенью 1994 г., показала, что данные характеристики в значительной степени определяются экологи ческими особенностями культивируемых видов, в том числе структурой корневой системы (Внуков, 1997). Кроме того, на приживаемости и состоянии растений отражались последствия переувлажнения почвы (вымочка), наблюдавшегося во второй половине лета 1993 г. и, напротив, ее иссушение весной и в нача ле лета 1994 г.

Среди посадок хвойных пород с учетом дополнения, произве денного весной 1994 г., сохранность в целом оказалась наиболее высокой (83,0 %) у сосны, причем выше во II и III вариантах. Да лее, по мере убывания сохранности следовали: ель (59,7 %), име ющая примерно одинаковую сохранность во всех вариантах, и лиственница (42 %) с более высоким показателем в III варианте.

Среди берез максимальный показатель сохранности был отме чен у березы повислой (83,9 %), но по отдельным вариантам он сильно варьировал, достигая минимума (34,7 %) на площади быв шей вымочки.

Дальнейшая оценка роста и состояния основных лесообра зующих видов, в частности в 1995 г., показала, что сохранность посадок сосны и ели лучше в вариантах с большим слоем на сыпного почвогрунта (0,40—0,60 м), в то время как показате ли состояния и роста либо везде примерно равны, либо досто верно лучше в первом (0,25 м) варианте. Очевидно, в данном случае сказались последствия нарушения эдафических усло вий, в том числе избыточное увлажнение почвы в 1993 г.

(табл. 4.22). У березы большинство рассматриваемых показа телей лучше, чем у хвойных пород. Причем в условиях опыта, заложенного в 1993 г., они выше у березы повислой, которая по своим эколого-биологическим особенностям тяготеет к бо лее сухим и менее богатым почвам, чем береза пушистая (Ба ранник, 1988). В целом у березы сравнительно высок показа тель сохранности, который, как и у хвойных пород (сосны и ели), достигает максимума в вариантах с большим слоем на сыпного почвогрунта.

В результате проведения ежегодной инвентаризации посадок на участке золоотвала, рекультивируемом в 1993 г., получены данные по динамике роста и развития лесообразующих видов, которые свидетельствуют о постепенном сглаживании различий между соответствующими видами, произрастающими в культур дендроценозах на золоотвале и на вырубках (контроль) (см.

табл. 4.22).

Анализ хода роста посадок (рис. 4.5) показал, что наиболь шей энергией роста в условиях рекультивированной части золо отвала отличается береза повислая. Так, например, в 1996 г. во II и III вариантах по высоте она достоверно опережает контроль.

Посадки сосны растут как бы параллельно контролю с тенден цией сокращения разрыва по высоте, образовавшегося в первый год после посадки на золоотвале. К 2001 г. наблюдающийся ра нее разрыв практически нивелировался. Однако это скорее все го связано с повреждением посадок сосны в контроле в резуль тате распространения первичных вредителей. Для посадок ели сибирской на золоотвале, напротив, характерно постепенное от ставание в росте от контроля, которое в 2001 г. увеличилось поч ти в два раза. Между различными вариантами в пределах экспе Т а б л и ц а 4. Показатели роста и санитарного состояния основных лесообразователей (посадки 1993 г.), культивируемых на экспериментальном участке золоотвала № 1 Рефтинской ГРЭС и в контроле Вариант Диаметр Индекс опыта t-критерий Текущий санитарного Сохран Год со слоем Высота, (контроль- корневой состояния, ность, прирост, м почвогрунта учета вариант шейки, м % баллы см толщиной, опыта) м Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.

) — 1,45+0,14 — Контроль 1995 0,68+0,07 0,33+0,02 1,57±0, — 1,40+0,16 — 1,01±ОДО 0,29±0,02 2,81±0, — 1,05+0,02 — 1997 1,36±0,13 0,32+0,02 3,82+0, —,15±0,09 — 1998 1,72+0,17 0,35±0,03 4,75±0, — — 2001 2,91+0,06 0,51±0,01 5,63±0,14,71±0, 3,2*,84±0,05 72, 0,34+0,04 0,17±0,01 0,99±0, 0,25,70±0,11 — 0,56+0, 1996 2,9* 0,25±0,01 1,29±0,,35±0,05 — 1,00+0,10 0,32±0,01 3,05±0, 1997 2,,24±0,12 — 1,35+0,15 0,41+0,02 4,81±0, 1998 1, 2,75+0, 2001 2,22 1,04±0,02 73, 0,63±0,01 6,42±0, 2,19±0,05 83, 4,1* 0,26+0,03 0,13±0,01 0,98±0, 0,40 1,30±0,09 — 2,6* 0,68±0,08 0,34+0,02 1,37±0, 1,35±0,06 — 2* 0,97±0,10 0,32±0,01 2,38±0, 1,20±0,10 — 2, 1,39±0,18 0,40±0,01 4,88±0, 1,07+0,03 84, 2001 0, 2,97±0,05 0,70±0,01 6,02+0, 2,05±0,04 85, 0,60 4,4* 0,25±0,03 0,12±0,01 0,77±0, 1,30±0,13 — 0,62±0,05 0,29±0,02 1,53±0, 1996 2,6* 1,20±0,06 — 1,15±0, 1997 1,9 0,41±0,01 3,54+0, 1,31±0,12 — 1,32±0,15 0,40±0,05 4,59±0, 1998 2, 1,13±0,07 91, 0, 2,97±0,05 0,71±0,01 6,25±0, Ель сибирская (Picea obovata Ledeb.) Контроль 1995 0,36±0,04 0,178±0,006 0,50±0,05 1,52±0, 0,281±0008 0,90±0,04 1,40+0, 0,56±0, — 0,84±0,08 0,300±0,017 2,20±0,35 1,35±0, 1997 — — — 1,06±0, 1,15±0,81 0,39±0,02 2,91±0, — — 1,91±0,05 0,40±0,01 3,67±0,11 1,11±0, 36, 4,4* 0,13±0,01 0,046±0,005 0,34±0,07 2,57±0, 0,25 — 4,5* 0,20±0,02 0,066±0,009 0,49±0,03 2,00±0, — 0,04010,017 1,00±0, 3,5* 0,38±0,03 1,00±0, — 4, 0,51±0,05 0,084±0,01 1,62±0,10 1,35±0, 11, 1,42±0,05 1,63±0, 2001 6,9* 0,25±0,01 1,91±0, 4,4* 60, 0,032±0,010 0,32±0, 1995 0,13±0,01 2,66±0, 0, П р о д о л ж е н и е т а б л. 4. Вариант (-критерий опыта Диаметр Индекс Текущий санитарного Сохран (контроль со слоем Год Высота, корневой прирост, состояния, ность, вариант почвогрунта учета м шейки, м % толщиной, опыта) см баллы м — 6,4* 0,031±0,007 0,32+0,02 2,00±0, 19960,14±0, — 4,8* 0,05±0,017 0,70±0,33 1,75±0, 19970,28+0, — 4,6 0,072±0,010 1,54±0,09 1,44±0, 19980,48+ДОб 20010,90±0,04 15,8* 0,28±0,02 1,81±0,08 1,82±0,08 36, 4,8* 0,033±0,010 0,29±0,06 2,10+0, 0,60 19950,12±0,01 59, — 0,17+0,02 53* 0,0431+0,007 0,38±0,05 1,90+0, 3,3* 0,0701±0,014 0,90±0,32 1,45±0,06 — 0,40±10, — 3,8 0,097+0,019 1,84±0,15 1,22±0, 19980,57±0, 0,98+0,04 14,5* 0,28+0,01 1,9+0,08 1,53±0,07 51, Лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb.) нет данных Контроль 1995 — — — — — 0,35±0,04 1,80±0,11 1,80+0, 1996 0,91+0, — 0,32±0,02 2,94±0,20 1,40±0, 1997 1,51±0, — 0,45±0,05 4,01 ±0,31 1,20+0, 1998 1,94+0, — нет данных нет данных нет данных 2001 нет данных — 0,23+0,06 0,83±0,1 2,00+0, 0,25 1995 0,43+0,05 27, —• 2,5 0,25±0,02 1,33±0,08 1,55±0, 1996 0,59+0, — 1997 1,49±0,14 1,6 0,51+0,03 2,88+0,60 2,15±0, — 1998 2,08+0,24 1,8 0,50+0,07 4,15±0,34 1,10±0, — 2001 3,44±0,12 1,15+0,63 5,96±0,20 1,14±0,05 35, — 0,12±0,02 0,85±0,1 2,23±0, 0,40 1995 0,38±0,04 22, 0,37+0,04 1,33+0,18 1,70±0, 1996 0,75±0,07 1, 1997 1,3±0,12 1,9 0,30+0,03 2,62+0,70 1 10±0, — 2, 1998 2,29+0,33 0,67±0,09 4,38±0,46 1,10+0, —• — 2001 3,26±0,18 0,56±0,03 6,05±0,48 1,16±0, нет данных 0,60 1995 2, 1,8 0,40+0,04 1,17+0,09 1,0+0, 1996 0,82±0, _ 2,4 0,28±0,05 2,36+0,20 1,5+0, 1997 1,00+0, — 0,42±0,05 3,89±0,28 1,19+0, 1998 2,00+0,19 1, — 0,66+0,03 5,27±0,53 1,00+0, 2001 3,59+0,27 4, Береза повислая (Betula pendula Roth) Контроль 1995 0,78+0,06 0,27±0,04 1,41±0,12 1,10+0, — — — 0,51±0,04 1,80+0,15 1,10±0,18 — 1996 1,04+0, — — 0,33+0,02 3,40±0,70 1,40+0, 1997 1,82+0, — 0,56+0,05 4,75+0,44 1,20±0,20 — 1998 2,25±0, нет данных нет данных нет данных 2001 нет данных — — П р о д о л ж е н и е т а б л. 4. Вариант опыта Диаметр Индекс t-критерий Текущий санитарного Сохран Год со слоем Высота, (контроль- корневой состояния, ность, прирост, м почвогрунта учета шейки, вариант м % см опыта) баллы толщиной, м 0,25 1995 1,44±0,03 89, 0,83+0,06 0,21±0,05 1,36±0, 1, 1,20+0,19 — 1, 1996 1,15+0,13 0,43±0,05 1,79±0, 1,10±0,02 — 0,28±0,02 3,70±0, 1997 2,13±0,18 1, 1,20±0,05 — 1998 2,45±0,34 0,61±0,07 5,01±0, 1, — 2001 1,25±0,06 84, нет данных 6,30±0, 4,16±0, 1995 2,2 2,26±0,05 94, 0,19±0,07 0,97±0, 0,40 0,58±0, 1,10±0,14 — 1996 2,6* 1,59±0,16 0,57±0,03 2,30±0, 1,20+0,05 — 1997 2,0 0,32±0,02 4,10±0, 2,22±0, 1,10±0,30 — 1998 2,54±0,31 0,61+0,08 5,29±0, 2, — 1,21±0,05 96, 2001 4,16±0,12 нет данных 5,96±0, 1995 2,0" 1,83±0,04 96, 0,19±0,06 1,04±0, 0,60 0,64±0, 1,20±0,12 — 1996 0,62±0,05 3,03±0, 2,9* 1,89±0, 1,50±0,06 — 1997 2, 2,29±0,21 0,30±0,03 3,60±1, 1,30±0,24 — 1998 2, 2,51±0,32 0,52±0,06 4,89±0, — 1,30±0,06 96, нет данных 7,35±0, 2001 5,60±0, Береза пушистая (Betula pubescens Ehrh.) — — Контроль 1995 0,30±0,03 0,91±0,05 1,10+0, 0,89±0, — — 1996 1,23±0,11 0,62±0,04 1,85±0,15 1,10±0, — — 1997 0,35±0,02 3,27±0,07 1,40±0, 1,95±0, — — 2,30±0,34 0,60±0,05 4,75±0,41 1,20±0, — — нет данных нет данных нет данных 2001 нет данных 2,2 0,22±0,06 1,02±0,20 2,00±0, 0,25 1995 89, 0,66±0, — 1996 0,51±0,03 1,74±0,16 1,50±0, 1,24±0,12 1, — 0,37±0,02 3,65±0,07 1,20±0, 1997 1,74±0,16 1, — 2,0 0,54±0,04 4,49±0,35 1,20±0, 1998 2,15±0, — 84, нет данных 6,30±0,22 1,20±0, 2001 4,05±0, 94, 1995 3, 0,39+0,03 0,14±0,05 0,67±0,05 2,63±0, 0, — 0,54±0,04 1,10±0, 1996 1,28±0,12 1,85±0, 1, — 0,28±0,02 3,05±0,08 1,34±0, 1997 1,84±0,15 1, — 1998 2Д2±0,25 0,56±0,05 4,32±0,30 1,30±0, 1, — 96, нет данных 6,1910, 2001 4,05+0,15 1,17±0, 95, 1995 0,46+0,05 0,13±0,05 0,75+0,02 2,05±0, 0,60 3, — 2,2 1,75±0, 1996 0,42±0,06 2,57+0, 0,88±0, — 1,48±0, 1997 2, 1,54±0,15 0,27±0,03 3,67±0, — 0,46±0,05 4,20±0,21 1,30±0, 1998 1,90+0,16 1, 96, нет данных 7,30±0, 2001 — 5,50±0,16 1,25±0, О к о н ч а н и е табл. 4. Вариант опыта t-критерий Диаметр Индекс Текущий корневой санитарного Сохран (контроль со слоем Высота, Год шейки, состояния, ность, прирост, почвопэунта учета вариант м м % толщиной, баллы опыта) см м Тополь бальзамический (Populus balsamifera L.) 0,37±0,09 1,27+0,30 1,60±0, 0,90+0,21 — 0,25 83, 4,40+0,28 1,29±0, 3,34+0,12 — — 2001 80, 0,88+0,05 0,31+0,02 1,20±0,99 1,40±0, 0,40 — 86, 3,62+0,15 5,19+0,31 1,40+0, — — 73, 0,25±0,02 1,08+0,07 1,60+0, 0,78±0,06 — 0,60 66, 4,45±0,27 0,25±0,02 6,26+0,45 1,19±0,08 66, 2001 — * Значение t-критерия Стьюдента по высоте саженцев: статистически достоверные отличия (Р = 0,01).

римента у отдельных видов наблюдаются определенные разли чия по ряду изученных признаков, но они оказались статистиче ски недостоверными.

Текущий и средний прирост у всех испытываемых на золоот вале лесообразующих пород за годы наблюдений стабильно уве личивался. Причем у сосны лишь в 1995 г. на контроле он был значительно выше, чем в опыте. В последующие годы текущий и средний прирост в опыте и контроле выравнивался, а к 2001 г.

в контроле этот показатель был уже существенно ниже, чем в опыте. У ели сибирской, напротив, на протяжении всего экспе римента текущий и средний прирост в контроле был существен но больше, чем в опыте, отличаясь от последнего в несколько раз. Лишь к 2001 г. эта разница снизилась до полутора раз. По казатель индекса санитарного состояния у хвойных в экспери менте был самым низким, особенно у ели сибирской в первые годы после посадки, но уже к 1997 г. оценивался как удовлетво рительный и у данного вида. У сосны обыкновенной индекс са нитарного состояния на уровне ослабленного фиксировался до 1995 г., т. е. в течение 2—3 лет после посадки. В дальнейшем он оставался вполне удовлетворительным и достаточно стабиль ным. Лишь в контроле по отмеченным выше причинам он замет но снизился. У лиственных пород (березы и тополя) индекс сани тарного состояния, как и у светлохвойных (сосны и лиственни цы), фиксировался на уровне ослабленного лишь первые два го да после посадки, оставаясь в дальнейшем достаточно высоким и стабильным.

Сосна обыкновенная ш- 4,00 -, ш ё з.оо | 2,00 о 1,00 § 0,00 со 1995 1996 1997 Ель сибирская ш- 2,50 п 22, 8. 1,50 & 1,оо 0,50 0, 1995 1996 1997 Береза повислая f 6 0 -,, S, ™ 20, 0, 1995 1996 1997 Береза пушистая ш' 6 0 п, 0) 4,00 2,00 §0, т 1997 1998 Рис. 4.5. Ход роста посадок лесообразующих видов на золоотвале № Рефтинской ГРЭС Один из основных показателей, характеризующих устойчи вость культурдендроценозов, — сохранность их отдельных ком понентов, определенный в 1995 г., а затем, спустя 6 лет — в 2001 г., свидетельствует о том, что у сосны за этот период он практиче ски не изменился. В то же время по ели, особенно в вариантах I и II, он существенно (в 2—3 раза) снизился, у лиственных, как и у сосны, также изменился очень мало, что указывает на стабиль ность данных видов в представленном культурдендроценозе.

Аналогичная картина наблюдается в отношении двух видов бе лых берез и, частично, тополя, у которого лишь во II варианте показатель сохранности заметно снизился.

Оценка показателей роста и состояния, проведенная в 2001 г., показала, что по совокупности исследуемых показателей у хвой ных лучшие показатели характерны для варианта, представлен ного полосами шириной 6 м и толщиной насыпного слоя почво грунта 40 см. Особенно благоприятными в данном случае оказа лись условия для ели сибирской, имеющей показатели сохранно сти 72,1 % и текущий прирост 32 см. Наличие дренажа из горной породы, аналогично оценке 1995 г., заметного эффекта не дает.

Однако в посадках берез, в частности березы пушистой, по боль шинству показателей в 2001 г. (в отличие от 1995 г.) лучшие ре зультаты, за исключением сохранности, получены в контроле, т. е. на сплошном насыпном почвогрунте слоем 0,8 м без дрена жа (см. табл. 4.22).

4.4.2. Состояние видов деревьев и кустарников на коллекционном участке золоотвала Больше половины испытываемых на коллекционном уча стке золоотвала РГРЭС видов древесных растений являются интродуцентами, в том числе такой пионерный вид, как обле пиха крушиновидная (Кожевников, 2001), успешно расселяю щаяся по территории золоотвала, включая откосы дамбы (табл. 4.23). Примечательно, что облепиха активно распрост раняется и произрастает непосредственно на зольном субстра те, чаще всего в виде отдельных групп. В коллекции облепиха представлена в виде мощных кустов, средняя высота которых составляет 2,55±0,1 м, а диаметр кроны выходит далеко за пре делы 2 метров.

Состояние облепихи оценивается высшим баллом. Жен ские экземпляры ежегодно обильно плодоносят, среди плодо носящих растений облепихи встречаются крупноплодные, что со ) ЧО !/•) CN CN « jJ- СО П Г юг с CN CN -: S «° 2 s Tj- CM —i i—i 1 •4 7\ ЧО Г rf "Н 01 00 СО -, =Э О 0\ 0,-,1 = «0 о ЧО CN •ч я ОО •* ЧО ОО 1-н СО CS о °о ^ц S '-^- W С 0° ^ о" 2 О Нmо —~ « о 1-н 1-н ю CN ч| _ _,_ о сч] ^ ГО ^н — ^н ^ О С-) CN ГО С 1 е fc к 0 С2 О О О С о о о о О О СЭ О (N О СО О W1 "О ГО ЧО ОС 0^ CN »-i ON о — Ш СЧ О S:

in с«1 т)- т!- го TJ ^- •st in • * сТ rt • ГО * го ^ 0 Г^ ОО ЧС -i U~i "i • * 01 1-1 О »—' *-г -t ". о g rt 5 о ?f~ N !— -^t ГО V *•* О\ ЧО СО с2 — 00 '- cs -н 1 • * -* CN 0 со со со со f1 ЧО 1О ГО ^t I ts со 1-ч _| _! ^ч —с rt -н (S 4 —i ГО -ч — С 0 С § с я 8 0С о о оо 0 0 СS 0 0 0С S ON i—i — О Г~ СО CS сч оо f •) ON 00 ЧО 0 Г-1 •sf S 5 ^н о-1 -ч ^н сЧ — CN -н *- es [Ч 1-1 С-4 ООО « ОО «О i—i °°, | 'Ч я§ чо" —i CS f-' t--' 5 СО 8 1 п i!

f—( •* о Ч | -1 о о" о" г ii °" г (0 А г- -. °\ \ Ч 11 чо" CN ГО § N CS « со f- in Ох ОО ЧО оо о\ ^- ^)- -. о г Е (X3 rN iri ЧО Tt •S О ЧО ОО ЧО Tf О з 5 CN рт1 Ё Tt СО •—* СО • * • * ^f CN -о ш ^ "т ж - t-~ ON CS in Г- ОО Г- ОО ЗО С— С 2 н оо о о 3 О —i —i О Э О С оо о о о с5 О О О О & * в (S ЧЭ ГО ЧО ГО О CN 1-н ЧО • * Э • С О 00 f * Оч ~ Г-- О\ со г-- ОО — С\ О:

I.

О *- ^н о s с3 0 -^ 0 ^н _о et Л О Ч ON CX3 ст\ оо о о\ С4 О ON Г- О Ov Tf оо сх3 О оОО-ОС) ЧО -н СО' — (N О ОО ЧО cs ГО СМ rf in о\ и гa cs cs -н ^н • ^ о1 ГО ГО ^* 1- -^ г RJ ON Ox ON g s О — ^t-,-н о in 2 ;

В 2 5ав О О О ^ч О Е 8 0 0 Э О С) О О О 0 С 0 0 ч OO Ж ЧО 1/1 ЧО in ^ч /-) о ГЛ Оч ^н СО О 1П ГО »^ О\ П Я5 —i •* *О ЧО СО 00 S •3- С- ЧО -* -* S -1 ГН ~- CN С CS CN С) II TTv4f,inp.niTnTTHHIf 1?ЯТ1ИНППИГТНМН II Дерен белый пестоолистный Боярышник Максимовича Облепиха крушиновидная Рябинник рябинолистный Ива шерстистопобеговая Черемуха виргинская Шиповник колючий И Шиповник собачий Груша уссурийская Клен приречный M я ьишня песчаная a Дерен белый I Вариант III Вариант II Вариант I позволяет вести индивидуальный отбор. В целом это весьма перспективный вид для рекультивации золоотвалов. Из других видов, имеющихся на коллекционном участке, в декоративном отношении представляет интерес дерен белый (форма пестро листная), отличающийся хорошим состоянием. Высший балл по оценке состояния в коллекциях имеет также боярышник Максимовича, выделяющийся темно-зеленой окраской листь ев, блестящей темной корой и симметричной формой кроны (см. табл. 4.23). Кроме того, среди интродуцентов обращает на себя внимание рябинник рябинолистный, выделяющийся мощ но разросшимися кустами и общим хорошим состоянием, а также вишня песчаная (Бессея), которая имеет небольшую вы соту и слабо разросшиеся кусты, но обычно обильно и ежегод но плодоносит, ее общее состояние вполне удовлетворитель ное. Несколько хуже общее состояние у пузыреплодника ка линолистного, но его кусты хорошо развиты, что свидетельст вует о перспективности его культуры в условиях золоотвала.

К числу перспективных для золоотвала следует отнести и гру шу уссурийскую, которая является весьма устойчивым видом в условиях Среднего Урала и имеет на коллекционном участке хорошие показатели роста и развития.

Меньший интерес для культуры на золоотвале, судя по оцен ке общего состояния, представляют шиповники и барбарис обыкновенный.

На коллекционном участке и за его пределами на золоот вале широко распространен местный вид — ракитник русский, который не требователен к условиям произрастания и может расти на почвах, бедных азотом, поскольку обладает бактери оризой. В междурядьях посадок деревьев и на луговых сообще ствах золоотвала ракитник представлен мощно развитыми раскидистыми кустами. Он обильно цветет и плодоносит. Бла годаря своей декоративности, зимостойкости, неприхотливос ти к условиям существования и почвомелиорирующим свойст вам ракитник русский является одним из наиболее перспектив ных видов для рекультивации золоотвалов. К числу таковых из местных древесных растений также могут быть отнесены ряд видов ивы, в частности шерстистопобеговая, прутовидная, трехтычинковая, пятитычинковая, чернеющая, козья, серая и другие. Об этом свидетельствуют показатели роста первой на экспериментальном участке и данные оценки самозарастания золоотвала древесными растениями (см. табл. 4.23).

4.4.3. Рост, состояние и сохранность (приживаемость) промышленных посадок сосны на золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС После этапа экспериментальных работ, продолжавшегося в течение 7 лет (1992—1998), в процессе которого в опытном и в опытно-производственном масштабе были произведены посад ки и посевы на площади около 34 га, с 1998 г. начался этап соб ственно производственных посадок и посевов, выполняемых в соответствии с проектом УралТЭП "Проект рекультивации зо лоотвала № 1 Рефтинской ГРЭС". Проект разрабатывался с учетом рекомендаций Института леса УрО РАН, основанием для которых стали результаты упомянутых эксперименталь ных работ.

Опытно-производственные и производственные посадки по данному проекту производятся Сухоложским лесхозом. Их крат кая характеристика приводится в табл. 4.24.

Проектом предусматриваются посадки крупными блоками, размером 500x50 м, вытянутыми в северном направлении и рас положенными в шахматном порядке с такими же по размеру блоками (полосами), занятыми луговыми сообществами (рис. 4. и 4.7). Высота блоков под посадками из насыпных почвогрунтов составляет 40—50 см, под посевами— 10—15 см. Общее количе ство посадочных мест в расчете на 1 га общей площади золоот вала составляет 2500—3000 шт./га. Для нормального обеспече ния посадок водой на золоотвале, а также для регулирования уровня воды в субстрате посадок и посевов используются канал и пруд. По проекту УралТЭП(а) в период с 1998 по 2001 гг.

механизированным способом, с помощью лесопосадочной ма Таблица 4. Характеристика опытно-производственных и производственных посадок сосны на золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС Возраст Ширина полос, посадочного нанесенных Год Площадь, га Способ посадки материала, на золу, м посадки лет Механизированная 1996 4, Ручная 2 19, Механизированная 2 30,7 Механизированная 4 27,3 Механизированная 48,0 2000 Механизированная 4 42 Итого Т а б л и ц а 4. Показатели роста, состояния и сохранности (приживаемости) производственных посадок сосны на золоотвалс № 1 РГРЭС (по данным оценки 2001 г.) Число Диаметр Текущий Индекс Сохран Пло- учетных Год посадки щадь, деревьев, Высота, м у корневой прирост, состояния, ность, шейки, см балл га см % шт.

48±1,0 1,04±0, 1,69+0,03 4,03±0, 1996 0,8 100 86, 4,10±0,13 44±1,0 1,10±0, 1,76±0, 3,2 79, 1996 1,18±0,06 2,74±0,13 33±3,0 2,84±0, 1996 ОД 100 73, 1,32±0,05 3,19+0,12 41+1,0 1,54+0, 1997 19,9 89, 0,63+0,03 1,72+0,07 26±6,0 1,84±0, 1998 30,7 150 64, 26±7,0 2,17±0, 0,76+0,03 2,11+0, 4,2 100 72, 2,16+0,11 24,3±1,3 2,14±0, 0,75+0, 1999 23,1 300 89, 2000 0,47±0,02 1,38±0,07 6,0±0,1 2,85+0, 20,0 150 73, 2000 2,11±0,07 22,0±0,1 2,44±0, 0,81 ±0,03 96, 28,0 0,47±0,02 1,30±0,05 8,5±0,1 2,01±0, 2001 10,0 100 91, 11,0±0,1 2,05+0, 0,48±0,02 1,42±0, 10,0 100 91, 7,0±0,0 2,36+0, 0,45±0,01 1,19±0, 2001 22,0 100 84, шины ЛМД-81, были произведены посадки сосны на площади 148 га. Для посадки с 1999 г. использовались саженцы сосны в возрасте 4 лет. В 1998 г. посадки производились 2-летними са женцами, выращенными в Курьинском питомнике Сухоложско го лесхоза. Первые механизированные посадки, произведенные в 1996 г. на полосах из насыпных почвогрунтов шириной 6 м, по казали, что данный метод создания культурдендроценозов до статочно эффективен в лесоводственном отношении, поскольку уже к 2000 г. они по своим характеристикам (степени смыкания в рядах, приросту, общему состоянию, густоте) вполне отвечали условиям, необходимым для перевода в лесопокрытую площадь.

К моменту инвентаризации в 2001 г. эти посадки имели хороший текущий и средний прирост и высокий балл по состоянию, а так же удовлетворительную сохранность (табл. 4.25).

Высаженная одновременно в порядке эксперимента на золу в межполосное пространство сосна уступает таковой, произраста ющей на полосах по всем изученным параметрам, но особенно по общему состоянию, средней высоте и диаметру корневой шейки. Раскопки корневой системы такой сосны показали, что она развита сравнительно слабо, сильно деформирована, "скуче на", что в дальнейшем может повлиять отрицательно на ее вет роустойчивость и другие свойства.

Высаженная в 1997 г. под меч Колесова в 6-метровые поло сы 2-летняя сосна в целом имеет неплохую сохранность (около 90 %), но отличается неравномерным ростом в пределах площа ди посадки и, соответственно, несколько пониженным показате лем индекса состояния (см. табл. 4.25).

Наименее удачными оказались посадки сосны в полосы ши риной 50 м, произведенные ранней весной 1998 г. 2-летними се янцами. В данном случае почвогрунты во время посадки были переувлажнены и недостаточно уплотнены, что не позволило в полной мере выдерживать технологию посадки.

В совокупности это прежде всего отрицательно сказалось на приживаемости и сохранности посадок, составляющей всего 64,3 %, общем состоянии, индекс которого оказался близким к 2 баллам, а также на показателях роста, хотя текущий прирост был на момент инвентаризации уже удовлетворительным.

С 1999 г. механизированные посадки сосны на золоотвале ста ли производиться только крупномерным и укрупненным посадоч ным материалом. При этом наблюдаются как положительные, так и некоторые отрицательные тенденции. К числу положитель ных прежде всего следует отнести большую устойчивость посадок из крупномерного материала при наличии травянистой раститель ности, особенно вьющихся, например мышиного горошка и дру гих. К отрицательным тенденциям, особенно в неблагоприятные по погодным условиям годы, относятся низкая приживаемость и сохранность, падающие иногда до 72,5 % (1999 г., площадь 4,2 га).


На отдельных участках (посадки 2000 г., площадь 20 га) слабая приживаемость (сохранность), составляющая 73 %, сопровожда ется значительным снижением прироста (среднего и текущего) и ухудшением общего состояния, индекс которого падает до 2, балла (см. табл. 4.25). В то же время невысокие показатели поса док данного года могли быть следствием низкого качества части посадочного материала, поскольку на другом участке посадок 2000 г. на площади 28,0 га показатели роста, индекс состояния и сохранность явно выше, чем на предыдущем.

Наконец, самые молодые посадки, произведенные в 2001 г., имеют удовлетворительные показатели приживаемости, но те кущий прирост и индекс их состояния сравнительно низкие, если учесть, что высаженные на площади саженцы имели к моменту инвентаризации пятилетний биологический возраст.

Таким образом, 5-летний опыт производственных посадок на золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС свидетельствует о том, что выбранное сельскохозяйственно-лесное направление и методы его реализации, основывающиеся на широком использовании техники на всех этапах рекультивационных работ, дают положи тельный эффект и могут быть использованы в дальнейшем. Од нако в целях повышения устойчивости создаваемых при этом культурдендроценозов в лесопатологическом и противопожар ном отношениях, необходимо вводить в их состав лиственные породы, например, березу, ольху, а для улучшения плодородия субстрата следует использовать в посадках ряд видов кустарни ков, включая такие широко распространенные виды как акацию желтую и другие.

4.4.4. Содержание хлорофилла в хвое сосны обыкновенной, произрастающей на золоотвале Как известно, хлорофиллу принадлежит определяющая роль в синтезе и накоплении органического вещества в растениях, т. е. он имеет важное значение для продуктивности растений, в этой связи показатели содержания хлорофилла, его отдельных составляющих и их соотношение могут использоваться для про гнозирования перспективы роста и сохранности посевов в небла гоприятных условиях техногенного загрязнения воздуха и почв, в том числе зольного субстрата.

Для изучения содержания хлорофилла в хвое и листьях лесо образующих видов в июле и августе 1995 г. в посадках 1992 и 1993 гг. были взяты образцы (с десяти деревьев на каждом вари анте) сосны обыкновенной, березы повислой и березы пушис той, а также тополя бальзамического (Евстюгин и др., 1996). Для анализа у сосны брали хвою первого и второго годов жизни. Со держание пигментов определялось на спектрофотометре СФ- по методике Годнева (1952).

Результаты исследования содержания хлорофилла в хвое и листьях древесных растений на золоотвале (табл. 4.26 и 4.27) по казали, что достоверные различия между опытом и контролем, в качестве которого взяты одновозрастные посадки на выруб ках, не обнаружены. Разница в возрасте посадок хвойных (1 год) также не отразилась на содержании хлорофилла. Сезонная дина мика содержания хлорофилла выражена только в хвое второго года жизни — снижение показателя в августе по сравнению с июнем. Аналогичная картина наблюдается и у тополя бальзами ческого. В то же время у белых берез, отличающихся более вы соким содержанием хлорофилла в листьях, чем у тополей и со ts 1П т—1 ^- Г-Ч Г-- •— 1П 1П S S330 0 s ss О0 О 0 0 •' * т! т! ™Н т! "Т1 ~Г1 T| т!

03 OS 1П OO OO ЧО in o en CN m i/"l *О *^J* д- oo oo r- r- о OS OS ОО ОО oo о oo оо о 0ооо oоооо оо о 0 0 о a I ft В ag H en -3- Ш • 8 8 8.g * vn so in •^- vn Ш 1 S 0 О0 о о о 0 О0О С. 1П in О •*!• oo oo ?J? in со со oo о\i § r- ^H r-l г 1 О О OS О t —. о -г S CS О — S S _ О — о о 0- о (N н ^~* rt.л X u u Г~- QQ \Q Г1"" СО ГО § 3В S 23 ооо S ?i S en ^ ?i 11 en en in en — 0 0 OS — О vo os ш en с-- 'Ч OS OS OS II t-Ч • 1 • 1 о" о" — О ОО 2 ь. С о~й О," 3 -н en ш еп ем en • ts (N en т(" * *d" •—' •—i ООООо ооо оооооо в 4. ^э ^эi ^э ^э TJ i ji Ti Т1 TI Т1 Т Ш 1 1П Г- OO ОО 1-н ШО О О OS ОО ОО 00 oo ^ ОО t— О cs О 00 С— ^ о о о о" о' о" о" О О ооооо I „ l in in in en 1 8-g S 3 3 8 S 8 ВS о о о о S S 5^ ЗЁ C г~ г~- г— Г— О Os ^н en ОО ОО 00 Г~ г- О oo ОО Г— fN \о чо •t vo en o CS 00 О s О *-" О «I ооооооооо оооооо l| I X u |;

»—Н f^ ^" \o \о 3 2 g ш ^- о о о оо S 00 ооо a i ия vo ОО ОО Р» г— en ОО OS in ОО О • О OS OS S OS OS III m s оо 000 0 0О 0 0О С ло о ч ч g.S а S о |« я a 1" и a g "-• Н 3 р & -о Хлорофилл а Хлорофилл b Хлорофилл а ч Хлорофилл Показатель 1 Ot «Q и а +Ь §•»

м о о ^~ VO СО о VO •—1 *!}• S§S ооо О О О.1.1 II Tj се m Г- ON. -H sis 00 t~ Г- S2S ' 3* С- О 000 0 0О ооо ооо Ч VO I Тополь бал Н —i o, CO VO o, о О, О.

СО г~ •* S g ja o, SS U Sf Sf Si* i OO OO VO Z %2 ^* со со 3 1—t I— 1—1 »—1 г—1 »—1 -ч о -ч ооо s~J »o vo ^t CM со •* ю г-i Г- О О\ VO О -ч _i « О СМ -н -н g S О ОО — ii gB ^Э ^5 ^Э ^D о ооо 11 II 11 [1 II II II Jl TI TI TI Tr +J +1 +1 +J S § SJ m U"l CS ON OV О CM 00 CO ^н Г— Г- О ON ir СО o) CM •* со § Ч ** -ч ^н CN I-H -ч 0 CM СМ ^н cS CN 0 00.

Оi »— Ul ^ T)" »— CS о о —i *^t 0 CO CO 0 CS Г- о ^ g S 00 О О г-ч t-ч S+i 2* и T[ Tj Ti Т] Jj TI J| jT| Tj Tl о cs r со ^э ^э ^s ^э TI TI TI Tl Tl Tl ГЧ CM см оо о Г— CO ON CO n см oo IS IS VO CO VO ON СЛ Г^ Ч СП О W f-H r—1 f—1 f—H 0 0 ОО s ** •ч СЧ CS CO S S S — CM CO — •-" V~l CO ON О 2 И ЯU il Tl II Tl Tl Tl 00 Tl Tl 4Jf DC ! OO CO OO CM CO Л CM CO CM CO IT) VO OO OO VO CN CO VO ii W ^ч CO -ч VO -4 CM -ч CS M « 0 0 0 О CM О CM CM CN CO CM о Яви я 1 - _ _ _ о oo n •* CM CO t— I~ t~- о о о о Ч «oj OO •—1 -4 ON S S S -H CM CM О ш $} S S i S S 1 S О\ OS in VO ~ч оо о\ r~ VO CO VO IO ^ч ON ti CO CM CM CO -ч — « CM о о о CS — -ч CS -ч О -H о si вi ч °S 1 ! 1i SS 1* -- нs к 1 1s о a\ 1S # с -о Хлорофилл а Хлорофилл b Хлорофилл и а +Ь i II о о, i о t Iе сны, к концу вегетационного периода оно повышается. В свою очередь у видов берез также отмечается некоторое различие по содержанию хлорофилла, например у более светолюбивой бере зы повислой, данный показатель выше, чем у березы пушистой.

Исследования содержания пигментов в хвое и листьях лесо образующих видов, культивируемых на золоотвале РГРЭС, про долженные в течение лета 1996, 1997 и 1998 гг. подтвердили от сутствие соответствующих достоверных различий между вари антами в эксперименте у изучавшихся видов (Внуков, 1997). Од новременно, также показано, что для хлорофиллов a, b и каро тиноидов в 2-летней хвое концентрация пигментов возрастает с июня по июль, а затем снижается к концу лета, что соответству ет полученным в 1995 г. результатам и имеющимся в литературе данным для лесных культур сосны (Завьялова, Лильбок, 1981).

Таким образом, результаты выполненного исследования сви детельствуют о том, что на первом этапе роста в условиях золо отвала посадки сосны, березы и тополя, имея удовлетворитель ные показатели по морфологическим признакам, не уступают одновозрастным лесным культурам на вырубках и по некото рым физиологическим свойствам, в частности по содержанию пигментов. Следовательно существует реальная перспектива их успешного роста и развития на следующих возрастных этапах.

4.5. Анализ состояния экспериментальных посевов культурных трав Зола каменных и бурых углей, слагающая золоотвалы, представляет собой специфический минеральный субстрат, фи зико-химические и микробиологические свойства которого су щественно отличаются от почвы (Rees, Sidrak,1956;

Сигалов, Маликов, 1959;

Тарчевский, 19646;

Пасынкова, 1974;

и др.).

Крайне неблагоприятные свойства зольного субстрата (высокая щелочность, низкое содержание элементов питания, высокое содержание токсичных металлов, слабая водоудерживающая способность) оказывают негативное влияние на растительные организмы.

Произрастающие на золе растения имеют небольшую био массу, малоолиственны и не проявляют большой побегообразо вательной способности (Беспрозвана, 1964а, в;

Хамидулина, 1964а, б;

Власова, 1964а, б;

Пикалова, 1970а, б;

Серая, Шубин, 1976;

Трубина и др., 1997). При выращивании растений на золе происходит торможение роста в длину главного стержневого корня растения, снижение числа образуемых боковых корней и общей массы корней (Беспрозвана, 1970а, б). Недостаток эле ментов питания и соответствующее снижение ростовых процес сов вызывает уменьшение количества структурных элементов колоса у некоторых злаков (Главацкая, 1970;

Зуева, 1970), сни жение степени развития и фертильности цветков, дегенерацию микроспор (Зуева, 1970), что уменьшает семенную продуктив ность растений. Отмирание и выпадение из посевов многолетних растений, растущих на золе, начинается раньше (на 3—4-й год), чем гибель этих растений в нормальных почвенных условиях, наблюдается замедленное прохождение фаз развития в первый и второй годы жизни (Тарчевский, 1964а, в).

К настоящему времени накоплен большой опыт по рекульти вации и консервации золоотвалов. Первоначальные предложе ния некоторых авторов (Thomson, 1958) о необходимости нанесе ния на золоотвалы 60 см подпочвы и 30 см почвы с внесением удобрений были явно экономически невыгодны. Поэтому в ос нове дальнейших разработок методов рекультивации прослежи вается тенденция к использованию небольшого слоя почвенного или торфяного покрытия (2—3 см), применению различных от ходов и выявлению наиболее устойчивого ассортимента видов растений, пригодных для выращивания на "чистой" золе или на золе с минимальным внесением различных добавок (Сигалов, Маликов, 1959;

Опыт закрытия..., 1962;

Тарчевский, 1964а, в;

Беспрозвана, 19646;

Хамидулина, 1964а, б, 19706, в;

Власова, 1964а, б;

Чибрик,1970;

Чекасина и др., 1988;

Прозорова, 1988, 1996;

и др.).

Особый интерес представляют работы по рекультивации зо лоотвалов и их залужению без внесения плодородного слоя. Ме тод орошения золоотвалов сточными водами, разработанный в лаборатории промышленной ботаники Уральского государст венного университета им. A.M. Горького, не уступает по эффек тивности другим методам с применением нанесения плодородно го слоя и внесения минеральных удобрений и способствует внед рению древесных видов, в частности ив (Тарчевский, 1964а, в, Хамидулина, 1970в;


Чибрик, 1970). Нанесение почвогрунтов спо собствует не только закреплению поверхности, но и ускоренным темпам самозарастания золоотвалов. Так, нанесение на золоот вал Верхне-Тагильской ГРЭС полос глинистого грунта способст вовало формированию на них в течение нескольких лет лесных фитоценозов с участием берез, осин, ив и сосны, тогда как на "чистой" золе древесная растительность отсутствует, а травяни стая растительность значительно изрежена (см. гл. 3). На Ниж не-Туринском золоотвале число видов на участке с нанесенным слоем почвы за три года увеличилось с 19 до 60, а на "чистой" зо ле число видов за 5 лет возросло с 5 до 6 (Тарчевский, 1964а, в).

Имеется опыт по рекультивации золоотвалов с помощью би ологических препаратов: азотовита, бактофосфина, ризовина, обогащающих золоотвалы азотом и фосфором, биологических активаторов роста растений, активаторов почвенной микрофло ры, способствующих росту травосмесей (Чекасина и др., 1990).

Т. А. Прозорова (1988, 1996) предлагает объединить методы биологической рекультивации с оперативным пылеподавлени ем: посев проводится с последующим или одновременным нане сением на поверхность золоотвала полимерной пленки, состоя щей из лигносульфоната, полиакриламида и других соединений.

Указанные компоненты смеси сравнительно дешевы и создают питательную среду для растений.

В процессе подбора ассортимента видов растений, пригод ных для выращивания на зольном субстрате, испытывалось ог ромное число растений. В частности, на промышленных отвалах Урала были испытаны семена 297 видов, относящихся к 80 ро дам 22 семейств. Испытания показали, что лучшие показатели дали семена местных районированных сортов. Посевы бобовых способствуют более быстрому заселению золоотвала другими видами, чем посевы злаков, что свидетельствует о более быст ром улучшении свойств субстрата под ними (Тарчевский, 1964а).

Среди бобовых наиболее пригодны для посевов люцерна синеги бридная, клевер красный и донник белый. Среди злаков — кост рец безостый, овсяница луговая и красная, регнерия омская, пы рей бескорневищный, ползучий, сизый и гребенчатый и некото рые другие (Беспрозвана, 19646;

Хамидулина, 1964а, б;

Власова, 1964а, б).

Изучение особенностей роста и развития растений на камен ноугольной золе имеет огромное прикладное значение для био рекультивации нарушенных земель и, кроме того, представляет значительный интерес в связи с разработкой общей теории адап тациогенеза растений к новым экологическим факторам техно генного происхождения.

Известно, что адаптация живых организмов к специфичес ким факторам окружающей среды может осуществляться на различных уровнях организации биологических систем. Счита ется также, что чувствительность механизмов адаптации, как и соответствующих способов управления, к изменениям в окружа ющей среде тем ниже, чем к более высокому уровню структур ной иерархии эти механизмы относятся (Лекявичус, 1986). Дру гими словами, при изменении средовых условий для возникнове ния адаптации на уровне сообществ и популяций требуются бо лее продолжительные временные отрезки, чем для появления приспособлений на уровне организма. Изучение травянистых растений в экспериментальных посевах в техногенных экотопах представляет не только значительный практический, но и теоре тический интерес, так как позволяет проследить приспособи тельные реакции растений на различных уровнях организации с начальных этапов.

С целью совершенствования методов закрепления поверх ности золоотвалов Рефтинской ГРЭС и решения актуальной задачи перехода от сравнительно затратного в условиях золо отвала чисто лесохозяйственного направления рекультивации к более экономичному комбинированному сельскохозяйствен но-лесному в 1996 г. (Разработка экономичных..., 1998)были заложены новые опытные делянки (эксперимент 1). На этих делянках производился посев трех видов травянистых много летних растений: в чистом виде — овсяницы луговой, в траво смеси — клевера гибридного и костреца безостого. Общая площадь посева составила 1 га и представлена в восьми вари антах в трехкратной повторности: 1 — "чистая" зола (кон троль), 2 — зола+компост, 3 — зола + NPK, 4 — зола + почво грунт, 5 — зола + почвогрунт + компост, 6 — зола + почвог рунт + NPK, 7 — зола + верхний слой гумусового горизонта почв (перегной), 8 — зола + почвогрунт + перегной (рис. 4.8).

Посев производился вручную, разбросным способом из расче та: клевер — 50 кг/га, овсяница луговая — 65 кг/га, кострец бе зостый — 25 кг/га. Заделка семян производилась бороновани ем. Внесение удобрений (NPK) производилось из расчета 100 кг/га действующего начала, почвогрунта 400 м3/га, пере гноя 200 м /га. Компост практически не выносился, поэтому вариант 2 сходен по условиям с 1-м вариантом, а вариант 4 — с 5-м вариантом. В 8-м варианте перегной был внесен только на 1/3 части делянок, поэтому опыт вариантов в большей сте пени соответствует 4- и 5-му вариантам. В первых шести вари h ВАРИАНТЫ 1 2 ' 3 5 6 OB :яницу\ЛУГО ЗАЯ s о кOCTPELl+КЛЕВ ЕР г 11ПЛЛ fe л Рис. 4.8. Фрагмент схемы (одна повторность) экспериментальных посевов трав 1996 г. на золоотвале РГРЭС антах посев произведен 5 июня 1996 г, на двух последних — 19 июня.

Оценка состояния посевов проводилась в первой половине августа 1996 и 1997 гг. и выполнялась по следующей схеме:

• проведение геоботанического описания по общепринятой методике, с указанием покрытия, обилия видов, в том числе и сорных по шкале Друде, стадий развития и жизненности видов;

• проведение ценопопуляционного анализа культурных трав, включающего определение общей биомассы (надземной и под земной) и плотности произрастания особей на единице площади, возрастной и пространственной структуры ценопопуляций, мощ ности развития (виталитета) особей.

Для проведения ценопопуляционного анализа во всех вариан тах опыта на каждой делянке в трехкратной повторности с пло щадок 20x20 см откапывались все растения, плотность произра стания оценивалась по числу особей на единицу площади. Над земная и подземная части растений взвешивались в воздушно-су хом состоянии, отнесение растений к определенному онтогене тическому состоянию осуществлялось на основании методичес ких разработок Московского пединститута (Диагнозы и клю чи..., 1980). Морфологический анализ включал определение та ких показателей, как число ортотропных и плагиотропных побе гов в зоне кущения, число листьев, высота растения, длина кор ней на 20 особях, взятых случайным образом из всех выкопан ных с площади 20x20 см растений. Обработка материала осуще ствлялась с помощью стандартных статистических процедур.

Для продолжения выполнения задач, поставленных в экспери менте 1996 г., в более широком плане в 1997 г. были заложены три опытных участка площадью: 1-й — 5395 м2, 2-й — 10 800 м2 и 3-й — 200 м2 (Разработка..., 1999). Первый и третий участки представляют собой площади с "чистой" золой. На втором уча стке предварительно был нанесен слой почвогрунта толщиной 10 см. В новом эксперименте решалась задача оценки эффектив ности использования в качестве органического удобрения птичь его помета, производимого на местной птицефабрике "Рефтин ской". С этой целью на всех участках произведен посев трех ви дов травянистых многолетних растений: в чистом виде — овся ницы луговой, в травосмеси — донника и костреца безостого. На первом и втором участках посев проведен в шести вариантах в трехкратной повторности: 1 — без удобрений (контроль), 2 — 0,1 кг/м2 птичьего помета, 3 — 0,5 кг/м2, 4 — 2 кг/м2, 5 — кг/м2, 6 — 10 кг/м2 (рис. 4.9). Третий участок представляет собой смесь "чистой" золы с птичьим пометом, внесенным в золу из расчета 20 кг/м2. Для удобства этот вариант рассматривается в тексте как 7-й вариант для первого участка на золе. Для опреде ления оптимальных сроков посева при внесении разных доз пти чьего помета предусмотрены опыты с различными сроками по сева культурных трав: 1-й — весенний (май 1997 г.), 2-й — лет ний (конец июля 1997 г.), 3-й — весенний (май 1998 г.). В 1998 г.

эксперимент дополнен — был заложен новый опытный участок с дозой внесения птичьего помета 50 кг/м2 и посеяны шесть ви дов культурных трав — овсяница луговая, кострец безостый, ти мофеевка луговая, клевер гибридный, донник желтый, люцерна (рис. 4.10). Рекомендуемые максимальные дозы птичьего поме та в качестве удобрения составляют 0,2—0,3 кг/м2 (Петухов, Прокошев, 1964;

Руководство..., 1990). Учитывая, что данные дозы предусмотрены для внесения в почвы, а агрохимические и водно-физические свойства золы резко отличаются от почвен ных, для испытания использованы более высокие дозы удобре ний. Посев семян в эксперименте 1998 г. производили также вручную, разбросным способом из расчета: овсяница луговая — 150, кострец безостый — 120 кг/га, донник — 20 кг/га, клевер — 35 кг/га, тимофеевка — 40 кг/га. Перед посевом после внесения удобрений участки были обработаны легкой фрезой на глубину до 10 см, что позволило более равномерно распределить удобре k 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант 6 вариант ' Uс и и' u г Knet ер+ косгnpei »Уicmijam зола г^ оо OO ON ON ^ ON Оч ON Я' §ч с с_ U u tJ u u с t;

*~| "— —i -^ *]ni — 5 3 «§ ON оо t^ ON 00 г^- ON OO g- )S J53 IS ON j^ "S, t= 'S Л cn^ i И 'Я Я ч 'Я 1 9 15 g s S !

1 1 | S33иаs сл CO Ш Й ш ^ ^ (-зол a с вся tUffl '. cv icml •jam- с 1с ёКёС с Ч 54 м »

1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант 6 вариант Клевер+кострец, субстрат зола+грунт s о Овсяница, субстрат+зола+грунт Ърун -60м В L 7 вариант Рис. 4.9. Фрагменты схем (одна u u u повторность) эксперименталь OO ных посевов трав на золоотва i i ле Рефтинской ГРЭС, 1997 г.:

Э А — "чистая" зола + куриный ч Овся ница лу овая Кос рец+до гаик 1 помет (участок 1);

Б • зола + почвогрунт + кури — ный помет (участок 2);

1 В — зола + куриный помет (участок 3) UU M " о в со з S-.

U СО (X f-l я о а о вс ч со са н о о ч о со СО Ж оо m о а § л I I S a.

с о m со CL) X О о ние в данном слое. Заделка семян произведена боронованием.

На участке, заложенном в 1998 г., заделка птичьего помета про изводилась плугом с последующим боронованием тяжелой боро ной и выравниванием катком.

Визуальная оценка состояния посевов производилась регу лярно в течение всего вегетационного периода в 1997—1999 гг., окончательная — в первой половине августа. При визуальной оценке описывали состояние посевов по общепринятой методи ке, с указанием покрытия, фазы развития видов. Окончательная оценка и ценопопуляционный анализ посевов проводились ана логично эксперименту 1996 г.

Для оценки влияния условий выращивания на интенсивность ростовых и органо-образовательных процессов в выборках, сде ланных из ценопопуляций испытываемых видов, проведено оп ределение таких показателей, как количество побегов, количе ство листьев, высота особи, длина корня и отношение "высота особи/длина корня". Общий объем выборки в 1-м эксперименте для овсяницы составил 1215 особей, для костреца — 976, для клевера — 978 особей. Во 2-м эксперименте общий объем вы борки для овсяницы составил 3098 особей, для костреца — 1485, для донника — 1070 особей. При обработке данных использова лись стандартные статистические процедуры, дисперсионный, кластерный и дискриминантный анализы. Для оценки значимос ти различий между вариантами опыта применялись U-тест Манн-Уитни и метод множественных сравнений Шеффе. При анализе данных использовался пакет прикладных программ Statistica.

4.5.1. Характер размещения и плотность произрастания особей Известно, что один из наиболее существенных признаков це нопопуляций как надорганизменной системы — это числен ность, которая может подвергаться значительной пространст венно-временной изменчивости (Ценопопуляций растений, 1977). Это замечание можно отнести не только к естественным дикорастущим видам, но и к культивируемым. Плотность попу ляции или число особей на единицу площади — один из важней ших экологических показателей. По средней плотности популя ции можно судить о степени благоприятствования ее местооби тания.

Экспериментальные посевы культурных трав первого года жизни в эксперименте 1 характеризуются крайне неравномер ным размещением особей в пределах делянок. В вариантах без нанесения почвенного слоя проективное покрытие невелико: в вариантах 1 и 2 для испытываемой травосмеси и овсяницы луго вой покрытие в среднем составляет 3—5 % и колеблется от 0 до 10 %, в 3 — в среднем 9,5 %, диапазон — от 0 до 60 %. Большая часть проросших особей пожелтела и погибла. В вариантах с на несением почвогрунта размещение особей также неравномерно, но проективное покрытие выше и составляет в среднем для ов сяницы в варианте 4—15 % (от 1 до 30 %);

5 — 15 % (0,5—40 %);

6 — около 30 % (0—60 %);

7 — (самое высокое покрытие и рав номерное распределение) — 60 % (55—69 %);

8 — 30 %, диапа зон — 15—30 %. Для смеси костреца и клевера проективное по крытие в вариантах 4 и 5 с нанесением почвогрунта в среднем со ставляет 40 % и меняется от 0 до 90 %;

в 6-м варианте — 48,5 % (25—75 %);

в 7- и 8-м вариантах распределение растений более равномерное и проективное покрытие составляет 80 и 70 % со ответственно. Во всех вариантах проективное покрытие костре ца составляет лишь 5—7 %.

Неравномерность размещения особей в экспериментальных посевах в большинстве случаев связана с разновременностью про растания семян, их неравномерным распределением во время по сева. В вариантах с "чистой" золой дополнительный вклад в не равномерность размещения растений вносят подвижность золы и выдувание высеянных семян ветром, что подтверждается более высокими коэффициентами вариации плотности произрастания особей в пределах пробных площадок в вариантах без почвогрун та (табл. 4.28). Кроме того, в травосмеси костреца с клевером в первых 3 вариантах присутствует овсяница, семена которой были, по всей вероятности, занесены с соседних вариантов.

В изменении средних значений показателя плотности костре ца и клевера на опытных делянках отсутствует какая-либо тен денция и следует отметить более низкую плотность произраста ния особей костреца практически во всех вариантах опыта, что может быть связано с некоторым ингибирующим действием клевера. Для овсяницы характерны более низкие значения плот ности в 3- и 5-м вариантах опыта, что связано с упомянутыми вы ше факторами, вызывающими неравномерность в размещении особей. По этим же причинам также существенно затруднена сравнительная оценка показателей плотности в одновидовом по севе и травосмеси — в одних случаях плотность выше в моно культуре, в других — в травосмеси (рис. 4.11).

Т а б л и ц а 4. Плотность особей (шт./м ) в ценопопуляциях культурных трав 1- и 2-го года жизни в экспериментальных посевах на Рефтинской ГРЭС.

Эксперимент Кострец Овсяница Клевер Вариант Показатель опыта 1996г. 1997 г. 1997 г.

1997 г. 1996 г. 1996 г.

1614,0 242,5 477, 232, 1 X 441,3 182, тх 216,0 95,5 96,8 33,3 60, 82, CV, % 116,4 96, 51,3 77,9 100, 106, 1341, 2 X 140,0 180,5 145,0 127,8 67, 27, 40,0 37,5 35,5 92,5 29, тх CV, % 81,1 123, 35,8 45,9 192,5 103, 1017,5 305,5 340,0 539,0 25, 3 X 991, 257, 306,5 63,0 117,5 150,5 15, тх CV, % 173, 41,3 98, 95,8 75,9 103, 579,3 624, 642, 4 152, X 616,8 132, 147,5 124,8 165,0 60, 109,8 90, т* 203, CV, % 116, 69,5 58,5 73, 53, 754,3 220,8 232,5 157, 5 315,0 341, X 55, тх 97,5 79,0 115,0 58, 71, 108,4 105, CV, % 27,8 93,0 149,3 53, 275, 858,5 300,0 762, 6 421,0 190, X 42,0 110, тх 83,3 87,5 72,5 145, 35,5 115,2 57,4 119, CV, % 25,8 86, 258,5 1133,5 225, 1529,3 790, 7 X 160, 300,0 28,3 157,5 70, тх 171,0 40, 94, CV, % 113,7 34,8 42, 34,5 73, 272, 1252,5 466, 1908,5 257, 100, 8 X 462,5 135, 9,0 90,0 45, тх 107, 148, 110,8 28,8 33, CV, % 18,7 103, Примечание. Здесь и далее: X — среднее значение, т, — ошибка среднего, СV, % — коэф фициент вариации.

К концу второго вегетационного сезона плотность особей уменьшилась практически во всех вариантах опыта (см. табл.

4.28). В ряде случаев плотность осталась на одном уровне (овся ница в 3- и 4-м вариантах, кострец во 2-, 3- и 5-м вариантах) или возросла (кострец в 8-м варианте), что, вероятно, связано с про растанием оставшихся с посева 1996 г. семян. Уменьшение плот ности произрастания особей произошло из-за элиминации слабо 1500 — 1000 — 500 — 3 4 5 6 7 Варианты опыта |Ровсяница •травосмесь | Рис. 4.11. Плотность особей в травосмеси и моновидовом посеве на золоот вале Рефтинской ГРЭС, (данные 1996 г.). По оси ординат — плотность, ШТ./М2. Эксперимент / Почвогрунт 1998г.

/ Почвогрунт 1997 г.

Зола 1998 г.

0.1 / Зопа 1997 г.

Рис. 4.12. Показатели плотности в первый вегетационный период в цено популяциях овсяницы в посевах 1997 и 1988 гг. на золе и почвогрунте. По оси абсцисс — дозы удобрения, кг/ м2, по оси ординат — плотность, шт./м2.

Эксперимент развитых особей в результате ингибирующего влияния более мощных особей, а в вариантах на "чистой" золе — и из-за небла гоприятных свойств субстрата. Например, плотность в 1- и 2-м вариантах у овсяницы снизилась в 6,7 и 9,6 раз, тогда как в 7- и 8-м вариантах (близкие значения плотности) — только в 1,5—1, раза соответственно.

Неравномерность размещения особей в пределах площади возросла, особенно в вариантах без почвогрунта, о чем свиде тельствует значительное повышение коэффициентов вариации показателей плотности в ценопопуляциях испытываемых видов (см. табл. 4.28).

Экспериментальные посевы культурных трав 1-го года жиз ни в эксперименте 2 также характеризуются крайне неравномер ным размещением особей в пределах делянок. Проективное по крытие в пределах участков варьирует от 0 до 90 %. Неравно мерность размещения особей по участкам подтверждается очень высоким варьированием значений плотности произрастания осо бей в пределах пробных площадок (табл. 4.29). В ценопопуляци ях овсяницы в первый вегетационный период (посевы на золе весной 1997 г.) в изменении показателя плотности произраста ния особей отсутствует четко выраженная тенденция. При сме щении срока посева на год после внесения удобрения плотность произрастания существенно снижается, исключение составляет вариант с дозой 20 кг, имеющий самые высокие значения пока зателя (рис. 4.12). Данное обстоятельство может быть связано со значительным вымыванием элементов питания за год. Положи тельное влияние использования почвогрунтов прослеживается только в вариантах опыта с низкими дозами удобрений.

В ценопопуляциях костреца максимальные значения показа теля в первый вегетационный период приходятся на дозы 0,1— 0,5 кг (рис. 4.13). Влияние использования почвогрунтов и смеще ния срока посева не прослеживается. Для ценопопуляций донни ка самые высокие значения показателя чаще всего также прихо дятся на варианты с низкими дозами (рис. 4.14). Исключение со ставляет вариант с дозой 20 кг. В целом сравнительная оценка плотности по данным первого вегетационного периода сущест венно затруднена из-за высокого варьирования значений.

В эксперименте с внесением высоких доз птичьего помета (50 кг на 1 м ) испытываемые виды в 1-й год жизни по показа телям плотности разделились на две группы (рис. 4.15). В пер вую вошли представители семейства бобовых, для них харак Т а б л и ц а 4. Лимиты плотности (шт./м ) в посевах на золоотвале Рефтинской ГРЭС.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 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.