Особенности факторов среды и функциональных процессов у травянистых растений при пирогенной сукцессии леса в среднем приобье 03. 02. 08 «Экология» (биология)
Скачать 253.71 Kb.
|
1 2
| На правах рукописи ГОЛУБЦОВА Олеся Сергеевна ОСОБЕННОСТИ ФАКТОРОВ СРЕДЫ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ У ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ ПРИ ПИРОГЕННОЙ СУКЦЕССИИ ЛЕСА В СРЕДНЕМ ПРИОБЬЕ 03.02.08 – «Экология» (биология) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Тюмень - 2012 Работа выполнена в Нижневартовском государственном гуманитарном университете на кафедре экологии Научный руководитель: кандидат биологических наук, профессор Нижневартовского государственного гуманитарного университета Иванова Нина Александровна Официальные оппоненты: Ильминских Николай Геннадьевич, доктор биологических наук, профессор кафедры общей биологии Тюменской государственной сельскохозяйственной академии Еремченко Ольга Зиновьевна, доктор биологических наук, профессор Пермского государственного национального исследовательского университета Ведущая организация: Институт экологии растений и животных УрО РАН Защита состоится «4» июня 2012 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.02 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Республики 7. Тел/факс: (3452) 46-87-77; E-mail: dissTGSHA@mail.ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии. Автореферат разослан «27» апреля 2012 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с.-х. наук _____________________________ Литвиненко Н.В. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. В настоящее время проблема лесных пожаров является крайне актуальной. Это связано с изменением климата в сторону потепления, многолетней хозяйственной деятельностью человека на лесных территориях и их загрязнением, незаконными вырубками, строительством промышленных сооружений (Калиниченко, Писаренко, Смирнов, 1991; Чижов, 1998; Брюханов, 2002). Изучением процессов восстановления лесных сообществ, в том числе после пожаров занимались многие отечественные и зарубежные исследователи: Коулс, 1899; Морозов, 1912; Клементс, 1916; Сукачев, 1962; Седых, 1979; Горшков, Баккал, Ставрова, 1995; Фуряев, 1996; Комарова, 1999; Миркин, Наумова, Соломещ, 2002; Ишутин, 2004. Пожар в лесу может иметь естественное и антропогенное происхождение. Он рассматривается как отрицательный, так и положительный природный фактор, оказывающий значительное влияние на формирование и динамику растительных сообществ (Валендик, Иванова, 1989; Белов, 1973; Горев, 2004). Причины восстановительных смен (демутаций) различны. Выделяют внутренние причины, которые находятся в природе самих ценозов, и внешние, определяются действием факторов среды (Шенников, 1964; Поликарпов, 1978; Разумовский, 1981; Русанов, 2007; Хазиев, 2011). Одна из важнейших внутренних причин восстановительной сукцессии состоит в том, что любой фитоценоз, влияя на почвенную и воздушную среду местообитания, меняет ее, а те в свою очередь оказывают влияние на сообщество (Гельцер, Яковлев, 1996; Русанов, 2007; Хазиев, 2011). На территории Западной Сибири возобновление лесных сообществ после пожара изучено недостаточно. Данная проблема является крайне актуальной в связи с развитием нефтегазового комплекса, расширением антропогенной деятельности и как следствие – повышением риска возникновения пожаров (Леса и лесное хозяйство ХМАО-Югры, 2007; Состояние…, 2008). Цель исследования – выявление особенностей динамики абиотических и биотических факторов и функциональных процессов у доминирующих видов травянистых растений в сообществах, находящихся на разных этапах послепожарного возобновления в подзоне средней тайги на территории Нижневартовского района ХМАО-Югры. Задачи исследования:
Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное исследование динамики абиотических и биотических факторов, функциональных особенностей видов-доминантов травянистых растений, находящихся на разных этапах послепожарного возобновления леса на территории Среднего Приобья (ХМАО-Югры). Полученные результаты расширяют теоретические знания о взаимосвязи функциональных процессов травянистых растений с комплексом факторов среды в формирующемся сообществе после пожара. Проведен подробный корреляционный анализ с выявлением ведущих абиотических и биотических факторов среды на различных этапах пирогенной сукцессии. Показана взаимосвязь формирования сообществ с численностью микроорганизмов и грибов, а также подробная корреляционная зависимость функциональных процессов у травянистых растений в процессе пирогенной сукцессии с изменениями факторов среды, в том числе с микробиологической активностью почв. Практическая значимость работы. Выявленные закономерности изменения факторов среды и эколого-физиологических механизмов адаптации травянистых растений при восстановлении леса после пожаров могут быть использованы при создании технологий естественного и искусственного восстановления лесов. Эколого-физиологические особенности растений – для разработки методов биоиндикации и оценки экологического состояния сообществ. Материалы диссертации используются при чтении курсов лекций «Физиология растений», «Общая экология», «Экология и рациональное природопользование», «Растительный мир ХМАО». Личный вклад автора состоит в самостоятельном сборе и обработке фактического материала, его анализе, проведении лабораторных и полевых исследований, формировании научных положений и выводов, написании текста диссертации. Обоснованность выводов и достоверность результатов работы обеспечены значительным объемом фактического материала, пятилетними лабораторными и полевыми экспериментами с применением классических и современных методов исследований и подтверждением их результатами математической статистики. Основные положения, выносимые на защиту:
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на III Международной научно-практической конференции «Эколого-географические проблемы природопользования нефтегазовых регионов: Теория, методы, практика» (Нижневартовск, 2006); Международной научно-практической конференции «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2007); VII Международной научной конференции «Наука и образование» (Белово, 2008); Международном экологическом форуме «Оптимизация управления антропогенными воздействиями в целях устойчивого развития северных территорий» (Нижневартовск, 2008); IV Международной научно-практической конференции «Эколого-географические проблемы природопользования нефтегазовых регионов: Теория, методы, практика» (Нижневартовск, 2010); I Международной научной конференции «Современная биология: вопросы и ответы» (Санкт-Петербург, 2012); III Международной научно-практической конференции «Проблемы современной биологии» (Москва, 2012). Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, в том числе две в журнале, рекомендованном ВАК РФ. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, библиографического списка и приложений. Список цитируемой литературы содержит 212 наименований, в том числе 18 на иностранных языках. Работа изложена на 176 страницах, включает 9 таблиц, 36 рисунков и 21 приложение. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ 1 ДИНАМИКА ФАКТОРОВ СРЕДЫ И МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ РАСТЕНИЙ ЛЕСА, КАК ФАКТОР СМЕНЫ СООБЩЕСТВ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ПИРОГЕННОЙ СУКЦЕССИИ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР) В главе дано описание особенностей экологических сукцессий в процессе послепожарного возобновления леса, абиотических факторов, и микробиологических процессов, эколого-физиологических механизмов, адаптаций растений на разных стадиях пирогенной сукцессии. 2 ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ Проведено описание почвенно-климатических условий и растительности на территории Среднего Приобья (Нижневартовского района Ханты-Мансийского автономного округа – Югры). 3 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследования проведены в лабораторных и полевых условиях, с 2006 по 2010 гг., в период активной вегетации растений (конец июня, июль, начало августа) на территории Нижневартовского района, Ханты-Мансийского автономного округа – Югры. Для изучения были выбраны семь участков, находящиеся на разных этапах пирогенной сукцессии. При изучении физиологических и биохимических особенностей, содержания пигментов в листьях травянистых растений использовали виды-доминанты (таблица 1). Таблица 1 – Изученные доминантные виды травянистых растений в сообществах, находящихся на разных этапах пирогенной сукцессии.
Описание лесных сообществ проводили по методике геоботанического описания (Нешатаев, 1987). Интенсивность освещения в сообществах измеряли с помощью люксметра (Х1000), в единицах лк. (Баринов, 1992), температурный режим почвы – почвенным термометром (Тазабеков, Гнездилова, 1972), температурный режим воздуха – с помощью метеорологического термометра (Андреева и др., 2002). Влажность почвы определяли весовым методом (Чернавина, 1978), влажность воздуха – гигрометром (Андреева, Баккал, 2002), плотность почвы устанавливали по сухому весу единицы площади почвы, кислотность почвенного раствора измеряли с помощью прибора рН Scan WP2 (пылевлагозащищенный, карманный). Содержание кислорода в почве изучали по методике Н. Грина и др. (1990), окислительно-восстановительный потенциал почв – методом автографии на фотобумаге (Денисова, 1999). Отбор почвенных образцов, подстилки и опада проводили методом конверта (Андреева и др., 2002), определение количества гумуса по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), химический анализ почвы – методами, рекомендованными Е.В. Аринушкиной (1962). Численность микроорганизмов в почве определяли методом обрастания стекол по Н.Г.Холодному и посевом почвенных суспензий с различной степенью разведения (от 1:10 до 1:1000000) на (МПА) (Ежов, 1974; Аникиев, Лукомская, 1983), грибов – на твердую питательную среду Чапека (Егоров, 1976). Интенсивность дыхания почвенных микробиоценозов изучали ex situ – в лабораторных условиях, по учету количества выделенного углекислого газа (Денисова, 1999) титрометрическим методом, целлюлозоразлагающую активность микроорганизмов в почве – по скорости разложения картона и хлопчатобумажной ткани, протеазную – методом аппликации на рентгеновской пленке (Егоров, 1976; Денисова, 1999). Для изучения общей биологической продуктивности, структуры биомассы, площади листовой поверхности использовали по двадцать экземпляров каждого вида травянистых растений. Структуру биомассы растения определяли по методике В.И. Пьянкова, Л.А. Иванова (2000), площадь листьев – весовым методом по Л.А. Иванову (Третьяков, 1982), интенсивность фотосинтеза – газометрическим методом по скорости СО2- газообмена листьев растений (Гавриленко, Жигалова, 2003) с помощью инфракрасного газоанализатора Infralit III (Германия) со шкалой 0-0,1%. Скорость суммарного дыхания (ΣR) (фотодыхание в величину не входит) по методике И.А. Мурея, Д.К. Величкова (1981). Содержание пигментов определяли спектрофотометрическим методом на приборе – SPECORD 30 (Analytik jena - Германия) (Гавриленко, Жигалова, 2003). При изучении интенсивности транспирации использовали метод быстрого взвешивания по Л.А. Иванову (Медведев, 1996). Содержание воды в органах – по разнице между сырым и сухим весом. Статистическая обработка результатов исследования проведена с использованием методов биометрии (Лакин, 1990; Андреева и др., 2002), пакета прикладных программ Statistica 11.5; Excel 2007 из пакета Microsoft Office XP. Для оценки взаимосвязи изучаемых параметров использовали коэффициент корреляции Пирсона (Андреева и др., 2002). Оформление картографического материала проводили с помощью ГИС-технологий МарInfo 11. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 2
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Тема: Лесная аптека Оборудование: иллюстрации с изображением лекарственных растений, грибов, карточки с изображением деревьев, кустарников, травянистых... |  | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: выяснить общие для всех растений признаки, черты сходства и различия травянистых растений, деревьев и кустарников, познакомить... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Алексеева Н. А. Экология растений. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03. 02. 08 Экология... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Алексеева Н. А. Экология растений. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03. 02. 08 – экология... |
| Мгупб Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Автоматизация технологических процессов и производств» и«Системы... | | Варианты выполнения контрольной работы Анатомическое строение стебля двудольных травянистых растений (на примере подсолнечника) |
| Безопасность жизнедеятельности «Экология», 011600 «Биология», 013500 «Биоэкология», 012300 «Биохимия», направлений 511100 «Экология и природопользование», 510600... | | Моу «Шолинская основная общеобразовательная школа» Изучить приспособления древесных, травянистых форм растений к перенесению неблагоприятных условий |
| Программа кружка «Экология растений» для детей 12-14 лет Трефилова Раиса Поликарповна Программа «Экология растений» направлена на развитие познавательного интереса детей, расширение кругозора, воспитание ответственного... | | Культура речи В пособии рассматриваются различные аспекты речевой культуры, выделены факторы «загрязнения» речевой среды, излагаются основы ораторского... |
| Экология человека как научная Место экологии человека в системе экологического знания. Предмет экологии человека – антропоэкологические взаимодействия. Понятие... | | «Доказательства разной интенсивности метаболизма в различных условиях у растений и животных» Цель работы: выявить зависимость метаболизма организмов от различных факторов среды |
| Культура речи учебное пособие В пособии рассматриваются различные аспекты речевой культуры, выделены факторы «загрязнения» речевой среды, излагаются основы ораторского... | | А экология наше призванье! В настоящее время, когда человек испытывает множественное влияние умеренных и экстремальных факторов среды, строение организма,... |
| Методические указания по выполнению самостоятельной работы по дисциплине... ... | | Конкурс учащихся 1 7 классов «Первые шаги в науку» Секция: «Окружающий... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология» (магистерские программы: 020400.... |
