WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 49 |

Очень большой объем исследований был выполнен на стационаре в 70–80 годах лабораторией болотоведения, когда были заложены многочисленные постоянные пробные площади и организованы многолетние исследования по структуре и динамике естественных и осушенных экосистем болот и заболоченных лесов, а также модельных популяций отдельных видов растений. В течение последних 20 лет на стационаре проводится изучение динамики и функционирования экосистем мелиорированных и естественных болотных и лесных экосистем и влияния лесоосушительной мелиорации на окружающую среду. В числе важнейших результатов этих исследований является установление основных закономерностей функционирования и динамики болотных экосистем таежной зоны. При этом выявлены специфические особенности болотных экосистем и их компонентов:

Высокое видовое и ценотическое разнообразие, а также сложность структуры на разных уровнях организации;

Запасы фитомассы и биологическая продуктивность болотных сообществ таежной зоны значительно ниже, чем в суходольных лесах.

Роль сфагновых мхов в круговороте органического вещества на открытых верховых болотах составляет от 25 до 50 % всех запасов фитомассы и годичной продукции. На переходных травяно–сфагновых болотах основными продуцентами являются сфагновые мхи и травы, поэтому на болотах, по сравнению с лесами, значительно выше доля годичной продукции от общих запасов фитомассы (Елина, Кузнецов, 1977; Елина и др., 1984);

Круговорот органического вещества на болотах является незамкнутым, часть неразложившихся растительных остатков и продуктов их разложения накапливается в виде торфа, что приводит к выводу из круговорота на века значительных объемов углерода. Это одна из важнейших биосферных функций болот, приобретающая особую роль в настоящее время в связи с усилением антропогенных выбросов углерода в атмосферу;

Многолетние наблюдения за составом растительных сообществ, а также модельными популяциями ряда видов болотных растений, их сезонным развитием, показали высокую устойчивость их структуры. При этом наблюдаются значительные флуктуации обилия и продуктивности популяций отдельных видов растений, а также колебания сроков наступления основных фенофаз в зависимости от климатических условий вегетационного периода (Максимова, Юдина, 1993; Юдина, Максимова, 1993). Так, линейный прирост некоторых видов сфагновых мхов колеблется в разные годы в 3 – 8 раз, а их годичная продукция – 4 – 5 раз (Грабовик, 2002, 2003). Меньше такие колебания у «кочковых» видов; прирост и годичная продукция гипергидрофильных видов мочажин и топей значительно выше. Это необходимо учитывать при моделирования динамики болотных экосистем, в том числе и при изменении климата;

Изучение сезонного развития 30 видов растений в течение 25 лет позволило получить уникальные данные по связи наступления основных фенофаз и их продолжительности с суммами эффективных температур (Юдина, Максимова, 1993). Продолжительность разных фенофаз у каждого вида растений сильно варьирует по годам в зависимости от климатических условий.

Многолетние наблюдения за урожайностью ягод клюквы в различных растительных сообществах показали ее большие колебания по годам (в 5–10 раз), что обусловлено комплексом климатических факторов, как осени предшествующего года, когда происходит формирование генеративных почек, так и вегетационного периода в год плодоношения (Клюква в Карелии, 1986; Юдина, Максимова, 2005). По количеству сформировавшихся осенью генеративных почек делается довольно точный прогноз урожая клюквы на следующий год;

Изучено влияние различных сроков и интенсивности сбора растительного сырья ряда лекарственных растений (багульника болотного, вахты трехлистной, сабельника болотного, подбела многолистного) на регенерационную способность и устойчивость ценопопуляций, разработаны оптимальные режимы их использования (Дьячкова, 1991; Юдина и др., 1998). Разработаны экспресс–методы определения ресурсов лекарственного сырья вахты трехлистной и сабельника болотного по проективному покрытию (Дьячкова, Максимова, 1989; Дьячкова, 1991). Результаты стационарных исследований по продуктивности лекарственных и ягодных растений были широко использованы в маршрутных работах лаборатории по оценке их ресурсов на разных типах болот и при создании сети охраняемых болот республики (Клюква в Карелии, 1986; Антипин, Кузнецов, 1998; Кузнецов и др., 2005);

Осуществляется мониторинг состояния ценопопуляций ряда видов орхидных. За период исследований не отмечено резкого снижения параметров ценопопуляций, а наблюдаемые флюктуации носили естественный характер и связаны с особенностями онтогенеза этих видов (Дьячкова, 1996, 1998);

Многолетние исследования (35 лет) динамики состава и структуры растительности разных типов открытых и слабооблесенных болот после осушения показали разные темпы и направленность сукцессионных процессов (рис. 6). Общим для всех типов болот является упрощение горизонтальной структуры сообществ, выравнивание микрорельефа, снижение участия, а в дальнейшем и полное выпадение из состава сообществ гипергидрофильных видов сосудистых растений и мхов. В целом сукцессии растительности направлены в сторону мезофитизации с формированием древесного яруса. Наиболее медленно сукцессии происходят на открытых верховых сфагновых болотах (Грабовик, 1991, 1998, 2005).

На стационаре проводилось картографирование геологии, почв, растительности и составлена серия соответствующих крупномасштабных тематических карт.

Наряду со стационарными, лабораторией активно продолжались и маршрутные исследования болот во многих районах республики, охватывающие различные болотоведческие, ресурсоведческие и природоохранные вопросы и направления. Этому способствовал приход в начале годов целой группы молодых сотрудников (В.К. Антипин, С.И. Грабовик, О.Л. Кузнецов, А.И. Максимов, Т.А. Максимова, П.Н. Токарев, Л.В. Филимонова), немного позднее поступили в лабораторию Т.Ю. Дьячкова, М.А. Бойчук. Все они быстро восприняли научные традиции лаборатории и в разные годы защитили кандидатские диссертации. В начале 80–ых лет начались научные контакты лаборатории с зарубежными коллегами из Финляндии (Ю. Васари, Р. Руухиярви, Т. Линдхольм, Х. Васандер), Рис. 6. Изменение надземной фитомассы под влиянием осушения:



на кочках и понижениях: А – слабооблесенного кочковато–западинного комплексе Sphagneta angustifolii +Herbeta с редкой Betula pubescens; Б – кочковато–топяного комплекса Sphagneta centrale +Herbeto–Sphagneta subsecundi Чехословакии (К. и Э. Рыбнички, В. Янковска) и ряда других стран, которые затем перешли в совместные международные проекты.

Изучение флоры и растительности Карелии, охрана болотных экосистем. Лабораторией болотоведения к середине 80 годов были накоплены обширные сведения по флоре и растительности болот, и назрела необходимость их обобщения. Выполнен детальный анализ флоры сосудистых растений (Кузнецов, 1989, 2003) и листостебельных мхов (Максимов,1988; Кузнецов, Максимов, 2005). Флора болот Карелии включает 300 видов сосудистых растений и 133 вида листостебельных мхов (Кузнецов, наст. сборник).

Для разработки классификации растительности болот была создана фитоценотека на карточках, включающая более 4 тыс. геоботанических описаний, составлены сводные таблицы предварительно выделенных синтаксонов. Первоначально был выбран эколого–флористический метод, с использованием которого была составлена предварительная классификации растительности болот Карелии (Кузнецов, 1991, 1993; Kuznetsov et al., 2000), при этом некоторые вновь выделенные синтаксоны не были валидно опубликованы. В дальнейшем мы отказались от использования этого метода и был выбран тополого–экологический подход к классификации, который сейчас реализован в новой классификации растительности (Кузнецов, 2000, 2003, 2005). В последние годы было уделено внимание изучению структуры, генезиса и динамики болотных лесов, разработана их оригинальная классификация (Кутенков, 2005).

Научные интересы сотрудников лаборатории вышли за пределы болотных экосистем. Во время экспедиций велся активный сбор гербарного материала во всех биотопах, уже к середине 80–ых лет был создан Гербарий лаборатории, как часть Гербария КарНЦ РАН (PTZ). Лаборатория активно включилась в изучение биоразнообразия растительного покрова Карелии (Кравченко, Кузнецов, 1993, 2001; Кузнецов, 1993; Кравченко и др., 2000), детально изучена бриофлора республики, в ее составе выявлено много новых видов (Максимов и др., 2003), выполнены исследования бриофлоры наиболее крупных ООПТ (Бойчук, 2001, 2003). С 1997 года начаты работы по изучению лугов Карелии и прилегающих регионов (Знаменский, 2003, Znamenskiy, Kuznetsov, 2005).

Большое внимание уделялось выявлению ценных природных территорий с организацией их охраны. По предложениям сотрудников лаборатории или с их участием были созданы многие особо охраняемые природные территории (ООПТ) республики (Антипин, Токарев, 1985, 1991;

Хохлова и др., 2000 и др.). Одним из важных итогов этих работ стало издание Красной книги Карелии (1995), в которой сотрудники лаборатории являются соавторами списка и большинства очерков в разделе по сосудистым растениям, А.И. Максимов – автором всего раздела по бриофлоре, а О.Л. Кузнецов – редактором всей ботанической части. Материалы Красной книги Карелии (1995) легли в основу обобщающей Красной книги восточной Фенноскандии (Red Data…, 1998).

Лесоосушительная мелиорация, начавшаяся в Карелии в конце годов, достигала 50–60 тыс. га в год, причем в основном в южной Карелии. Это потребовало проведения специальных исследований и организацию охраны болот. Этой сложной работе более 20 лет посвятили В.К.

Антипин и П.Н. Токарев. В республике создана обширная сеть охраняемых болот в составе ООПТ различного статуса, в том числе несколько болотных заказников и 65 болотных памятников природы (Антипин, Токарев, 1985, 1990,1991; Хохлова и др., 1995, 2000; Антипин, Кузнецов, 1998). Существующая сеть не обеспечивает сохранения всего разнообразия болот республики (рис. 7), поэтому работы по ее оптимизации продолжаются в рамках ряда проектов.

Результаты исследований лаборатории 70–90 годов отражены в ряде монографий (Елина, 1981; 1987, 1993, Елина и др., 1984, 2000; Клюква в Карелии, 1986; Юдина и др., 1988; Орлов, 1991; Методы исследований…, 1991; Юдина, Максимова, 1993), тематических сборников (Вопросы комплексного…, 1973; Пути изучения…, 1974; Биологические ресурсы…, 1977; Стационарное изучение…,1977; Эколгия…, 1979; Болота…, 1980;

Комплексные исследования…, 1982; Эколого–биологические…, 1982;

Структура растительности…, 1983; Вопросы экологии…, 1985; Болотные экосистемы…, 1988; Принципы и методы…, 1989; Studies of mire…, 1991; Биоразнообразие…, 1998; Динамика…, 2000; Heikkila et al., 2001;

Turunen et al., 2002 и др.), а также в многочисленных статьях в журналах и материалах различных конференций. Лабораторией были проведены несколько всесоюзных и международных совещаний и симпозиумов, ботанических экскурсий.

С 1965 г. разрабатывается направление, которое обобщенно можно назвать «палеорастительность и палеогеография позднеледниковья и голоцена восточной Фенноскандии». Долгие годы, с 1955 года, работая на болотах, мы видели, что они различаются по флоре и растительности, стратиграфии залежи, ее глубине и другим показателям. Естественно, возникали вопросы; «когда возникли те или иные болота, с какой скоростью происходило заболачивание после отступления ледника и многие другие». Постепенно на них находились ответы, многие из которых получены с помощью спорово–пыльцевого анализа. Был установлен максимальный и средний возраст болот (от 9000 до 5000 лет), скорость распро- Рис. 7. Особо охраняемые территории Карелии странения болот (около 400 га/год). Накапливались знания и опыт, количество спорово–пыльцевых диаграмм (СПД) достигло 83, а радиоуглеродных датировок –216. В настоящее время информативность СПД (в сравнении с 60–70 гг.) повысилась на 2–3 порядка, поэтому теперь достаточно уверенно реконструируются зональная, региональная и локальная палеорастительность. В целом, СПД характеризуют весь голоцен и позднеледниковье за 11 600 лет. В результате, выполнена реконструкция палеорастительности, палеоклимата, палеогидрологии; и как итог – установлены главные тенденции развития ведущих экосистем; проведено картографирование палеорастительности восточной Фенноскандии в мелком масштабе на шести временных срезах (Елина, Лукашов, Юрковская, 2000). Разработаны подходы и методы для установления палеоландшафтов (ПЛ), в пределах которых составлены серии специальных карт: геологии, палеорастительности и ПЛ на три временных среза – 2000, 3500 и 6000 л.н. Получены данные по этапам динамики ПЛ, которые оценивались с учетом структуры растительного покрова (Елина, Лукашов, Токарев, 2005). Кроме выше указанных, были опубликованы еще две монографии (Елина, 1981; Елина и др., 1984), а также многочисленные статьи в российских и зарубежных изданиях (Климанов, Елина, 1984;





Елина, Антипин, 1992; Елина, Лебедева, 1992; Елина, 1994; Елина и др., 2002; ;Elina, 1985, 1999; Yelina,1987; Elina, Filimonova, 1987; 1996;

Elina et al., 1995; Elina et al., 1996; Filimonova, et al., 1996; Elina & Kuznetsov, 1996; Tarasov et al., 1993; 1999; Wohlfarth B., et.al., 2002, 2004 и др.).

Вопросы аккумуляции торфа и углерода неоднократно рассматривались нами при реконструкциях динамики болотных экосистем (Елина и др., 1984, 1994, 2000; Kuznetsov, 1996). Сейчас эта актуальная проблема изучается в рамках проекта РФФИ «Установление закономерностей аккумуляции торфа и углерода в голоцене». При этом рассматриваются зависимости вертикальной и горизонтальной скорости накопления торфа от гидрогеологических выделов, геоморфологических и болотных районов, ботанико–географических подзон. Создаются многоплановые базы данных (БД) фактического материала с использованием ГИС-технологий.

Новые данные по скорости торфонакопления и аккумуляции углерода получены и в рамках российско-финляндского проекта на основе серий радиоглеродных датировок в ряде районов Карелии. Результаты таких исследований по крупному болоту Юпяужсуо приводятся в данном сборнике в статье Р.Хейккиля с соавторами (Heikkila et al., наст. сборник).

В конце 80–ых лет лаборатория получила свое современное название – лаборатория болотных экосистем. Она расширила географию своих исследований, были организованы экспедиции на Кольский полуостров, в западные районы Архангельской области, а также проведены исследования болот ряда национальных парков Финляндии в рамках совместных проектов с Министерством окружающей среды Финляндии. В это время стала меняться система финансирования научных учреждений, появились различные фонды и гранты. Начиная с 90 годов лаборатория постоянно имеет дополнительное финансирование на проведение исследований из различных источников: исследовательские, экспедиционные и издательский проекты РФФИ (руководитель д.б.н. Г.А. Елина), проект Министерства промышленности, науки и технологий РФ (рук. к.б.н. О.Л.

Кузнецов), проекты с Министерством окружающей среды Финляндии (рук. О.Л. Кузнецов). Лаборатория участвует в выполнении федеральных целевых программ по приоритетным направлениям науки, программ ОБН РАН, а также работает по различным договорам с организациями Карелии и других регионов.

Заключение. За 55 лет в Институте биологии Карельского научного центра РАН сформировалась карельская научная школа болотоведения, известная и признанная во всем мире и успешно работающая в настоящее время. Лабораторией болотных экосистем получены и обобщены обширные результаты по флоре, растительности, типологии и генезису болотных экосистем восточной Фенноскандии, установлены закономерности их структурно–функциональной организации и динамики. Разработаны оригинальные классификации растительности, торфов и торфяных залежей Карелии, научные основы рационального использования и охраны болот и их ресурсов. Выполнены реконструкции палеорастительности, палеоклимата и палеогидрологии восточной Фенноскандии, на их основе установлены главные тенденции динамики экосистем региона в позднеледниковье и голоцене. Результаты исследований обобщены в ряде крупных монографий, многочисленных статьях и сборниках, тематических картах.

Научные разработки и рекомендации лаборатории нашли широкое применение в Карелии при создании сети охраняемых территорий, планировании мелиоративных работ и в других направлениях хозяйственной и научной деятельности.

Литература Антипин В.К., Кузнецов О.Л. Охрана разнообразия болот Карелии //Биоразнообразие, динамика и охрана болотных экосистем восточной Фенноскандии. Петрозаводск, 1998.С.10–30.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 49 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

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.