Структура и динамика растительного покрова экотонов природно-технических водоемов среднего поволжья



страница1/6
Дата23.04.2016
Размер0.99 Mb.
ТипАвтореферат
  1   2   3   4   5   6



На правах рукописи

СОЛОВЬЕВА ВЕРА ВАЛЕНТИНОВНА

СТРУКТУРА И ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА

ЭКОТОНОВ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ВОДОЕМОВ

СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Специальность 03.00.16 – экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук


Тольятти – 2008

Работа выполнена на кафедре ботаники ГОУ ВПО «Самарский государственный педагогический университет» (г. Самара) и в лаборатории мониторинга биоразнообразия Института экологии Волжского бассейна РАН (г. Тольятти)


НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ: член-корреспондент РАН, доктор

биологических наук, профессор



Розенберг Геннадий Самуилович
ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: член-корреспондент РАН, доктор

биологических наук, профессор



Жиров Владимир Константинович;
доктор биологических наук, профессор

Распопов Игорь Михайлович;
доктор биологических наук, профессор

Матвеев Николай Михайлович
ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Институт биологии внутренних вод

им. И.Д. Папанина РАН

Защита состоится 22 апреля 2008 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 002.251.01 при Институте экологии Волжского бассейна РАН по адресу: 445003, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Комзина, 10. Тел./факс (848-2) 48-95-04, e-mail: ievbras2005@mail.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии Волжского бассейна РАН, с авторефератом – в сети Интернет по адресу: http://vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «_____» марта 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук А.Л. МаленевОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В России к концу XX века объем воды, запасаемой в водохранилищах, возрос в 45 раз, что привело к нарушению экологического равновесия на площади более 700 тыс. км2 (Оценка влияния изменения режима вод суши…, 2005). Интенсивное антропогенное воздействие на гидросферу вызвало дестабилизацию аквальных экосистем и прилегающих к ним территорий. Процессы взаимодействия водной и наземной среды форми­руют экотонную зону, размеры которой зависят от свойств грунтов, гидрологического и гидрогеологического режимов суши, особенностей состава и динамики биокомплексов. Одной из важнейших характеристик переходных территорий оказывается повышенная флуктуация и неустойчивость параметров абиотической среды, которые еще не достаточно изучены.

Научный интерес представляет выявление структурных и функциональных особенностей прибрежных экотонов, обусловленных адаптивными свойствами компонентов биоты к различным условиям водного режима. Познание закономерностей развития экотонных экосистем природно-технических водоемов актуально в связи с экологическими проблемами речных бассейнов, нарушением естественного режима, качества вод и сокращением биоразнообразия.



Цель исследований: изучение структуры и динамики растительного покрова экотонных экосистем природно-технических водоемов, выявление механизмов происходящих изменений и прогнозирование возможных путей их развития.

В задачи работы входило: 1) разработать принципы изучения экотонных экосистем; 2) дать теоретическое обоснование структурно-функциональной модели прибрежно-водного экотона; 3) оценить современное состояние и динамику растительного покрова экотонов искусственных водоемов в условиях лесостепного и степного Поволжья; 4) охарактеризовать основные ландшафтообразующие факторы экосистем и их изменчивость при антропогенном воздействии; 5) представить прогностическую модель стратегий развития природно-технических водоемов.

Научная новизна. Впервые в историческом аспекте приводится обзор развития понятия «экотон», обсуждается широкий спектр использования термина в различных областях знаний: фитоценологии, биогеографии, ландшафтоведении, гидробиологии и общей экологии. Рассмотрены правомерность выделения экотональной экологии, ее задачи и место в системе фундаментальных наук. Разработаны методологические принципы изучения экотонов. Дано научное обоснование структурно-функциональной модели экотонной экосистемы.

Сформулировано понятие «антропоустойчивость» и предложена шкала антропоустойчивости водных и прибрежных растений. Многолетние полевые исследования позволили построить прогностическую модель стратегий развития управляемых экосистем природно-технических водоемов. На основе мониторинга и комплексной оценки современного состояния водоемов приводится научное обоснование профилактической стратегии рационального водопользования.



Теоретическое значение работы. Концептуальной основой работы является системный (комплексный, интегративно-междисциплинарный) подход, рассматривающий переходную зону «вода-суша» как экотонную парагенетическую систему (Мильков, 1973) взаимовлияющих ландшафтов смежных экосистем. В результате их взаимодействия формируется экотонная система с качественно новыми, эмерджентными свойствами. Экотоны отражают разнообразие ландшафта, его географическую и экологическую дифференциацию. Динамика растительного покрова экотонной зоны природно-технических водоемов убедительно доказывает, что их фиторазнообразие определяется временем, факторами оптимальности и нестабильности среды. Анализ функционирования прибрежных экотонов базируется на теории устойчивости и выносливости экологических систем. Материалы исследований вносят вклад в фундаментальную и прикладную экологию, геоботанику и геоэкологию.

Практическая значимость результатов. Разработана методика оценки экологического состояния экосистем, создана информационная база данных для 12 водохранилищ и 28 прудов. Результаты работы могут быть использованы при экологической экспертизе водохозяйственных объектов.

Материалы исследований применяются в учебном процессе СГПУ при подготовке учителей по специальности «Биология», «География», «Химия» и в Санкт-Петербургском филиале Высшей школы приватизации и предпринимательства (институте) при подготовке менеджеров организаций. Итоги изучения использованы при написании 8 учебных пособий, а также «Зеленой…» (2006), «Голубой…» (2007) и «Красной книги Самарской области» (2007).



Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа выполнялась в рамках научных исследований кафедры ботаники СГПУ «Изучение динамики растительного покрова Среднего Поволжья», Программы Научного Совета РАН по ботанике отделения общей биологии РАН «Проблемы общей биологии и экологии: Рациональное использование биологических ресурсов (1998-2005 гг.)» по направлению 03 «Проблемы изучения, охраны и использования растительного мира»; Программы Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов», проекта РФФИ № р 05-04-96500, программы Отделения биологических наук РАН «Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами», проекта № Т 029 «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки».

Реализация результатов исследования. Автор диссертации является участником научно-исследовательского проекта «Экологическая паспортизация малых рек Самарской области» (2006-2008). Результаты вошли в отчет ИЭВБ РАН «Экологическая оценка состояния реки Чапаевка» (2006). Работа проводилась за счет средств целевого бюджетного фонда социально-экологической реабилитации Самарской области. Рекомендации по охране прудов г. Самары, направленные в Департамент городского хозяйства и экологии, послужили основой для организации экопарка «Воронежские озера». Учебные пособия «Экология водных растений» (2004, 2005) изданы по заявке ФГУ «Средневолжрыбвод» и финансированы Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Самарской области (Губернский грант в области науки и техники № 17Г/2004).

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на XI съезде Русского Ботанического общества РАН (Барнаул, 2002), IX съезде гидробиологического общества РАН (Тольятти, 2006), III-IV Международных симпозиумах «Степи Северной Евразии» (Оренбург, 2003, 2006), Международных научных конференциях: «Малые реки: современное экологическое состояние, актуальные проблемы», «Заповедное дело России: принципы, проблемы, приоритеты», «Экологические проблемы бассейнов крупных рек-3», «Природное наследие России: изучение, мониторинг, охрана» (Тольятти, 2001-2004); «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2001, 2003); «Биоресурсы и биоразнообразие экосистем Поволжья: прошлое, настоящее, будущее», «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале» (Саратов, 2005, 2006); II-V Всероссийских конференциях по прибрежно-водным растениям, VI Всероссийской школе-конференции по водным макрофитам «Гидроботаника-2005» (Борок, 1988; Петрозаводск, 1993; Борок, 1995-2005), Любищевских чтениях «Современные проблемы эволюции» (Ульяновск, 2007); Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007), Международной научно-технической конференции «Синергетика природных, технических и социально-экономических систем» (Тольятти, 2007); региональной конференции «Актуальные проблемы Волжского бассейна» (Тольятти, 2007); на заседаниях Самарского отделения Русского ботанического и Всероссийского гидробиологического обществ РАН.

Декларация личного участия автора. В основу работы положены многолетние полевые исследования переходной зоны «вода-суша» искусственных водоемов Самарской области, охватывающие период с 1986 по 2007 гг. Основные материалы собраны автором лично во время индивидуальных выездов и научных экспедиций кафедры ботаники СГПУ и ИЭВБ РАН. Автором создана информационная база данных по изучаемым объектам с описательным и иллюстративным материалами (флористические списки, сводные таблицы, графики, карты, цифровые фотографии, схемы экологических профилей и т.д.). Оформлено более 700 гербарных листов, которые хранятся в Фундаментальном гербарии кафедры ботаники СГПУ, гербарных фондах ИБВВ РАН, ИЭВБ РАН, СГУ и Самарского областного историко-краеведческого музея им. П.В. Алабина.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. При выделении экотонов в природе учитываются ландшафтные и биоценотические признаки. В познании закономерностей экотонных экосистем необходимо использовать методологические принципы сопряженности, системности, динамичности и разнообразия.

2. Экотонные экосистемы охватывают широкий диапазон экологических градиентов и включают разнообразный спектр экоморф растений. Разнообразие экологических ниш, открытые и нарушенные местообитания создают условия для обогащения генофонда региональной флоры гибридными, новыми и адвентивными видами. Экотоны служат биотопами ценопопуляций редких, реликтовых и эндемичных растений.

3. Разнообразие растительных сообществ обеспечивает их взаимозамещение и устойчивое функционирование экотонной экосистемы в условиях нестабильного гидрорежима. Ключевую роль в функционировании переходной зоны играют прибрежно-водные сообщества, эдификаторы которых толерантны к различным условиям обводнения. Динамическое равновесие экосистем поддерживается механизмом сменодоминантности и буферности экотонной зоны, при этом низкая видовая насыщенность компенсируется вариативностью экологических форм растений и фитоценотическим разнообразием.

4. Благодаря гео- и биоразнообразию экотонного геокомплекса экологическая гибкость экотонных экосистем обеспечивает устойчивое развитие природно-технических водоемов в условиях динамичности и флуктуации среды.

Публикации. Автором опубликовано 137 работ, из них 116 по теме диссертации, включая 10 статей в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ при защите докторских диссертаций.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов, списка литературы (566 наименований, из них 64 на иностранных языках) и 3 приложений, содержащих конспект флоры, флористические списки объектов мониторинга и сведения о фитопродукции 6 водохранилищ. Общий объем работы 494 страницы, в том числе 399 страниц основного текста, включая 53 таблицы и 96 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ



  1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал