Мониторинг восстановительных сукцессий на залежах ТНВ «Рыканское» Воронежской области

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

Воронежский государственный  аграрный университет

им. императора Петра I

 

Факультет агрономии, агрохимии  и экологии

Кафедра агроэкологии

 

Мониторинг агроэкосистем

 

Курсовая работа

«Мониторинг восстановительных сукцессий на залежах ТНВ «Рыканское»

Воронежской области»

 

Выполнил: студентка Л. С. Зубарева

Руководитель: Житин Ю. И.

 

 

 

Воронеж 2011

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………3

1. ОБЗОР  ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………..4
1. Научные основы агроэкологического мониторинга……………..4
2. Биомониторинг агроэкосистем…………………………………….7
1. Индикаторы богатства, увлажнения, кислотности и

засоления почв……………………………………………………..10

2. Индикаторы залежей…………………………………………........12
3. Особенности протекания восстановительных сукцессий

на залежах…………………………………………………………..13

4. Влияние хозяйственной деятельности человека на прохождение сукцессий на залежах………………………………………………18
2.      ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТА И УСЛОВИЙ РАБОТЫ………....20
1. Географическое местоположение………………………………....20
2. Климат……………………………………………………………….20
3. Геоморфология, рельеф и гидрология…………………………….21
4. Почвы………………………………………………………………..23
5. Растительность……………………………………………………...27
3.      ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ……………………..29
4.      РЕЗУЛЬТАТ ИССЛЕДОВАНИЙ………………………………….30
1. Особенности флористического состава и обилия видов при различных режимах хозяйственного использования залежей…………..30
2. Состав жизненных форм растений на исследуемых участках ….35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….39

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………40

 

 

 

 

 

 

 

Введение

       

На обширной территории степной  и лесостепной зон Европейской  России за последние 100 и более лет в результате активной деятельности человека сформировались и продолжают до сих пор абсолютно преобладать по площади агроландшафты. В процессе распашки на огромных пространствах уничтожен естественный растительный покров, изменены характеристики почв, под угрозой исчезновения находятся многие виды грибов, растений и животных. Именно эти существенные изменения в структуре и динамике основных ландшафтных параметров, а также опасность утраты существенной части биоразнообразия определяют актуальность задачи ускоренного восстановления степной растительности на выводимых из хозяйственного оборота залежах. Постперестроечная политическая и экономическая ситуация в стране создает благоприятные для этого условия и позволяет решать такие задачи.

Динамика растительного  покрова при восстановительных  сукцессиях довольно подробно изучена  многими исследователями (Сукачев, Работнов, Ипатов и др.), что позволило  создать общую схему смены  стадий или серий. Однако выделение  стадий сукцессии, прогнозирование  сроков окончания восстановления предполагает проведение в каждом конкретном случае определенного комплекса исследований состояния растительного покрова.

Целью работы являлось изучение динамики восстановительной сукцессии на залежи при применении различных режимов хозяйственного использования.

Задачи исследований:

1. Изучение особенностей динамики растительного покрова при восстановительной сукцессии;
2. Определение флористического состава и обилия видов;
3. Выявление состава жизненных форм на исследуемых участках.

1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.1.Научные основы  агроэкологического мониторинга

 

          Агроэкологический   мониторинг  является  важной  составляющей общей системы мониторинга и представляет собой общегосударственную  систему наблюдений и контроля за состоянием  и  уровнем загрязнения агроэкосистем (и сопредельных с ними сред), в процессе интенсивной сельскохозяйственной деятельности. Основная конечная цель его – создание высокоэффективных, экологически сбалансированных агроценозов на основе рационального использования и расширенного воспроизводства природно-ресурсного потенциала, грамотного применения средств химизации и т.д. В задачи агроэкологического мониторинга входит: организация наблюдений за состоянием агроэкосистем; получение систематической объективной и оперативной информации по регламентированному набору обязательных показателей  характеризующих состояние и функционирование основных компонентов агроэкосистем; оценка получаемой информации; прогноз возможного изменения состояния данного агроценоза или системы; выработка  решений    по регулированию процессов, протекающих в агроэкосистемах;

Основными принципами  агроэкологического  мониторинга  являются:

1. Комплексность, т.е. одновременный контроль за тремя группами показателей, отражающих наиболее существенные особенности вариабельности агроэкосистем (показатели ранней диагностики изменений; показатели, характеризующие сезонные или краткосрочные изменения; показатели долгосрочных изменений).

2. Непрерывность контроля за агроэкосистемой, предусматривающая строгую периодичность наблюдений по каждому показателю с учетом возможных темпов и интенсивности его изменений.
3. Единство целей и задач исследований, проводимых разными специалистами по согласованным программам под единым научно-методическим руководством.
4. Системность исследований, т.е. одновременное исследование блока компонентов агроэкосистемы: атмосфера- вода - почва - растение- животное - человек.
5. Достоверность   исследований,   предусматривающая,   что точность их должна перекрывать пространственное варь ирование, сопровождаться оценкой достоверности различий.
6. Одновременность (совмещение, сопряженность) наблюдений по системе объектов, расположенных в различных природных зонах.

В качестве полигонов для  агроэкологического мониторинга используют длительные опыты географической сети. Целесообразность использования таких полигонов определяется тем, что они, как правило, отражают систематическое воздействие на почву и другие компоненты экосистемы наиболее широко распространенного техногенного фактора – удобрений и пестицидов, проводятся в строгом соответствии с требованиями единой методики на фоне высокой агротехники, рекомендуемой зональными системами земледелия. При этом широкий набор вариантов с различной химической нагрузкой позволяет, в конечном счете установить экологически оптимальные системы удобрений и средств защиты для конкретных почвенно-климатических условий, разработать обоснованные нормативы нагрузок, уточнить ПДК и т.д.

Комплексные полигонные опыты  позволяют оценить экологию тех  или  иных систем земледелия и технологию возделывания культур. Вместе с тем  остается нераскрытым значение отдельных  приемов и их сочетаний в контексте положительного или отрицанию но (действия на окружающую среду, для изучения которых служат стационарные полевые опыты, причем ценность результатов  определяется их длительностью. Наиболее информативными   являются продолжительные многофакторные опыты. Их целесообразно планировать как полные факторные опыты или как выборки из полных схем. Изучая в таких опытах несколько факторов, можно достаточно объективно оценить возможное раздельное или совместное   их действие на изучаемые показатели и процессы. Широкий диапазон факторов служит основанием для выбора оптимальных их значений с учетом агрономических и экологических критериев оптимальности.

Локальный агроэкологический  мониторинг проводят в производственных условиях в опытно-показательных и базовых хозяйствах, расположенных в основных почвенно-климатических регионах страны. В его задачи входят:  проведение систематических наблюдений за состоянием основных компонентов агроэкосистемы (почва - вода - растения) под влиянием интенсивного применения средств химизации; оценка и прогноз изменений состояния названных компонентов в зависимости от техногенный нагрузок; изучение и оценка высокоэффективных экологически безопасных технологических приемов в земледелии и разработка  мер по их широкому применению в производственных условиях.

Сплошной   агроэкологический   мониторинг   осуществляют  учреждения Гипрозема, Агрохимслужбы и др., которые периодически (через 5...15лет) обследуют почвенный покров страны (рН, содержание гумуса, эродированность, засоленность, содержание подвижных форм N, Р, К). По данным обследований составляют почвенные и агрохимические очерки, в которых дают всестороннюю характеристику землепользования хозяйств и рекомендации по его улучшению. Составляют также картограммы и карты. При проведении таких обследований можно выявить (а затем отразить  на картографическом материале) антропогенные, техногенные, эрозионные и другие изменения свойств почв и состояния почвенного покрова (Житин Ю.И., 2004).

 

 

 

2. Биомониторинг агроэкосистем

 Возрастающее антропогенное воздействие на природные комплексы разного уровня часто приводит к нарушению динамического равновесия в экосистемах. В связи с этим возникает необходимость наблюдения, оценки и прогноза состояния окружающей среды, которые осуществляются с помощью такой формы контроля как мониторинг. В системе мониторинга окружающей среды большое значение имеют точные высокочувствительные приборы, применяемые для определения концентрации отдельных загрязняющих соединений (SO₂, NOx, O₃ и др.). Однако эти приборы не пригодны для установления совместного, синергетического влияния этих загрязнителей на жизнеспособность организмов, как при кратковременном, так и при хроническом воздействии загрязнителей. Такую возможность дает биологический мониторинг, в частности, биоиндикация. С помощью биоиндикаторов удается установить долгосрочные тенденции и буферную способность биологических систем в отношении разнообразных нарушающих факторов.

Под биологическим мониторингом следует понимать систему наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения. Структура биологического мониторинга, состоящая из отдельных подпрограмм, строится исходя из принципа, основанного на уровнях организации биологических систем (рис. 1).

Биологический мониторинг

загрязнения биоты

продуктивности биосферы

исчезающих видов

генетический

биохимический

физиологический

экологический

 

Рис. 1. Структура биологического мониторинга

Все эти подпрограммы находятся  на разной стадии разработки и внедрения.

В состав биологического мониторинга  должны входить три основных направления: разработка систем раннего оповещения, диагностика и прогнозирование. Все эти виды деятельности осуществляются на различных уровнях организации биологических систем: генетическом, биохимическом, физиологическом и экологическом.

Основной задачей при  разработке систем раннего оповещения является отбор подходящих организмов и создание автоматизированных систем, способных с достаточно большой точностью выделить сигнал "отклика" на фоне "шума". В биологических системах раннего оповещения токсичности (БИОСОТ) нуждаются, прежде всего, фабрично-заводские лаборатории качества сточных вод, которые обязаны следить за способностью экосистем водоемов ассимилировать сбрасываемые в них отходы. При выборе организмов для БИОСОТ следует ориентироваться на легкодоступные в обращении виды из числа бактерий, водорослей, ракообразных, моллюсков и рыб. В этом направлении проводили свои исследования Я. Шаланки (1982), Л.Н. Крайнюкова и др. (1983), С.В. Антонов и др. (1983), Sluyts Hilde and other (1996) и другие.

Диагностический мониторинг предполагает обнаружение, идентификацию и определение концентрации загрязняющих веществ в биотической составляющей на основе широкого использования организмов [3]. В систему биологического мониторинга загрязнения биоты должны входить группы организмов, которые реагируют не только на уровень загрязнения и на факторы, вызывающие изменения, но и на присутствие или отсутствие специфических загрязнений. Эти организмы можно объединить в две основные группы: организмы-индикаторы и организмы-мониторы.