WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 16 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КОМИТЕТ НАУКИ РГП «ИНСТИТУТ БОТАНИКИ И ФИТОИНТРОДУКЦИИ» ИЗУЧЕНИЕ ...»

-- [ Страница 10 ] --

Испытательная площадка «Балапан» расположена в восточной части Семипалатинского полигона. Её пло щадь 360 км2. С 1968 по 1989 г.г. здесь было испытано 131 ядерное устройство. Ядерные взрывы произво дились в вертикальных скважинах глубиной 500-600 м. Они сопровождались выбросом грунта и выходом летучих радионуклидов. Но основным источником радиоактивного загрязнения данной территории являются отвалы «Атомного озера». Оно образовалось 15 января 1965 г. в результате экскавационного взрыва, произве дённого с целью отработки технологии создания водохранилищ.

В эпицентре взрыва образовалась крупная воронка размером 400х400 метров. В настоящее время она за полнена водой и соединена протокой с р. Шаган. В районе воронки сохраняется высокий радиационный фон – 400–14000 мкр/час. Из выброшенных рыхлых отложений, засолённых гипсоносных глин и крупных облом ков коренных плотных пород образовался отвал. Отвал воронки имеет сложную рельефную конфигурацию и крутые откосы. Здесь, при выпадении осадков и снеготаянии, активно проявляются водно-эрозионные процес сы. Процесс почвообразования на невыветренных породах происходит крайне медленно. По этим причинам, а также из-за кратковременности периода почвообразования, почвы на отвалах воронки не сформированы.

Отвалы сложены грунтами, которые очень слабо затронуты процессами почвообразования [6].

Вокруг «Атомного озера» растительный покров был полностью уничтожен. За 48 лет после взрыва на отвалах сформировался техногенный супесчано-щебнисто-каменисто-обломочный субстрат. На вершинах со хранились наиболее крупные обломки горных пород. На склонах отвалов преобладает среднеобломочный и щебнистый материал разрушенных горных пород и засолённых гипсоносных глин. В небольших углублениях склонов отвалов накапливается мелкозём. Его механический состав супесчано-дресвянистый, с небольшим содержанием суглинка. Этот грунт – начальная стадия почвообразования. На его верхней, слегка уплотнённой корочке проявляется гумусовое прокрашивание.

Пляжная полоса вокруг озера, шириной 1-3 м, высшими растениями не освоена. МЭД -излучения состав ляет 500 мкр/час. На расстоянии 3-5 м от уреза воды МЭД повышается до 1000 мкр/час. Здесь появились еди ничные особи Aeluropus littoralis, Phragmites australis, и Tamarix ramossima. На расстоянии 6-8 м от уреза воды МЭД увеличивается до 1200 мкр/час. Для этих участков характерны разреженные группировки злаков-мезо фитов: Calamagrostis epigeios, Elytrigia repens и Phragmites australis.

Далее, в нижней части внутреннего склона воронки взрыва, отвал сложен среднеобломочным и мелкоо бломочным материалом разрушенных коренных пород и засолённых гипсоносных глин. Грунт – супесчаный щебнисто-каменисто-обломочный. В небольших углублениях склонов отвалов накапливается мелкозём. МЭД -излучения увеличивается до 1800-2200 мкр/час. В этих грунтах из техногенных радионуклидов доминирует Eu152 – 13 378 Бк/кг. Высокое содержание отмечено также у Cs137 – 13 287 Бк/кг, Co60 – 8184 Бк/кг, Eu154 – Бк/кг и Am241 – 1222 Бк/кг [6]. Содержание -активности составляет 17 ч/см2 мин., -активности – 113 ч/см мин. Здесь формируются единичные особи: Lagochilus pungens, Artemisia sieversiana, A. scoparia, Chondrilla laticoronata, Melilotus suaveolens. Для эрозионных стоков типичны разреженные группировки с преобладани ем: Gypsophila paniculata, Lactuca tatarica, Tanacetum milifolium.

В средней части внутреннего склона воронки отвала преобладает среднеобломочный и щебнистый матери ал разрушенных горных пород и засолённых гипсоносных глин. МЭД -излучения составляет 1800-2200 мкр/ час. На преобладающей площади распространены единичные особи: Lagochilus pungens, Oxytropis oribunda.

По эрозионным ложбинам стока формируются разреженные группировки с преобладанием: Atraphaxis frutescens, Melilotus suaveolens и Gypsophila paniculata.

Вершина отвала сложена крупнообломочным материалом разрушенных коренных пород. Грунт – сугли нисто-щебнисто-каменисто-обломочный. Напочвенный покров не формируется. МЭД -излучения составля ет 1400-1700 мкр/час. Из техногенных радионуклидов доминирует Co60 – 50 165 Бк/кг. Высокое содержание выявлено также у Eu152 – 8954 Бк/кг, Cs 137- 6206 Бк/кг, Eu154 – 4 605 Бк/кг и Am241 – 858 Бк/кг. Содержание -активности составляет 15 ч/см2 мин., -активности – 80 ч/см2 мин. В этих радиоэкологических условиях вершины отвалов высшими растениями не освоены.

В верхней части внешнего склона отвала воронки «Атомного озера» преобладает среднеобломочный и щебнистый материал разрушенных горных пород и засолённых гипсоносных глин. В небольших углублениях склона отвала накапливается мелкозём. МЭД -излучения достигает 1400-2500 мкр/час. В этих радиоэкологи ческих условиях отмечены редкие особи Lagochilus pungens. Большая часть верхней части внешнего склона отвала воронки высшими растениями не освоена. На незначительных скоплениях мелкозема по эрозионным стокам формируются единичные особи: Atraphaxis frutescens, Lagochilus pungens, Psathyrostachys junceus и разреженные группировки растений с преобладанием: Artemisia sieversiana, A. scoparia, Stipa capillata, Festuca valesiaca. Для засолённых грунтов типичны проценозы, сложенные: Limonium suffruticosum, Artemisia schrenkiana, Atraphaxis frutescens [6].

В средней части внешнего склона воронки взрыва отвал представлен каменисто-глыбистым с мелкозёмом, материалом разрушенных коренных пород. Грунт – суглинисто-щебнисто-каменисто-среднеобломочный. На почвенный покров не формируется. МЭД -излучения составляет 2400–2800 мкр/час. Из техногенных ради онуклидов доминирует Eu152 – 19 003 Бк/кг. Высокое содержание также выявлено у Cs137 – 16 570 Бк/кг, Co – 12257 Бк/кг, Eu154 – 10 100 Бк/кг и Am241 – 1888 Бк/кг. Содержание -активности составляет 17 ч/см2 мин., -активности – 165 ч/см2 мин. В этих радиоэкологических условиях отмечены единичные особи: Atraphaxis frutescens, Lagochilus pungens. На грунтах, сложенных щебнисто-каменисто-обломочным материалом с за солёнными гипсоносными глинами, формируются разреженные группировки растений с преобладанием:

Campharosma monspeliaca, Nitraria sibirica, Limonium suffruticosum.

По эрозионным стокам встречаются одиночные особи: Atraphaxis frutescens, Lagochilus pungens, Psathyrostachys junceus, Stipa sareptana. В понижениях средней части склона отвала распространены разре женные группировки с преобладанием Campharosma monspeliaca и Atraphaxis frutescens при МЭД -излучения 2500-2800 мкр/ч.

В нижней части внешнего склона отвала сформировался среднеобломочный и щебнистый материал разру шенных коренных пород и засолённых гипсоносных глин. В углублениях склона отвала накапливается мелкозём.

Его механический состав – супесчано-дресвянистый с небольшим содержанием суглинка. МЭД -излучения со ставляет 1500-1600 мкр/час. Здесь значительную площадь занимают единичные особи и разреженные группи ровки Limonium suffruticosum и Atraphaxis frutescens. На скоплениях мелкозёма в незначительных углублениях склона отвала формируются кермековые (Limonium suffruticosum) и полынно (Artemisia schrenkiana)-кермековые разреженные группировки с участием Atraphaxis frutescens. Для засолённых грунтов понижений нижней ча сти склона отвала типичны единичные особи и группировки: Campharosma monspeliaca, Artemisia schrenkiana, Limonium corraloides, L. suffruticosum, Nitraria sibirica. По эрозионному стоку распространены разреженные по лынно-курчавковые (Atraphaxis frutescens Artemisia schrenkiana) и волоснецовые (Leymus paboanus) группировки при МЭД -излучения 650 мкр/ч. В понижениях нижней части склона с мелкообломочным, рыхлым, мелко щебнистым грунтом формируются чиево-волоснецовые (Leymus paboanus, Achnatherum splendens) и разнотрав но-курчавковые (Atraphaxis frutescens, Gypsophilla paniculata, Acroptilon repens) группировки.

В настоящее время отсутствуют общепринятые нормы оценки устойчивости объектов окружающей сре ды к радионуклидному загрязнению, установленные ГОСТы и ПДК для оценки удельной интегральной - и -активности для почв и растительности. Поэтому для оценки радиоэкологического диапазона произрастания растений, т. е., для выявления радиорезистентности видов, в качестве критериев нами использованы нормы загрязнения кожных покровов и одежды человека, установленные в «Нормах радиационной безопасности РК, 1999 г.» (НРБ–99 РК) [7]. Согласно [7] МЭД -излучение подразделяется на фоновые дозы (10-20 мкр/ч), относительно не опасные для биологических объектов (20-60 мкр/ч), потенциально опасные (60-3000 мкр/ч), опасные (3000-6300 мкр\ч) и особо опасные (более 6300 мкр/ч). По загрязнению –частицами предельно до пустимая концентрация (ПДК) составляет 2 –частицы на см2 мин, для –частиц – 200 частиц на см2 мин.

В нормативном документе «Временные критерии для принятия решений по ограничению облучения насе ления при передаче в хозяйственное использование земель, на которых проводились ядерные взрывы, 1997»

(КПР3–97) [8] указано, что радиоактивное загрязнение почв не должно превышать по Cs137 370 Бк/кг, Sr90 – Бк/кг, по плутонию – 3,7 тыс. Бк/кг. Согласно постановлению Кабинета Министров РК № 653 от 31 июля 2007 г.

«Об утверждении критериев оценки экологической обстановки территорий [9], параграфа 7» показатели для оценки состояния почв «уровень содержания Cs137 (в слое 0-5 см) 6938-18500 Бк/кг является чрезвычайной экологической ситуацией. На основании вышеприведенных действующих нормативных документов рассмо трим полученные результаты анализов по типам загрязнителей.

1. По мощности эквивалентной дозы -излучения (400-14000 мкр/ч) в районе воронки взрыва выявлены участки с потенциально опасным( 400-3000 мкр/ч), опасным( 3000–6300 мкр\ч) и особо опасным (более мкр/ч) радиационным загрязнением.

2. По уровню –активности(15-17 ч /см2 мин.) радиационное загрязнение превышает ПДК в 7,5-8,5 раз.

3. По содержанию Cs137 (6206–16 570 Бк/кг) уровень радиационного загрязнения превышает ПДК от 17 до 44 раз. Соответственно [8], оно относится к категории «чрезвычайная экологическая ситуация».

Время появления первых высших растений и темпы процесса восстановления растений в сложившихся экстремальных радиоэкологических условиях техногенного субстрата определяются количеством мелкозёма, скопившегося на склонах и вершине отвала. Зарастание отвалов воронки «Атомного озера» в условиях высо кого радиационного загрязнения (1100-14 000 мкр/час) начинается в нижней части внутреннего склона отвала.

Здесь содержание мелкозёма в щебнисто-каменисто-мелко и среднеобломочных грунтах достигает 40%. В щебнисто-каменисто-крупнообломочных грунтах вершин и крутых склонов отвала содержание мелкозёма не превышает 10–15%. Его механический состав супесчано-дресвянистый с небольшим содержанием суглинка.

Этот грунт – начальная стадия почвообразования. На его верхней, слегка уплотнённой корочке проявляется гумусовое прокрашивание [6]. В этих радиоэкологических условиях лишь 0,5–1,0% площади отвалов освоено единичными особями и разреженными группировками растений. Это однолетние и многолетние мезоксеро фиты, многолетние мезофиты, петрофитные и ксерофитные полукустарнички и кустарники. Они адаптирова ны к сложившимся радиоэкологическим условиям. Многие из них ежегодно проходят полный цикл развития до формирования жизнеспособных семян. Семена этих растений (различных жизненных форм и экотипов) могут быть использованы для фитомелиорации отвалов.

В настоящее время нет опыта по рекультивации техногенных отвалов, загрязненных радионуклидами. По этому на основании результатов исследования процесса естественного восстановления отвалов «Атомного озера» и рекомендаций по рекультивации отвалов в семиаридной зоне [10] можно предварительно рекомендо вать осуществление следующих мероприятий:

1. горно-техническая подготовка грунта нижних частей отвалов – планирование, террасирование, закре пление мелкозема;

2. биологическая рекультивация подготовленного грунта: восстановление почв и фитомелиорация. Для фитомелиорации следует использовать семена растений, адаптированных к радиоэкологическим условиям отвалов. В верхней части отвалов в углублениях со скоплением мелкозема можно подсевать семена: Limonium suffruticosum, Artemisia schrenkiana, Atraphaxis frutescens, Lagochilus pungens, Camphorosma monspeliaca. В суглинисто-щебнисто-обломочный рыхлый грунт средней части отвалов следует высевать семена: Lagochilus pungens, Gypsophila paniculata, Kochia prostrata, Oxytropis oribunda, Artemisia sieversiana, A. scoparia, Kochia scoparia. В нижней части отвалов в понижениях с средне- и мелкощебнистым рыхлым грунтом (начальная стадия почвообразования) можно подсевать семена: Lactuca serriola, L. tatarica, Senecio eruciformis, Melilotus suaveolens, Chondrilla laticoronata, Tanacetum vulgare, Artemisia schrenkiana. Для фитомелиорации мелко щебнистого рыхлого грунта межотвальных понижений можно использовать семена: Artemisia sieversiana, A.

scoparia, Lagochilus pungens, Ephedra distachya, Festuca valesiaca. На участках, примыкающих к эрозийным стокам, необходимо подсевать семена: Stipa sareptana, Psathyrostachys juncea, Atraphaxis frutescens, Artemisia sieversiana, A. scoparia.

1. Аринушкина Е.В. Химический анализ почв и грунтов. Изд. Моск. гос. унив., М.1962. С. 490.

2. Полевая геоботаника, М.-Л. т.1, 1959, 444 с;

т.2. 1960, 449 с.;

т.3, 1964, 530 с.;

т.4, 1972. С. 336.

3. Методика выполнения измерений на -спектрометре МИ-2143-91. Разработка НПО «ВНИИФТРИ», 1991.

4. Методические рекомендации по оценке уровня интегральной активности и -излучающих радиону клидов в экологических пробах – разработка ВИМС. М.1994.

5. Карта растительности Казахской ССР, м.1:5 000 000//Атлас Казахской ССР, т.1, 1982. С. 66-69.

6. Plisak R.P., Magasheva R.J., Plisak S.V. About rehabilitation of disturbed ecosystems of experimental ground «Balapan» of Semipalatinsk test sites//4-th International Conference «Nuclear and radiation physics», September, 17, 2003, Almaty, Kazakhstan. Abstracts. Almaty, p.p.368-369.

7. Государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Нормы радиационной безопас ности (НРБ–99) СП 2.6.1. 758-99. Алматы, 2000. С. 80.

8. Временные критерии для принятия решений по ограничению облучения населения при передаче в хо зяйственное использование земель, на которых проводились ядерные взрывы (КПР3–97), 1997.

9. Постановление Кабинета Министров РК № 653 от 31 июля 2007 г. «Об утверждении критериев оценки экологической обстановки территорий», 2007.

10. Куприянов А.И. Биологическая рекультивация отвалов в субаридной зоне. Алма-Ата: Наука, 1989. С. 110.

БИОРАЗНООБРАЗИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПАВЛОДАРСКОЙ ОБЛАСТИ

Работы по изучению биоразнообразия растительности Павлодарской области автором проводятся с года и до настоящего времени. Динамика растительных ресурсов изучалась на протяжении более 40 лет. Авто ром впервые на территории Павлодарской области проведена инвентаризация растительности, что составило 1527видов сосудистых растений, сюда вошли и открытые автором 2 новых вида в науке – шиповники. Работы проводились по регионам, что дало возможность издать по регионам монографии и в целом «Биоразнообразие растительности Павлодарского Прииртышья». По лекарственным растениям проведена инвентаризация, вы явлены ресурсы в динамике с 1968 года до настоящего периода. Разработаны рекомендации по рациональному использованию и охране. Впервые автором предложен гарантированный запас. По повышению продуктивно сти поймы получено авторское свидетельство на изобретение. Выявлены редкие, исчезающие, реликтовые и эндемичные виды, даны рекомендации для занесения в Красную книгу Казахстана. Проведенные работы в 2012 году, показали в связи с отсутвием паводка на р. Иртыш и высокими температурами в летний пери од, биоразнообразие деградирует, в том числе и растительные ресурсы кормовых и лекарственных растений.

Даны рекомендации по сохранению растительного биоразнообразия.

Изучение растительности и растительных ресурсов проводилось с 1968 года и до настоящего времени, о чем свидетельствует издание монографии «Динамика ресурсов лекарственных растений Павлодарского При иртышья и их использование» в 2012 году [12-13]. В настоящее время обрабатываются данные 2012 года.

Работы по изучению растительности и растительных ресурсов Павлодарской области первоначально были инициативные, а затем переросли в госбюджетную тему, входящую в координационный план Академии наук Каз ССР и союзную программу «Человек и окружающая среда». Флористические, ресурсоведческие исследо вания проводились согласно общепринятым методикам впервые автором предложен гарантированный запас.

На территории Павлодарского Прииртышья во время результате инвентаризации лекарственных растений открыты два новых в науке вида лекарственных растений, информация о которых утверждена и опублико вана – это шиповники. Изучение растительности проводилось на территории всей Павлодарской области, в том числе и на территории Баян-Аула, что позволило издать монографию «Биоразнообразие растительности Баян-Аульского национального парка» [10-11] В результате изучения биоразнообразия растительности Баян-Аула, стало возможным выявить 1159 видов высших сосудистых растений, относящихся к 85 семействам и 481 роду, 8 видов вошедших в Красную Книгу Казахстана, 58 эндемичных растений и около сотни редких, исчезающих видов, многие из которых рекомен дованы для занесения в Красную Книгу.

Для сохранения биоразнообразия Баян-Аула рекомендованы первоочередные мероприятия:

- Категорически запретить пал, который отрицательно сказывается не только на биоразнообразии, но и уничтожает уникальный реликтовый лес.

- Запретить распашку степей, прилегающих к Баян-Аульскому национальному парку, так как уничтожение дернового слоя приводит к почвенной эрозии, гибнет флора, образуются залежи с господствующей рудераль ной растительностью.

- Прекратить выпас скота, что значительно ухудшает качество травостоя, способствует деградации расти тельного покрова.

Антропогенное воздействие, в частности, добыча Майкубинского угля и другие горные работы нарушают уровень грунтовых вод, что отрицательно сказывается на биоразнообразии Баян-Аула.

Значительная протяженность Павлодарского Прииртышья с юга на север и разнообразие экологических условий, главными из которых являются климат, почвы, засоление, водообеспеченность, обусловили разноо бразие растительного покрова.

На обследованной территории выявлено 1527 видов растений, в их число вошли и два новых вида ши повника, относящихся к 517 родам и 108 семействам. Подавляющее большинство растений (1110 многолет ников, однолетников 323 и 94 вида двулетники). По жизненным формам 1403 вида являются травами, 68 – ку старниками, 34 – полукустарниками, 8 –деревьями, 14 – лианами. [1] Значительным разнообразием видов характеризуется пойма р.Иртыш, что связано, прежде всего с тем, что р.Иртыш рассекает всю Павлодарскую область с юга на север от сухой степи до лесостепи. Внедре ние элементов зональной растительности в пойму и привело к значительному увеличению видового состава.

В целом в пойме Иртыша распространены растения, относящиеся к 84 семействам, 401 роду и 1004 видам.

[1-4] Павлодарская область имеет значительную площадь кормовых угодий (7826 тыс. га) и характеризуется зна чительным разнообразием образующих их фитоценозов и видов растений. В результате исследований было установлено, что на территории области произрастает 251 вид кормовых растений, которые поедаются более или менее постоянно по сезонам всеми основными видами сельскохозяйственных животных. Уточняя распро странение, экологические особенности, определение продуктивности и питательности, разработаны рекомен дации по использованию. Длительная адаптация растений флоры к аридным условиям должна представлять интерес для селекции на засуху соле- и жароустойчивость. Это позволит путем традиционных селекционных методов создать перспективные сорта и обеспечить широкое их использование.

Для повышения продуктивности пойменных сенокосов разработан состав мульчирующего полимерного покрытия, на что получено авторское свидетельство.

На обследованной территории произрастает 178 видов лекарственных растений. Основная масса их нашла применение лишь в народной медицине. Источником лекарственного сырья может являться 41 вид растений, применяемых в научной медицине. Учитывая терапевтическую ценность, распространение, обилие в фито ценозах, в качестве первоочередных, для заготовки могут быть рекомендованы 27 видов. Составление карт распространения ценокомлексов этих видов и легенд к ним дало возможность определить районы заготовки.

Изучая динамику ресурсов лекарственных растений с 1968 года и по настоящий период, следует отметить, что ресурсы сокращаются и состояние поймы резко ухудшается. Исследования в 2012 году, когда практически паводок на пойме Иртыша отсутствовал, и фиксировались высокие температуры в летний период, раститель ные ресурсы поймы резко деградировали. Если раньше (1968г.) общее количество сырья лекарственных рас тений, которые можно заготавливать в пределах Павлодарского Прииртышья, по средним данным, с учетом гарантированного запаса составляло не менее 1500 тонн сухого сырья, то по данным 2012 года о заготовке не может быть и речи. Пойма реки Иртыша, как и ее биоразнообразие, погибает [5-8].

Разработан комплекс мероприятий по сохранению поймы, но основным мероприятием являются, обяза тельно ежегодные, паводки приближенные к естественным, т.е. два паводка. Если взять в качестве примера рыбы фитофилы, которые с перым паводком выходят на луга, а второй паводок должен обеспечить заход маль ков в Иртыш. Для многих мезофитов поймы необходимо затопление не менее 45 дней.

Анализ материалов позволяет сделать вывод, что Павлодарское Прииртышье является регионом, который располагал значительными кормовыми и лекарственными ресурсами. Однако в настоящее время негативные воздействия усилились,что связано, прежде всего, с сокращением и полным отсутствием паводков в пойме реки Иртыш, что привело к деградации биоразнообразия, в том числе и ресурсов кормовых, и лекарственных растений[9-13].

1. Конспект флоры Павлодарского Прииртышья:Монография//Депонированные научные работы: Библио гр. указ. ВИНИТИ. – 1987. – № 8. – С. 188. – Деп. в КазНИИНТИ 05.05.87, № 1658-Ка87.

2. Новый вид рода Rosa из Северного Казахстана: Систематические заметки по мат.Гербария им. Н.П. Кры лова при Томском гос. ун-те/ Положий А.В. – Томск, 1974. – С. 9-11.

3. Растения сенокосов и пастбищ Казахстана: Монография//Кормовые культуры. Сенокосы и пастбища:

РЖ/ ВНИИТЭН агропром. – 1987. – С. 295. – Деп. в КазНИИНТИ 03.08.87, №1487.

4. Ресурсы лекарственных растений поймы реки Иртыш Павлодарской работы: Монография// Депониро ванные научные работы: Библиогр. Указ. ВИНИТИ. – 1988. – № 10. – С. 204. – Деп. В КазНИИНТИ 12.07.88.

№ 2174.

5. Флора Баян-Аула: Монография// Депонированные научные работы: Библиогр. указ. ВИНИТИ. – 1989. – № 8. – С. 151. – Деп.в КазНИИНТИ 28.03.89, № 2597.

6. Флора поймы реки Иртыша: Монография//Депонированные научные работы: Библиогр. указ. ВИНИТИ 1989. – № 8. – С. 151. – Деп. в КазНИИНТИ 07.04.89, № 2617. – Каз 89.

7. Лекарственные растения Прииртышья и народная фитотерапия: Монография. – Павлодар, 1991. – С. 53.

8. Новый вид рода «Rosa-sp.» в Северо-восточном Казахстане// Ученые записки ПГУ. – 2000. – №3. – С.

20-22.

9. Биоразнообразие растительности Баян-Аульского национального парка: Монография/ Черных И.Б.-Пав лодар: ТОО НПФ «ЭКО», 2001. – С. 250.

10. Фитотерапия: Монография/Кожанова А.К., Черных И.Б. – Павлодар: ТОО НПФ «ЭКО», 2001. – С. 267.

11. Биоразнообразие растительности Павлодарского Прииртышья: Монография/ Черных И.Б. ТОО НПФ «ЭКО», 2001. – С. 250.

12. Динамика ресурсов лекарственных растений Павлодарского Прииртышья и их использование Павлодар, из-во «Кереку», 2012.

13. Флора и ресурсы лекарственных растений поймы реки Иртыш Павлодарского Прииртышья. ТОО НПФ «ЭКО», 2002. – С. 200.

ХРОНОБИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСТЕНИЙ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ КЛИМАТА

Рассмотрена проблема применения хронобиологического анализа растений для оптимизации природо пользования при колебаниях климата.

К концу предыдущего столетия работами климатологов уже были сформированы основные фундаменталь ные представления о климате Земли. И одним из главных результатов их исследований стал вывод о том, что климат Земли не остается неизменным. Он непрерывно и, притом, циклично колеблется, даже если при этом его глобальных изменений и не происходит [1-7]. Такие цикличные колебания могут быть обусловлены вли янием океанов, их течений, внутриматериковыми движениями воздушных масс и космическими причинами.

В том числе, динамикой солнечной активности. Причем в разные месяцы года имеет место своя специфика цикличности данного процесса. Например, Г.Н.Чичасовым [7], исследовавшим многолетнюю цикличность колебаний термического режима на примере Казахстана было установлено, что для января здесь характерны 9, 21, 25 и 34-летние колебания средних месячных температур воздуха. В апреле максимальные амплитуды колебаний температуры имеют 5, 8 и 16-ти летнюю цикличность. А в области от 25 до 50 лет в апреле наибо лее четко прослеживаются циклы длительностью 29, 32-34 и 37 лет. В июле проявляются 5, 7, 12, 17, 28, и 38-летние циклы колебания средних месячных температур воздуха. В октябре им уверенно диагностирова лись 15, 21 и 34-летние циклы. Менее четко – колебания длительностью 24 и 36 лет. Обнаруженные Г.Н.Чи часовым многолетние колебания термического режима имели как региональные, так и планетарные причины.

При этом, они происходили на фоне одновременного общего потепления климата Земли. Отсюда становится ясно, что перечисленные выше результаты исследований климатологов заслуживают самого серьезного вни мания и в аспекте их значения для функционирования растительного покрова Земли. Опираясь на них здесь можно сделать весьма важный вывод о том, что путем циклических колебаний климата природа постоян но и на всей планете изменяет среду обитания растений. Она непрерывно переводит их в другую среду, даже если при этом они и растут на постоянном месте.

Но, как известно, растения проявляют очень высокую чувствительность и избирательность к среде их обитания, что убедительно доказано многочисленными работами географов, геоботаников, палеоботаников, физиологов, генетиков, почвоведов, экологов. Эта чувствительность подтверждается и всем опытом фитоинт родукторов, которые искусственно переносили растения в новые климатические условия. Изменение климата при интродукции растений влияло на динамику их роста и развития, биохимические реакции и модифика ции, ферментативные и физиологические процессы. На их морфологическое строение: габитус, облиствен ность, размеры листьев, развитость корневых систем, жизненную форму, на скорость старения и долголетие организмов. Иными словами, перемена климата детерминировала коренные изменения во всех проявлениях жизни растений, а в итоге трансформировала продуктивность и биоразнообразие растительных сообществ в целом [8]. Отсюда становится ясно, что рациональное природопользование возможно только на основе знания поведения растений в режиме времени флюктуирующих климатических условий. Без изучения поведения растений в режиме циклических колебаний климата нельзя понять, как растут и развиваются рас тения. А потому не удастся разработать и рациональную систему природопользования, например, использо вания природных сырьевых ресурсов фармацевтической, пищевой, парфюмерной, деревообрабатывающей, лесной промышленности. Не удастся эффективно повысить продуктивность растениеводства, кормовой базы животноводства, звероводства, пчеловодства. Не получится объективной оценки происходящих изменений водорегулирующей, водоохранной, почвозащитной, противолавинной, селезащитной, бальнеологической и рекреационной роли растительных систем, оценки продуктивности и биоразнообразия населяющей их фауны.

А в итоге не будут успешными и никакие попытки инновационных разработок.

Научные исследования поведения растений в режиме колебаний климата проводились в период 1994 – 2013гг в Казахстане [8-11]. В результате удалось достоверно констатировать многие факты связанной с этим разбалансировки жизнедеятельности растений (рис.1).

Было установлено, что в одни и те же годы и при совместном произрастании на одной территории, разные виды растений по-разному реагируют на режим изменения климата. Все идет по сценарию известной русской поговорки: «кому – война, а кому – мать родна». В результате, например, одни виды энтомофильных растений в определенные периоды колебания климата утрачивают способность нектаровыделения и по этой причине разрушаются их биотические связи. Они лишаются перекрестного опыления, прекращают семенное возоб новление. Прерывается процесс перекомбинации генов для приспособления растений к новому климатиче Рисунок 1 – Изменения свойств растений при колебаниях климата скому режиму, что грозит их исчезновением. В том же месте и в те же годы другие виды растений, наоборот, улучшают эти показатели и существенно повышают свою биологическую устойчивость и продуктивность.

Такую разнонаправленность процессов жизнедеятельности удалось установить и в отношении многих дру гих свойств совместно произрастающих растений разных видов. Например, изменения продуктивности их биомассы, качества семян, степени уязвимости фаз развития и роста растений, длительности периода веге тации и т.д. Результаты выполненных хронобиологических исследований статистически достоверно (часто с вероятностью до 99,9%) свидетельствовали о том, что при колебаниях климата происходят закономерные, интенсивные и очень важные для растений процессы изменения их жизнедеятельности. Они влияют на их ре продукцию, рост, развитие, биологическую продуктивность и важнейшие биотические связи и, как следствие, на биологическую устойчивость растительных сообществ в целом [8-11].

Таким образом, можно констатировать, что колебания климата неизбежно приводят к очень глубоким, как неблагоприятным, так и благоприятным изменениям в жизни растений и формируемых ими растительных систем. Масштабность и многогранность этих изменений весьма велики. Но на данном этапе еще отсутствуют необходимые знания об этой стороне жизни растений. А потому всякое вмешательство человека в их жизнь часто оказывается сопряжено с ошибками, крупными неудачами и непродуктивными затратами. В данной связи здесь предлагается новый подход к решению проблемы, который позволит использовать растения с наименьшими затратами, но с максимальной эффективностью. Сущность предлагаемого решения проблемы сводится не к преодолению сил природы (ведь растения можно вырастить и на луне), а, наобо рот, к использованию природы, как главного помощника в создании оптимальных условий для тех видов растений, в которых человек нуждается. Для этого нужно вести постоянный хронобиологический ана лиз поведения растений в режиме колебаний климата. И только на основе полученных таким образом знаний решать задачу вовлечения в хозяйственный оборот именно тех видов растений, в таких местах их обитания и в такие сроки изменения климата, когда природа сама обеспечивает их наибольшую про дуктивность.

Но необходимо иметь в виду, что климат будет корректировать, как минимум, три вектора изменений в жизни растений. Во-первых, изменений вызванных колебаниями климата на уровне конкретного местополо жения каждой особи растения. Во-вторых, сопряженного с колебаниями климата вектора изменений границ оптимума внутри ареала каждого вида растений. В-третьих,- вектора колебаний внешних границ ареалов ви дов растений смещающихся под действием флюктуации климата. Отсюда понятно, что для эффективного применения предлагаемого подхода наиболее важно знать и учитывать именно движение границ опти мума растений внутри их ареала. Тогда, на основе этих знаний, удастся вести природопользование всег да в оптимальном режиме, только внутри границ оптимума растений. Такое решение проблемы позволит существенно ослабить неблагоприятные для человека последствия колебаний климата. Притом, без излишне го вмешательства в происходящие природные процессы, но с высокой степенью уверенности в результатах.

В управляемом режиме. В режиме согласованном с изменениями климата и, одновременно, с потребностями человека. Даст возможность получать максимальную для флюктуирующих климатических условий биоло гическую продуктивность растений. Сократит неэффективные затраты труда и времени по восстановлению растительных ресурсов. Существенно уменьшит вред от вмешательства человека в природные процессы.

Главное место в предлагаемом решении проблемы оптимизации природопользования принадлежит хро нобиологическому анализу изменения свойств растений в режиме колебаний климата. Фактическую основу для анализа дадут хронобиологические наблюдения за растениями в режиме меняющегося климата, которые позволят получать многолетние временные ряды данных. Конечно, такие временные ряды отразят как кли матогенную изменчивость их показателей, так и «шум» обусловленный колебаниями погодных условий и других факторов в период следующих друг за другом лет наблюдений. Но для фильтрации «шума» достаточно применить корреляционный и регрессионный анализ, позволяющие выявить регулярную (систематическую) компоненту в поведении растений в период действия меняющегося климата. С этой целью растения и фор мируемые ими растительные сообщества целесообразно рассматривать как процессуальные системы, работа которых отражается последовательностью смены их состояний в режиме меняющегося климата. Входом в процессуальную систему является период жизни (интервал лет), в течение которого она изучается, а его кон кретными состояниями – охваченные исследованиями годы наблюдений. Выход системы – исследуемые свой ства растений, трансформируемые в период меняющегося климата. Исследуя связь между входом (периодом жизни) и выходом (результатами работы) каждой такой процессуальной системы удастся выяснить динамику важнейших характеристик биологических показателей растений. Теоретическое обоснование, методика и ал горитмы проведения хронобиологического анализа основывающегося на этом подходе, а также рекомендации по размещению хронобиологических стационаров на равнинах и в горах, опубликованы [8,9].

Хронобиологический анализ позволит отслеживать границы оптимумов и их движение для любых видов растений. Причем непосредственно в режиме времени колебания климата. С его помощью можно по лучать статистически достоверные числовые оценки степени уязвимости свойств растений, а также графиче ские линии регрессии и аналитические формулы, количественно отражающие временной ход изменения их характеристик. Удастся оценить вариабельность характеристик растений при изменении климата, определить реактивность и чувствительность системообразующих компонентов растительных ассоциаций, их индикатор ных представителей. Обнаружить такие сдвиги, которые окажутся существенными, угрожают выживаемости растений, превышают уровень их адаптационной способности и свидетельствуют об их высокой чувствитель ности и уязвимости. Представится возможность оценивать стабильность или уязвимость каждой раститель ной системы в динамике ее развития. Определять критические пороговые значения режимов времени изме нения климата, при которых будет происходить необратимая трансформация растительного покрова. Удастся понять адаптационную стратегию растений в пределах изученных периодов их жизни. Оценивать ресурсную перспективность составляющих растительные системы конкретных видов растений в каждом конкретном пе риоде жизни и прогнозировать ход трансформации их жизнеспособности и свойств путем интерполяции дан ных для промежуточных экологических ситуаций. И, хотя результаты хронобиологического анализа не смогут в исчерпывающей мере раскрыть биологическую суть происходящих процессов, с их помощью удастся раз работать рекомендации для наиболее продуктивного, экономичного, но, в то же время, и щадящего режима использования растений. Для достижения перечисленных выше положительных результатов работа должна быть организована по предлагаемой ниже схеме (рис.2).

Рисунок 2 – Порядок организации работы по применению хронобиологического анализа растений Прежде всего, для контроля и достоверного хронобиологического анализа поведения растений в режиме колеблющегося климата нужно создать сеть системно-организованных экологически ординированных хро нобиологических стационаров. Их число должно быть репрезентативно как для природных, так и сельско хозяйственных ключевых объектов растительных систем. На основе наблюдений этих стационаров должна формироваться и постоянно пополняться база данных для выполнения долгопериодного и краткосрочно – поэтапного интерполяционного прогнозирования изменения границ оптимума растений и формируемых ими растительных систем во время колебаний климата. Получаемые на стационарах результаты хронобиологи ческого анализа позволят оперативно решать следующие важнейшие задачи: создавать, карты отражающие движение оптимумов растений в режиме колебаний климата;

определять наиболее выгодные направления развития бизнеса по использованию растений в режиме колебания климата;

проектировать рациональное раз мещение объектов бизнеса;

корректировать приемы по уходу и защите растений в режиме колебания климата;

разрабатывать технологии обеспечивающие наибольшую экономическую эффективность и получение прибы ли в ведении бизнеса при наименьших затратах и вмешательстве в природные процессы в каждый конкретный период изменения климата.

Целесообразность и актуальность реализации предлагаемого нового подхода к решению задач природо пользования можно проиллюстрировать на примере Республики Казахстан. Здесь, согласно недавно опубли кованной сводке «Дикорастущие полезные растения Казахстана» [12], в природной флоре представлено около 6000 видов растений. В том числе: – 1300 видов лекарственных, 1028 – кормовых, 649 – декоративных, – технических, 532 – медоносных, 500 – эфирномасличных растений. Это огромное богатство Казахстана, как естественно возобновляемый ресурс, может обеспечить ему безбедное развитие и процветание на все обозримое будущее. Но только при условии рационального природопользования с учетом действия постоянно флюктуирующего климата. Однако пока еще необходимый для этого хронобиологический анализ отсутствует и даже не планируется к разработке ни по одному из имеющихся видов растений не только природной фло ры, но и для интродуцированных из мировой флоры инорайонных растений и растений агропромышленного комплекса.

Не лучше, чем в Казахстане, обстоит дело и в других регионах нашей планеты, где имеются уже не тысячи, а десятки и сотни тысяч полезных видов растений. Поэтому, как представляется, предложенное выше решение проблемы будет полезным для всех стран. А его выполнение совместными усилиями позволит ускорить дело и существенно снизить затраты на стационарные исследования в границах смежных государств.

1. Байдал М.Х. Долгосчрочные прогнозы погоды и колебания калимата Казахстана. –Л. Гидрометеоиз дат.1964. Ч. 1 и 2. – С. 446.

2. Дроздов О.А., Григорьева А.С. Многолетние циклические колебания атмосферных осадков на терррито рии СССР.- Л. Гидрометеоздат. 1971 — С. 158.

3. Долгосрочные колебания погоды и климата и их прогнозирование /Е.П.Борисенков, Е.В.Воробьева, Т.В.Покровская и др. //Современные фундаментальные исследования Главной геофизической обсерватории. Л.1977. – С. 40-50.

4. Груза Г.В. Мониторинг и вероятностный прогноз месячных и сезонных колебаний атмосферных про цессов над северным полушарием. //Тр. 5-го Всесоюзн. Совещ. По применению статистических методов в метеорологии. – Л. 1987. -С. 13-19.

5. Колебания климата за последнее тысячелетие /А.А.Абрамова, Т.Т.Битвинскас, Е.П.Борисенков и др. – Л.

Гидрометеоиздат, 1988.- С. 408.

6. Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы. /Под ред. Б.Болина. Л. Гидрометеоиздат. 1989. – С. 557.

7. Чичасов Г.Н. Технология долгосрочных прогнозов погоды. С.-Петербург. Гидрометеоиздат. 1991. С. 304.

8. Проскуряков М.А. Хронобиологический анализ растений при изменении климата. Тр. Института бота ники и фитоинтродукции. Т.18(1). Алматы. 2012. – С. 228. http://www.moip.msu.ru, www.botsad.kz 9. Проскуряков М.А. Хронобиологический анализ скорости и величины смещения характеристик расте ний при изменении климата. В сб. Изучение ботанического разнообразия Казахстана на современном этапе.

Тр.междунар. конф. 6-7 июня 2013. Издательство «LEM». Алматы. 2013. С 132-135. www.botsad.kz 10. Проскуряков М.А. и др. Хронобиологический анализ корреляций у растений при их адаптации к изме нению климата. В сб. Изучение ботанического разнообразия Казахстана на современном этапе. Тр.междунар.

конф. 6-7 июня 2013. Издательство «LEM». Алматы. 2013. С 140-143. www.botsad.kz 11. Проскуряков М.А. и др. Хронобиологический анализ адаптационной стратегии растений при измене нии климата. В сб. Изучение ботанического разнообразия Казахстана на современном этапе. Тр.междунар.

конф. 6-7 июня 2013. Издательство «LEM». Алматы. 2013. С 143-148. www.botsad.kz 12. Дикорастущие полезные растения Казахстана./Под ред. Р.А.Уразалиева и С.Б.Кененбаева. Изд. «Асыл кітап». Алматы. 2008. – С. 100.

ХРОНОБИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СКОРОСТИ И ВЕЛИЧИНЫ

СМЕЩЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАСТЕНИЙ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА

Предложена методика числовой оценки скорости, направления и величины смещения характеристик рас тений при изменении климата.

Многолетние хронобиологические наблюдения за растениями в режиме меняющегося климата позволя ют получать временные ряды данных, которые отражают изменчивость их показателей. Но решение задачи анализа именно климатогенной составляющей этих изменений осложняется высокой вариабельностью ха рактеристик растений, вызванной сильными колебаниями погодных условий, следующих друг за другом лет наблюдений. Такие колебания создают «шум», который затрудняет обнаружение климатогенной компоненты.

Поэтому важной задачей анализа полученных временных рядов является фильтрация шума с целью выявить регулярную (систематическую) компоненту в поведении растений, которая детерминируется действием меня ющегося климата, как совокупности погод за длительный период времени. В качестве эффективного способа фильтрации шума вызванного погодной изменчивостью растительных систем, можно применить корреляци онный и регрессионный анализ.

С этой целью растения и формируемые ими растительные сообщества рассматривались автором как про цессуальные системы. Работа каждой такой процессуальной системы отражается последовательностью смены ее состояний в режиме меняющегся климата. Входом в процессуальную систему является период жизни (ин тервал лет), в течение которого она изучается, а его конкретными состояниями – охваченные исследованиями годы наблюдений. Выходом системы будут исследуемые параметры показателей жизнеспособности и прочие свойства растений, трансформируемые в период меняющегося климата. Исследуя связь между входом (пери одом жизни) и выходом (результатами работы) данной процессуальной системы, можно выяснить динамику важнейших характеристик биологических показателей. Теоретическое обоснование, методика и алгоритмы проведения хронобиологического анализа, основывающегося на этом подходе, опубликованы[1,2].

В развитие этого подхода здесь предлагается методика числовой оценки скорости, величины и направле ния смещения регулярной компоненты характеристик растений при изменении климата. В качестве конкрет ного примера для иллюстрации методического решения задачи воспользуемся материалами наблюдений за датой начала плодоношения у лещины сорта Грандиозный (Corylus avellana ‘Grandioznyi’). Исходные данные для расчетов получены от О.П.Зайченко, которая вела наблюдения в Главном ботаническом саду Института ботаники и фитоинтродукции (г.Алматы) в течение 14 лет (с 1999 по 2012гг). И, именно в тот период, ког да происходили весьма интенсивные изменения климата [3]. В ее наблюдениях обеспечивалось соблюдение принципа единственного различия – меняющегося климатического режима местности.

Расчет вспомогательных величин для вычисления корреляционного отношения даты созревания плодов Corylus avellana ‘Grandioznyi’ представлен в таблице 1. При этом, перевод дат в последовательные числа для их статобработки выполнялся по таблице Г.Н.Зайцева [4]. Как видно из материалов таблицы 1(столбцы 1 и 4) и построенного по ним рис. 1А, накопленный в результате наблюдений временной ряд данных, отражает весьма существенную изменчивость сроков созревания плодов лещины.

Климатогенная составляющая этих изменений затушевывается имеющей место вариабельностью сроков созревания плодов, которая вызвана колебаниями погодных условий. Поэтому применение здесь корреляци онного и регрессионного анализа с целью фильтрация шума и выявления регулярной (систематической) ком поненты вполне оправданно.

Представленные в корреляционной таблице 1 результаты анализа свидетельствуют, что дата начала созре вания плодов лещины (У) весьма существенно коррелирует с изучаемым периодом жизни ее растений (Х). Тес нота этой связи составляет более 96% от полной неразрывной (корреляционное отношение ух =0,962±0,079).

Нулевая гипотеза об отсутствии связи отвергается, т.к. tфакт = 12,177 больше tтабл оо1 = 4,318. А 95%-ый довери тельный интервал для корреляционного отношения находится в пределах 0,81. В целом же выполненные рас четы с вероятностью 99,9% свидетельствуют о наличии статистически значимой, близкой к функциональной связи. Это подтверждается и коэффициентом детерминации (dух=0,93), который указывает, что более 90% доли вариации сроков созревания плодов (У) происходит согласованно, именно со шкалой времени (Х) изменения климата. Полученные результаты характеризуют высокую уязвимость изучаемого фенологического показате ля в данный период изменения климата и дают основания для анализа закономерностей регрессии системати ческой компоненты временного хода даты созревания плодов лещины.

Для решения такой задачи можно воспользоваться как числовыми оценками таблицы 1, так и графическим Таблица 1 – Расчет вспомогательных величин для вычисления корреляционного отношения даты созревания плодов эффициент детерминации;

s – ошибка корреляционного отношения;

t суммирования.

изображением линии регрессии, которая отразит усредненное течение функции У(фенодаты) при равномер ном увеличении аргумента Х(лет наблюдений). Без дополнительных вычислений линию регрессии с доста точным приближением можно построить графическим способом. С данной целью нужно воспользоваться материалами таблицы 1, в которой рассчитывались вспомогательные величины для вычисления корреляци онного отношения. Значения групповых средних ( и ), записанные в столбцах 2 и 6 таблицы 1, соот ветствуют координатам линии регрессии. Поэтому нанеся на график соответствующие им точки (отмечены на рис. 1В маркерами с указаниями года), и соединив их, мы получим линию регрессии. Построенная указанным способом линия регрессии (рис.1В) с достаточным приближением отражает поведение регулярной (система тической) компоненты для принятого в корреляционной таблице порядка группировки данных (по три года).

А применение именно такой группировки представляется наиболее оправданным еще и потому, что она лучше сопряжена с установленным климатологами разнообразием циклических колебаний термического режима по стоянно флюктуирующего климата.

Линия регрессии рис.1 показывает, что за наблюдаемый период имели место существенные смещения даты созревания плодов лещины. Притом, процесс этот шел очень неравномерно. И для того, чтобы получить числовые оценки скорости и величины смещения даты созревания плодов лещины, нужно воспользоваться материалами рассмотренной выше корреляционной таблицы, в которой рассчитывались координаты линии регрессии. Для удобства дальнейших расчетов эти данные помещены в таблице 2 (см. 1-3 столбцы).

Длительность каждого из указанного на рис.1В и в первом столбце таблицы 2 периода линии регрессии за писана в ее столбце 2. Направление и величину смещения фенофазы легко рассчитать как разность дат начала и конца периода (по данным столбца 3). Результаты этого расчета записаны в столбец 4. Затем, путем деления величины смещения фенофаз по периодам на длительность этих периодов, можно определить скорость сме щения регулярной систематической компоненты (линии регрессии), которая характеризует процесс созрева ния плодов лещины. Для нашего примера полученные оценки скорости по каждому периоду линии регрессии записаны в 5-ом столбце таблицы 2.

Таблица 2 – Динамика смещения линии регрессии созревания плодов Линия регрессии на рис.1В и материалы таблицы 2 свидетельствуют о том, что с 2000 по 2002 год дата начала созревания плодов лещины стала на 1 день позже. Но затем все последующие периоды она смещалась уже только в раннюю сторону. С 2002 по 2005гг – на 11 дней со скоростью 3,7 дня в год, а с 2005 по 2011гг срок созревания сместился еще на четыре дня со скоростью 0,7 дней в год. В итоге за период с 2002 по 2011гг дата созревания плодов лещины стала на 15 дней раньше. Очевидно, что выявленная тенденция в смещении даты созревания плодов будет продолжена, если сохранится режим изменения климата.

Полученные числовые оценки скорости, величины и направления смещения характеристик растений отра жают влияние всей совокупности факторов действующих в период меняющегося климата. Тем самым иссле дователь получает интегральный инструмент для изучения поведения любых показателей растений при транс формации климата. И в данной связи здесь уместно отметить следующие необходимые условия объективного решения рассмотренных выше задач хронобиологического анализа.

1. Соблюдать принцип единственного различия обитания растений при сборе материалов в изучаемый период их жизни, а именно – меняющегося климатического режима.

2. Использовать для анализа только полные (без пропусков лет) временные ряды данных погодичных на блюдений за поведением растений.

3. Применять статистические методы обработки наблюдений, позволяющие учитывать закономерное пре обладание нелинейности климатогенных изменений свойств растений.

4. Согласовывать частоту наблюдений за растениями со скоростью изменения анализируемых их свойств.

Как уже было показано ранее [2], глобальные изменения климата могут привести к обеднению видового состава растительных сообществ, изменению их продуктивности, валового запаса биомассы, годичного при роста растений, интенсивности плодоношения. Изменению динамики роста и развития растений, их биохи мической реакции и биохимических модификаций. Возможны изменения в ферментативных системах и фи зиологических процессах. Трансформация морфологического строения, габитуса растений, облиственности, размеров листьев, развитости корневых систем. Участятся случаи проявления вечнозелености растений. Про изойдет сдвиг фаз роста и развития, изменится скорость их протекания, выпадут отдельные фазы развития, появятся нарушения феноритмики у растений. Изменится скорость старения и долголетие организмов. Будет безвозвратно утрачен ценнейший генофонд растений. В результате разрушится вся прежняя картина распре деления видового состава и продуктивности растительного покрова. Произойдет глубокая разбалансировка растительных систем и «великое переселение» видов, а также коренные изменения общей продуктивности, биологической устойчивости и биоразнообразия растительного покрова Земли.

В этих аспектах, как представляется, предлагаемая методика будет полезным дополнением методологиче ской основы количественного хронобиологического анализа растений. Она применима в динамике развития трансформации растительного покрова за любой период изменения климата. Для любого пункта и раститель ного объекта территории Земли. И на сколь угодно большом объеме накопленного статистического материала.

Это поможет исследовать крупные массивы наблюдений за любые периоды изменения климата. Даст возмож ность количественно исследовать процесс трансформации характеристик растений и их биотических связей.

Поможет определить реактивность системообразующих компонентов растительных ассоциаций, индикатор ных представителей растительной системы и сделать объективные заключения об их устойчивости. Позво лит получать числовые оценки степени уязвимости, скорости, направления и величины смещения регуляр ной систематической составляющей широкого круга жизненноважных показателей растений и формируемых ими систем в период изменения климата. Представится возможным количественно оценивать биологическую устойчивость и ресурсную перспективность растений, формируемых ими природных растительных систем и агрофитоценозов в любом конкретном периоде их жизни, как при потеплении, так и похолодании. Можно бу дет выявлять основные типы адаптационной стратегии растительных систем дифференцирующихся в режиме времени изменения климатических условий, и отслеживать временной ход процесса их трансформации.

Вся полученная с помощью таких исследований информация необходима для понимания происходящих климатогенных изменений растительного покрова. Позволит лучше подготовиться к возможным последстви ям трансформации растительного покрова и принятию действенных мер по предотвращению его разрушения.

1. Проскуряков М.А. Методика хронобиологического анализа медоносной базы. /Пчеловодство, №3,Мо сква. 2009. С.20-22. http://www/beekeeping. orc. ru/Articles/n309_20/htm.

2. Проскуряков М.А. Хронобиологический анализ растений при изменении климата. Тр. Института бота ники и фитоинтродукции. Т.18(1). Алматы. 2012. – С. 228. http://www.moip.msu.ru, www.facebook.com/groups/ 302333236452194/?bookmark_t=group 3. Второе Национальное сообщение Республики Казахстан Конференции Сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата. Астана,2009. С. 190.

4. Зайцев Г.Н. Фенология древесных растений. Изд.Наука. М..1981. С. 120.

The resume. The technique of an establishment of speed and size of displacement of characteristics of plants is considered at climate change.

ХРОНОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ УЯЗВИМОСТИ

РАСТЕНИЙ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА

Рассмотрены вопросы индикации уязвимости растений при изменении климата.

В период изменения климата вопросы оценки биологической устойчивости растений должны решаться по-новому. Ведь меняющийся климат будет влиять на их свойства, как в режиме времени, так и силы воздей ствия его факторов. И для того, чтобы получить возможность ориентироваться в результатах такого действия, необходима индикация уязвимости растений [1,2]. Без этого разработка рациональной системы их использо вания невозможна.

Целью данной публикации и ставилось показать возможности количественной индикации уязвимости рас тений в условиях меняющегося климата. В качестве примера рассмотрим результаты исследования развития лещины разнолистной (Corylus heterophylla Fisch), растущей на коллекционном участке в Главном ботаниче ском саду Института ботаники и фитоинтродукции РК (г.Алматы). Естественный ареал данного вида приуро чен к юго-восточной части Забайкалья, югу Амурской области, Приморскому краю и восточной части Азии (Северному и Центральному Китаю, Корее и Японии). Фенологические наблюдения за его растениями прово дились О.П.Зайченко. Анализ этих материалов и текст статьи выполнены М.А.Проскуряковым. В расчетах по статистической обработке данных участвовали научные сотрудники И.В.Бабай, В.А.Масалова, С.В.Набиева, А.Н.Ишаева, Н.А.Исмаилова, И.В.Хусаинова.

Район исследований располагается у подножия хребта Заилийский Алатау в предгорной территории Се верного Тянь-Шаня. Детальная характеристика условий обитания растений в этой местности опубликована в ряде работ [1,3-5]. Поэтому останавливаться на ней не будем. Отметим лишь, что по данным Казгидромета за период 1936-2005гг климат Казахстана значительно потеплел. Среднегодовая температура воздуха возрастала в среднем на 0,310С за каждые 10 лет[6]. Для объекта хронобиологического анализа соблюдалось постоянство участка и агротехники. Растения развивались при отсутствии взаимоотенения. В период вегетации плантация регулярно поливались. Всем этим обеспечивалось соблюдение принципа единственного различия их суще ствования – изменения температурного режима.

Для решения задачи количественного анализа уязвимости растения рассматривались как хронобиологиче ская процессуальная система, работающая в режиме времени изменения климата. Вход в эту систему – период жизни растений, т.е. временной интервал лет, в течение которого она функционирует. Конкретными состоя ниями периода жизни растений являются годы, охваченные наблюдениями (Х). Выход системы – изучаемые свойства растений (У). Путем корреляционного анализа связи между входом данной системы (периодом жиз ни растений) и ее выходом (свойствами растений) можно получать очень важные сведения о скорости, на правлении и степени трансформации показателей растений[1,2]. При этом, в корреляционных таблицах нами применялась группировка данных по три года, т.к. тогда результаты анализа были лучше сопряжены с разно образием циклических колебаний климата данной местности.

Результаты анализа фаз развития растений показали, что даты их наступления весьма тесно коррелируют с изученным периодом изменения климата. Теснота этой связи оказалась более 70% от полной неразрывной (корреляционные отношения находятся в пределах 0,703 0,856). Нулевая гипотеза об отсутствии связи отвергается на высоком уровне значимости, т.к. tфакт во всех случаях больше tтабл оо1. Следовательно, с ве роятностью 99,9% можно констатировать наличие статистически значимой, близкой к функциональной, связи. Это подтверждается и коэффициентами детерминации, согласно которым по каждой изученной фазе развития растений более 50% доли вариации сроков их наступления определяется именно согласованным изменением У по Х. Все полученные результаты характеризуют высокую уязвимость изучаемых феноло гических показателей развития растений лещины в данный период изменения климата и дают основания для анализа закономерностей регрессии систематической (регулярной) компоненты временного хода даты наступления фенофаз.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 16 |
 




Похожие материалы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ А.И. Колобова ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АПК (3-е издание, дополненное и переработанное) Допущено Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по экономическим специальностям Барнаул Издательство АГАУ 2008 УДК ...»

«АЗОВСКАЯ ЗЕМЛЯ общество и власть 1 АЗОВСКАЯ ЗЕМЛЯ общество и власть ББК 63.3 (2 Рос – 4 Рос) УДК 908.471.61 Азовская земля: общество и власть. / Под общей редакцией С.В. Юсова, Председателя Изби- рательной комиссии Ростовской области и В.Н. Бевзюка, Главы Азовского района. – Информаци- онно-аналитический и издательский центр Местная власть, 2011 г. – 120 с., илл. Выпуском данной книги продолжается издательский проект Избирательной комиссии Ростов ской области История власти на Дону. Коллектив, ...»

«ПОЧВЫ РОССИИ: 3 современное состояние, перспективы изучения и использования КНИГА ОБЩЕСТВО ПОЧВОВЕДОВ ИМ. В.В. ДОКУЧАЕВА КАРЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАРЕЛЬСКАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ ДОКЛАДОВ VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА Всероссийская с междунароным участием научная конференция ПОЧВЫ РОССИИ: современное состояние, перспективы изучения и использования ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ Книга 3 ПЕТРОЗАВОДСК – ...»

«ПОЧВЫ РОССИИ: 2 современное состояние, перспективы изучения и использования КНИГА 2 ОБЩЕСТВО ПОЧВОВЕДОВ ИМ. В.В. ДОКУЧАЕВА КАРЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАРЕЛЬСКАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ ДОКЛАДОВ VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА Всероссийская с междунароным участием научная конференция ПОЧВЫ РОССИИ: современное состояние, перспективы изучения и использования ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ Книга 2 ПЕТРОЗАВОДСК – ...»

«ПОЧВЫ РОССИИ: 1 современное состояние, перспективы изучения и использования КНИГА 1 ОБЩЕСТВО ПОЧВОВЕДОВ ИМ. В.В. ДОКУЧАЕВА КАРЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАРЕЛЬСКАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ ДОКЛАДОВ VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА Всероссийская с международным участием научная конференция ПОЧВЫ РОССИИ: современное состояние, перспективы изучения и использования ШКОЛА-СЕМИНАР ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЗНАНИЯ О ...»

«1 Нурушев М.Ж., Байгенжин А.К., Нурушева А.M. НИЗКОУГЛЕРОДНОЕ РАЗВИТИЕ - КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ: Казахстан, Россия, ЕС и позиция США (1992-2013 гг.) Астана, 2013 2 Н-92 Низкоуглеродное развитие и Киотский протокол: Казахстан, Россия, ЕС и позиция США (1992-2013 гг.): монография – М.Ж. Нурушев, А.К. Байгенжин, А. Нурушева – Астана: Издательство ТОО Жаркын Ко, 2013 – 460 с. ил. УДК [661.66:504]:339.922 ББК 28.080.1 (0)я431 Н-92 ISBN 978-9452-453-25-5 Рекомендовано к печати ученым Советом РГП на ПХВ ...»

«Цветы дома и в саду Т. М. Клевенская СУККУЛЕНТЫ: НЕПРИХОТЛИВЫЕ КОМНАТНЫЕ РАСТЕНИЯ Москва ОЛМА-ПРЕСС 2001 _ Содержание ОТ АВТОРА: К А К БЫЛА НАПИСАНА ЭТА КНИГА 3 ЧТО ТАКОЕ СУККУЛЕНТЫ? 5 Где они растут? 8 Как они приспособились? 9 Как вас теперь называть? 13 КАК ВЫРАЩИВАТЬ СУККУЛЕНТЫ? 17 Размножение 24 Генеративное размножение ОТ АГАВЫ ДО ЯТРОФЫ Основные суккуленты от А до Я Редкие неожиданные суккуленты В КОМНАТЕ, НА БАЛКОНЕ, В САДУ ЧТО ЕЩЕ ПРОЧИТАТЬ ББК К Клевенская Т. М. 8 Суккуленты: ...»

«О. А. Киселёва МЕТЕОРОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ КЛИМАТОЛОГИИ Министерство образования и науки, молодёжи и спорта Украины Государственное учреждение Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко О. А. Киселёва МЕТЕОРОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ КЛИМАТОЛОГИИ Учебное пособие для иностранных студентов высших учебных заведений Луганск ГУ ЛНУ имени Тараса Шевченко 2013 УДК [551.5 + 551.58] (075.8) ББК 26.23я73 + 26.234. 7я73 К44 Рецензенты: доктор педагогических наук, профессор Трегубенко Е. Н. – кафедры ...»

«Г. Федоров, Й. фон Браун, В. Корнеевец ОПЫТ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Калининград 1997 Министерство общего Кильский и профессионального образования университет Российской Федерации Калининградский государственный университет Г. Федоров, Й. фон Браун, В. Корнеевец ОПЫТ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Калининград 1997 УДК 338.436. Федоров ...»

«УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МОНИТОРИНГА КЛИМАТИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ СО РАН ДЕПАРТАМЕНТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ ТРОО ЦЕНТР ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ИНФОРМАЦИИ И.А. Бех, С.А. Кривец, Э.М. Бисирова КЕДР - ЖЕМЧУЖИНА СИБИРИ Томск - 2009 УДК 582.475:630*8(571.1) ББК П42.357.7(253) Б550 Бех И.А., Кривец СЛ., Бисирова Э.М. Кедр - жемчужина Сибири. Томск: Изд-во Печатная мануфактура, 2009. - 50 с. Б550 ISBN 978-5-94476-164-4 В книге ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Всероссийский научно–исследовательский институт картофельного хозяйства имени А. Г. Лорха Всероссийский научно–исследовательский институт фитопатологии Биологический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова СОРТА КАРТОФЕЛЯ, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫЕ В РОССИИ 2013 Ежегодное справочное издание Агроспас 2013 УДК 635.21:631.526.32(470) ББК 42.15 С37 Авторы: Б. В. Анисимов, С. Н. Еланский, В. Н. Зейрук, М. А. Кузнецова, Е. А. ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УФИМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ КАРСТ БАШКОРТОСТАНА Уфа — 2002 УДК 551.44 (470.57) Р.Ф. Абдрахманов, В.И. Мартин, В.Г. Попов, А.П. Рождественский, А.И. Смирнов, А.И. Травкин КАРСТ БАШКОРТОСТАНА Монография представляет собой первое наиболее полное обобщение по карсту платформен ной и горно складчатой областей Республики Башкортостан. Тематически оно состоит из двух частей. В первой освещены основные факторы развития карстового процесса (физико географические, ...»

«Белорусский государственный университет Географический факультет Клебанович Н.В. ЗЕМЕЛЬНЫЙ КАДАСТР Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов специальности G 31 02 01-02 географические информационные системы Минск – 2006 1 УДК 347 ББК К 48 Рецензенты: Кафедра кадастра и земельного права учреждения образования Бело русская сельскохозяйственная академия (зав. кафедрой, канд. экон. наук, доц. Е. А. Нестеровский); ст. научный сотрудник УП ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 2-Я ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО- ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНТЕРНЕТ-КОНФЕРЕНЦИЯ КАДАСТР НЕДВИЖИМОСТИ И МОНИТОРИНГ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ Под общей редакцией доктора технических наук, проф. И.А.Басовой Тула 2012 УДК 332.3/5+504. 4/6+528.44+551.1+622.2/8+004.4/9 Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов: 2-я Всероссийская научно ...»

«1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Учреждение образования Барановичский государственный университет Эколого-краеведческое общественное объединение Неруш Барановичская городская и районная инспекция природных ресурсов и охраны окружающей среды Отдел по физической культуре, спорту и туризму Барановичского городского исполнительного комитета Отдел по физической культуре, спорту и туризму Барановичского районного ...»

«Александр Слоневский Судебные процессы и преступность в Каменском-Днепродзержинске Очерки и документы Книга Александра Слоневского Судебные процессы и преступность в Каменском- Днепродзержинске в определённом смысле является продолжением книги Дух ушедшей эпохи (2007), написанной в союзе с безвременной ушедшей из жизни историком Людмилой Яценко. Судебные процессы и преступность охватывают период с 1761 года, когда в Каменском произошёл крестьянский бунт, по 1972 год, вошедший в историю ...»

«АГРОНОМИЯ И ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ УДК 633.174:581.192.7 ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И ПОСЕВОВ СТИМУЛЯТОРАМИ РОСТА НА УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНОВОГО СОРГО Васин Алексей Васильевич, д-р с.-х. наук, проф. кафедры Растениеводство и селекция ФГБОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2. E-mail: vasin_av@ssaa.ru Казутина Надежда Александровна, соискатель кафедры Растениеводство и селекция ФГБОУ ВПО Самарская ...»

«СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА УДК 631.331.022 РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ СЕМЯН ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ВЫСЕВА Крючин Николай Павлович, д-р техн. наук, проф. кафедры Механика и инженерная графика ФГБОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2. Тел.: 8(84663) 46-3-46. Андреев Александр Николаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры Механика и ...»

«ЭКОНОМИКА, ОРГАНИЗАЦИЯ, СТАТИСТИКА И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УДК 333 ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАДАСТРОВОЙ ОЦЕНКИ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Жичкин Кирилл Александрович, канд. экон. наук, проф. кафедры Экономическая теория и экономика АПК ФГБОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. 446442, Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2. Тел.: 8(84663) 46-1-30. Пенкин Анатолий Алексеевич, канд. экон. наук, проф., зав.кафедрой Экономическая теория и ...»






 
© 2013 www.seluk.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.