Техногенные поверхностные образования зоны солеотвалов и адаптация к ним растений - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наукПочвы нашей планеты в большей или меньшей степени подвержены антропогенным воздействиям: от минимальных, связанных с загрязнением атмосферы, до почти полного уничтожения при добыче полезных ископаемых или строительстве. В сфере влияния предприятий топливно-энергетического комплекса, горнодобывающей промышленности и на городских территориях функции почвы выполняют образования, которые в научной литературе называют техногенными «почвами», техноземами, почвоподобными телами и т.д. В техногенных ландшафтах таежно-лесной зоны Пермского края специфическим загрязнителем почв и ТПО становится засоление, которое сопровождает нефтедобычу, проявляется у дорог в связи с применением антигололедных средств, связано с производством минеральных удобрений. Растения зоны солеотвалов проходят отбор на солеустойчивость - выживание в корневой среде с высокой концентрацией солей. Впервые описан состав синантропной растительности разных зон засоления ТПО и получен новый материал по механизмам адаптации растений к условиям зоны солеотвалов.При организации площадок для складирования отходов производились выравнивание поверхности, отсыпка водоотводных ложбин, устройство дамб, перемешивание грунтов; в результате были уничтожены природные почвы и на поверхности сформировались различные ТПО, выполняющие функции почв. Основной компонент отходов - галит (NACL 90,55-94,54%, KCL 3,2-7,34%, MGCL2 0,07-0,08%, CASO4 1,34-1,48%), поэтому техногенные поверхностные образования, сформированные у солеотвалов, подвержены засолению. При устройстве территории для солеотвалов растительность большей частью была уничтожена, в настоящее время в зоне воздействия солей сформировались сообщества синантропных видов растений. Для изучения техногенных поверхностных образований (ТПО) были заложены разрезы и описаны морфологические признаки ТПО, установлена систематическая принадлежность по «Классификация и диагностика почв России» (2004). При организации площадок для солеотвалов производилось выравнивание поверхности, отсыпка водоотводных ложбин и дамб, перемешивание грунтов, при этом природные почвы были уничтожены и сформировались техногенные поверхностные образования, которые выполняют функции почв.При организации площадок для солеотвалов растительность почти полностью была уничтожена, поэтому период формирования исследуемых растительных группировок приблизительно совпадает с возрастом солеотвалов: для солеотвалов СКРУ-1 и СКРУ-2 - 30-35 лет, БПКРУ-1 - 50 лет. Возле солеотвалов СКРУ-1 и СКРУ-2 в зоне устойчивого засоления растительные сообщества характеризовались низким проективным покрытием (10-30%) и низким видовым разнообразием. Преобладающую часть зоны неустойчивого засоления (5-90 м от солеотвалов) занимали рудеральные сообщества с преобладанием многолетних злаков: вейника наземного, костра безостого, пырея ползучего и элементами разнотравья.Максимальным содержанием Na в надземных органах обладали марь, молокан, мать-и-мачеха, одуванчик (рис.2). Постоянно произрастая в зоне устойчивого засоления, они накапливают натрий в надземных органах по типу галофитов для создания повышенного осмотического давления клеточного сока. Максимальное накопление натрия в корнях характерно для менее солеустойчивых полыни, нивяника, клевера, донников белого и желтого, которые отличались невысоким накоплением натрия в надземных органах. Максимальным содержанием ионов хлора в надземных органах отличались солеустойчивые марь и молокан, а также мать-и-мачеха, нивяник, клевер, донник белый (рис.2). У большинства исследуемых видов растений и в надземных органах, и в корнях содержание хлора превышает количество натрия; ионы Cl-обладают большей подвижностью в почвенном растворе и, по-видимому, менее токсичны для растений, чем ионы Na .Произрастая в одних почвенно-геохимических условиях, растения значительно отличались накоплением тяжелых металлов, что обусловлено их биологическими особенностями, наличием физиологических барьеров защиты, регулирующих поступление элементов в органы растений. Добровольскому (1998) показало, что из 18 видов растений более половины видов характеризовались повышенным содержанием Ba, Cd, Cu, Ni, Zn и Li (рис. Во всех растениях уровень накопления Cr превысил содержание в растительности мира. Аккумуляция Cr растениями отражает почвенно-геохимический фон региона. Низкий уровень содержания Mn и Sr во всех растениях, по-видимому, является биологической особенностью этой группы травяных растений.Особенности ТПО обусловлены сочетанием свойств органических и минеральных субстратов (торф, супесчаные и суглинистые породы) и приобретенных признаков, связанных с техногенным загрязнением.

2. Основное содержание работы