авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |

Гидротехническихсооружений на динамику наземныхэкосистем зоны широколиственныхлесов центральной и восточнойевропы

-- [ Страница 1 ] --

Российская Академиянаук

Институт водныхпроблем

На правах рукописи

Кузьмина ЖаннаВадимовна

воздействиенизконапорных гидротехническихсооружений на динамику наземныхэкосистем

зоны широколиственныхлесов

центральной и восточнойевропы

25.00.36«Геоэкология»

Автореферат диссертациина соискание ученой степени

доктора географическихнаук

Москва 2007

Работа выполнена в Институтеводных проблем РАН.

Научный консультант:

Доктор географическихнаук Нина Максимовна Новикова

Официальные оппоненты:

Докторгеографических наук АлексейСергеевич Викторов

Доктор географическихнаук Елизавета АлексеевнаВостокова

Доктор географическихнаук Николай ИвановичКоронкевич

Ведущая организация:

Кафедрабиогеографии Географического факультетаМГУ им. Ломоносова

Защита состоится 12ноября 2007 г. в 13 часовна заседании Диссертационного СоветаД.002.040.01 при Институте водных проблем РАН поадресу: Москва, 119333, ул. Губкина, 3.

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке ИВП РАН.

Отзывы на автореферат (в 2 экземплярах, заверенные печатьюучреждения) просьба направлять ученомусекретарю Диссертационного Совета Д.002.040.01по адресу: Москва, 119333, ул. Губкина, 3, ИВПРАН,

факс (495) 135-54-15.

Автореферат разослан………………………..2007 г.

Ученый секретарьДиссертационного Совета,

д.г.-м.н.,профессорР.Г. Джамалов

Актуальностьтемы. Гидротехническое строительствосущественно изменяет экологическиеестественные взаимосвязи в пойменныхэкосистемах. Очень часто эти изменения (илинарушения) нельзя заметить сразу же, илидиагностировать тотчас. Зарегулированиестока рек обычно постепенно, на протяжениимногих десятилетий, является основнымфактором разрушения типичных ландшафтов впойменных и дельтовых областях. Следствиемэтих исторических экологических измененийявляется возникновение огромныхэкологических проблем (гибель пойменныхдубовых и ивовых лесов, заболачивание иопустынивание, ухудшение лугов и пастбищна Волге, Днепре, Дону, Каме, Сейме и другихреках Центральной России). Часто ониприводят к настоящим катастрофам, такимкак Аральский кризис (Авакян, Салтанкин,Шарапов, 1987; Антропогенные воздействия наводные ресурсы …, 2003; Глазовский, 1990;Коронкевич, 1990; Коронкевич, Малик, 1992;Положенцев, Савин, 1976; Старцев, 1996; Шульга,2002; Jahrling, 1995; Henrichfreise, 1996; Hochwasserschutzmassnahmen…, 1988;Hugin, Henrichfreise, 1992).

Сегодня известно, что врезультате масштабных гидротехническихпреобразований основательно нарушаютсяландшафты не только в поймах, но и в долинахрек. Последствия этих влияний на долинныеландшафты крупных рек таких как Волга,Кама, Днепр, Дон, Шексна и др. отмечается нарасстоянии до 100 км вдоль по течению и вполосе до 5-10 км вглубь обоих берегов реки(Авакян, Салтанкин, Шарапов, 1987; Hochwasser…,1988).

Экологическиеизменения, вызываемые подобныминарушениями значительно понижаютплодородие почв и продуктивность лугов,иногда влияют даже на здоровье населения(Глазовский, 1990; Ильина, 1997; Плисак, 1981;Плисак, Огарь, Султанова, 1989; Новикова, 2005).Поэтому сохранение типичной пойменнойрастительности во всем мире в последнеевремя рассматривается как международнаяпроблема (The Plan-European Biological and Landscape DiversityStrategy, 1996; Mitlacher, 1997; Petersen et al., 2000; Novikova et al., 2001).

В то же время влияние напойменные и дельтовые экосистемынизконапорных гидротехническихсооружений (НГС) с подпорами воды 2-7 м),которые значительно чаще распространенына европейском континенте, изученонедостаточно. И это связано с объективнымипричинами. Подобные нарушения в ландшафтахимеют неявновыраженный характер, онидостаточно ограничены в пространстве(поймой), отличаются затяжными идлительнопротекающими процессами. Поэтомудо сих пор не оценено их влияние наэкосистемы. К этому следует добавить, чтопойменные ландшафты на большей частиЕвразии менее исследованы, чемводораздельные территории, в силу ихлокального распространения и меньшейхозяйственной значимости. При этом оченьвелика их роль в сохранении разнообразияорганизмов и сообществ, в поддержанииравновесия в круговороте вещества иэнергии. Таким образом, актуальность темы заключается втом, что сегодня стало возможным изучениекак начальных стадий процессов, так и ихотдаленных во времени последствий,связанных с гидротехническимипреобразованиями 30-50-х годов. Кроме того, вовсем мире пришли к пониманию, что необходимновый подход к выделению и сохранениюзаповедных территорий в поймах и дельтах.Сегодня стало совершенно ясно, что простыемеры охраны против прямого антропогенноговоздействия, такого как вырубки, перевыпас,загрязнение, пожары и пр., не способнысохранить экосистемы пойм. При разработкеи планировании различных гидротехническихмероприятий необходимо принимать вовнимание, что пойменные экосистемыинтразональны. Это означает, что в ихразвитии и функционировании главнымявляется гидрологический фактор. Вестественных природных условияхгидрологический режим полностьюопределяет режим грунтовых вод в пойме,формирование и функционирование экосистем(почвенного и растительного покровов, а также животного населения). Факторы такназываемого косвенного антропогенноговоздействия (изменение гидрологическогорежима рек и обводненности прилегающихтерриторий), приводят к полной смене однихэкосистем на другие, менее ценные, менееразнообразные и низкопродуктивные.Актуальность темы также определяется необходимостьювыработки новых подходов к принципамвыделения и поддержания функций именнопойменных заповедников.

В настоящее времясохраняется потребность регулированиярек. При этом требуется анализ и оценкаразвивающихся во времени и пространствепоследствий для природной среды иэкономики. На большей части территорийЦентральной и Восточной Европы ландшафтыречных долин трансформированы в связи состроительством гидротехническихсооружений, нанесен ущерб биоразнообразию,продуктивности и хозяйственной ценностиэкосистем. Возникла проблема трансформации экосистем речныхпойм в условиях зарегулирования речногостока.

Новизна.Таким образом, впервые обозначена проблема существенноговлияния низконапорных гидротехнических сооружений (НГС),отличающегося значительным запаздыванием во времени проявлений последствийпреобразования стока в ландшафтах речныхдолин для решения которой разработанатеория пространственно-временной динамикипойменных экосистем под влияниемНГС.

При созданиинизконапорных гидротехническихсооружений в пойменных ландшафтахпроисходят медленнотекущие (20-50 лет)изменения в цепи геоэкологических связей.

Инициирующимифакторами преобразований ландшафтов поймявляются: изменения режима речного стока ирежима уровня грунтовых вод (УГВ).Проявлением этого становятся измененияамплитуды колебания УГВ, что являетсяведущим фактором в цепи экологическихизменений в пойме.

В почвенном ирастительном покровах ведущими процессамиможно считать изменение характера иинтенсивности почвообразования, а такжеструктурно-функциональные изменения ворганизации экосистем, особенно, ихосновного эдификатора – растительности (наразных экологических уровнях поймы).

Большое количество НГСи повсеместное их распространениеприводит к полному преобразованиюисходных природных ландшафтов речныхдолин. Ареалы преобразованных ландшафтовсливаются в единый сплошной контур впределах отдельных регионов и природныхзон. Таким образом, происходит расширениепо площади (укрупнение или регионализация)локальных нарушений природной среды подвлиянием НГС.

Объектамиисследования являются экосистемы речных поймГермании (средняя Эльба, средний Дунай) иЦентральной России (бассейн р.Сейм).

Выбор объектовисследования обусловлен:

  1. ухудшениемсостояния пойменных заповедных экосистемГермании и России в последнее время;
  2. расположениемречных пойм в пределах одной природнойзоны (широколиственных лесов), что даетвозможность сравнительного изученияприродной среды;
  3. недостаточнойизученностью пойменных экосистем вообще ив пределах зоны широколиственных лесов, вчастности;
  4. интенсивнымхозяйственным использованием поймычеловеком.

Цель и задачиисследования. Целью работыявляется разработка методических основ иоценки последствий создания низконапорныхгидротехнических сооружений для экосистемречных пойм широколиственной зоныЦентральной и Восточной Европы.

В соответствии споставленной целью в работе решалисьследующие задачи:

  1. Выявление и оценкахарактера антропогенных изменений речногостока и заливания поймы при создании НГС нафоне естественных гидрологических иклиматических флуктуаций в пределахрегионов исследования:
  1. анализ измененийводного режима (т.е. колебаний во временисреднегодовых, максимальных и минимальныхуровней и расходов воды) за весь периодинструментальных наблюдений;
  2. выявлениемноголетних и сезонных изменений основныхклиматических характеристик (атмосферныхосадков и температуры воздуха: средней,максимальной и минимальной);
  3. определениеособенностей заливания пойм призарегулировании.
  1. Изучениезакономерности трансформации природнойсреды во времени призарегулировании:
  1. установлениесостава природных комплексов пойм и ихестественной динамики;
  2. выявлениемеханизмов трансформации природныхкомплексов;
  3. определениеосновных тенденций развития природныхкомплексов при зарегулировании.
  1. Разработкадиагностики трансформаций природныхкомплексов речных долин на основепредставлений о стадийностипроцессов:
  1. поиск видоврастений-индикаторов;
  2. установлениесообществ-индикаторов и/илииндикационного изменения структурысообществ;
  3. диагностикамикроочаговых проявлений в растительностии почвах;
  4. построениеэволюционно-динамических рядов природныхкомплексов для различных режимовфункционирования пойм.
  1. Разработка научныхоснов рационального природопользования впоймах рек в условиях зарегулированияНГС:
  1. разработка методаоценки опасности нарушений экосистем отНГС и необходимости восстановительныхмероприятий;
  2. разработкастратегии природопользования(долгосрочные мероприятия) в долинах рекпри воздействии НГС;

Основные положения,выносимые на защиту.

1. Воздействие НГСпредставляет серьезную опасностьсуществованию пойменных наземныхэкосистем.

2. Алгоритм решенияпроблемы оценки влияния НГС на наземныепойменные экосистемы, разработанный дляпроведения оперативного мониторингаантропогеннотрансформированных пойменныхландшафтов, выявления степенинарушенности экосистем и обоснованиянеобходимости восстановительныхмероприятий.

2. Динамика пойменнойрастительности, вызванная строительствомНГС имеет единые индикаторы и индицирующиепроцессы в пределах одной географическойзоны.

3. Экосистемы, в течениидлительного времени нарушенные врезультате создания НГС, отличаются оченьслабыми разногодичными изменениямисостава растительных сообществ(флуктуациями) и пониженным видовымразнообразием по сравнению сестественными.

4. Обоснованныеэкологические требования к управлениюрежимом речного стока, разработанные наоснове всестороннего анализа зависимостейгидрологических и эколого-биологическихпоказателей, а также природоохраннойценности территории и приоритетностивыбора хозяйственной деятельности,позволяют решить проблему рациональногоприродопользования при эксплуатации исоздании НГС.

Научная и практическаязначимость.Исследования позволили дать качественнуюоценку современного состояниярастительности и почв пойменныхтерриторий, находящихся на разныхвременных стадиях антропогенных(гидротехнических) нарушений.

Выявлены основныевиды-индикаторы и индикационные измененияструктуры сообществ под влияниемгидротехнического зарегулирования.Установлены эволюционно-динамические рядыприродных комплексов для различныхрежимов функционирования пойм.

Обоснована системанезамедлительных мер по сохранениюпойменной растительности в среднемтечении рек Эльбы, Дуная и их притоков, даныпринципиальные рекомендации порациональному использованию пойменныхтерриторий и восстановлениюрастительности.

В работах повосстановлению пойменных экосистемнеобходимо учитывать общую схему динамикипойменной растительности длясоответствующей географической зоны (вданном случае для зоны широколиственныхлесов), а также частные схемы динамикиассоциаций, установленные в процессеисследований.

Выявленные тенденцииизменения растительности позволяютпрогнозировать состояние пойменныхсообществ при существующем режимепоёмности и почвенно-грунтовогоувлажнения.

Апробация работы. Результатыисследований по теме докладывались на:научно-практическом семинаре“Водоохранные зоны: опыт практическогоприменения и целесообразность развития”(Москва, 2006), III Международнойнаучно-практической конференции“Экология речных бассейнов:ЭРБ-2005” (Владимир, 2005), XYIIинтернациональном Ботаническом конгрессе(Вена, 2005), Международной конференции“Научные основы сохранения водосборныхбассейнов: междисциплинарные подходы куправлению природными ресурсами”(Улан-Удэ, 2004), Всероссийском конгрессеработников водного хозяйства (Москва, 2003),заседании комиссии биогеографииМосковского центра РусскогоГеографического общества (2003),Всероссийской конференции “Актуальныепроблемы водохранилищ” (Борок, 2002), IIМеждународной научно-практическойконференции “Экология речных бассейнов”(Владимир, 2002), Международном конгрессеЭкватек 2002 - Вода: экология и технология(Москва, 2002), на VII и VIII Интернациональномконгрессах экологов (Италия, Флоренция, 1998;Сеул, Корея 2002); IX международном симпозиумепо биоиндикаторам “Современные проблемыбиоиндикации и биомониторинга”(Сыктывкар, 2001), международной конференции“Экологические проблемы бассейновкрупных рек -2” (Тольятти, Россия, 1998); VIIинтернациональном Дунайском конгрессе(Деггендорф, Германия, 1998) и другихсимпозиумах и конференциях, а также нарасширенном заседании лабораторииДинамики наземных экосистем под влияниемводного фактора Института водных проблемРАН. Основные положения диссертацииотражены в 48 статьях и разделах монографий,часть из которых приведена в автореферате,из них 5 опубликованы в журналахрекомендованных ВАКом.

Объём и структураработы. Диссертация состоит из введения, 6глав, выводов и списка использованнойлитературы. Работа содержит 257 стр.основного (машинописного текста), а также 59рисунков, 29 таблиц, 50 фотографий. Списоклитературы включает 325 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

ГЛАВА I.Физико-географические условия регионаисследований.

В главе рассмотреныфизико-географические условия территорийисследований (рис. 1), находящихся вбассейнах рек Дунай (49°05-

а)


Условные обозначения: a–гидрологические посты в населенныхпунктах, б –плотины на реках, в – государственныезаповедные территории (1 – Пфаттерау, 2–Гмюндерау, 3– Оберау-шляйфе, 4–Изармюнд, 5–Пильвайхс), г– планируемые государственныезаповедники (6 –Мюльхам, 7–Винцер, 8 –Острова Вильсхофен), д – государственнаяграница, е –граница областей России, ж – существующиеводо-хранилища, з – запланированные водо-хранилища, и– населен-ныепункты России.

б)

в) Рис. 1. Районы полевыхисследований в бассейнах: а) Эльбы, б) Сейма,в)-2в)


Рис. 1. Районы полевыхисследований в бассейнах: а) Эльбы, б) Сейма,в) Дуная.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.