Растительные сообщества отвалов угледобычи на юге о-ва Сахалин
К.А. Корзников¹*, К.Б. Попова²
¹ Ботанический сад-институт ДВО РАН, г. Владивосток
² Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва
*E-mail: korzkir@mail.ru
DOI: 10.17581/bbgi2103
Изучены растительные сообщества разновозрастных поверхностей отвалов открытой разработки угольного месторождения в юго-западной части острова Сахалин. Выполнено 60 геоботанических описаний, установлено, что на поверхности отвала 4-летнего возраста сформировалось сообщество Chenopodium album – Puccinellia distans (среднее проективное покрытие 40%), 10-летнего возраста – Tussilago farfara – Phragmites australis (54%), 20-летнего возраста – Equisetum arvense – Phragmites australis. Показано, что с увеличением возраста отвала увеличивается флористическое богатство и проективное покрытие сосудистых растений, а мохообразных – уменьшается. В сообществах первых стадий зарастания высоко участие растений из диагностических комбинаций высших синтаксонов классов антропогенной рудеральной растительности (Artemisietea vulgaris, Polygono-Poetea annuae, Stellarietea mediae и др.). Для сообщества 20-летнего возраста отмечено начало формирования древесного яруса, появление видов из группы сахалинского крупнотравья (класс Filipendulo-Artemisietea montanae). Успешное восстановление сомкнутого растительного покрова объяснено механическим составом субстрата отвалов – из обладающей хорошей водоудерживающей способностью пелитовой фракции.
Ключевые слова: зарастание отвалов, техногенный ландшафт, биологическая рекультивация, антропогенная растительность, рудеральная растительность, Artemisietea vulgaris
Список литературы
[Abakumov, Gagarina] Абакумов Е.В., Гагарина Э.И. 2006. Почвообразование в посттехногенных экосистемах карьеров на Северо-Западе Русской равнины. СПб. 208 с.
Arefieva O.D., Tregubova V.G., Gruschakova N.V., Starozhilov V.T. 2018. Properties of soils of abandoned coal mine industrial areas (Primorsky Krai, Russia). J. Geosci. Env. Prot. 6(6): 78–92. https://doi.org/10.4236/gep.2018.66006
[Cherosov] Черосов М.М., Слепцова Н.П., Миронова С.И., Гоголева П.А., Пестряков Б.Н., Гаврильева Л.Д. 2005. Синтаксономия синантропной растительности Якутии. Якутск. 156 с.
Chytrý M. (ed.). 2009. Vegetation of the Czech Republic. Vol. 2. Ruderal, weed, rock and scree vegetation. Praha. 520 pp.
Connell J.H., Slatyer R.O. 1977. Mechanisms of succession in natural communities and their role in community stability and organization. Am. Nat. 111(982): 1119–1144. https://doi.org/10.1086/283241
Ivakina E.V., Osipov S.V., Yakubov V.V. 2013. Vascular plants of the Luzanovskii open-pit coal-mining station (Russian Far East). Contemp. Probl. Ecol. 6(2): 187–198. https://doi.org/10.1134/S1995425513020085
[Ivlev] Ивлев А.М. 1977. Особенности генезиса и биогеохимия почв Сахалина. М. 143 с.
[Krestov] Крестов П.В., Баркалов В.Ю., Таран А.А. 2004. Ботанико-географическое районирование острова Сахалин. В кн.: Растительный и животный мир острова Сахалин (Материалы Международного сахалинского проекта). Часть 1. Владивосток. С. 67–90.
Krestov P.V., Nakamura Y. 2002. Phytosociological study of the Picea jezoensis forests of the Far East. Folia Geobot. 37(4): 441–474. https://doi.org/10.1007/BF02803256
[Kupriyanov, Manakov] Куприянов А.Н., Манаков Ю.А. 2016. Закономерности восстановления растительного покрова на отвалах Кузбасса. Сиб. лесн. журн. № 2. С. 51–88.
[Kupriyanov, Morsakova] Куприянов А.Н., Морсакова Ю.В. 2008. Начальные этапы формирования растительного покрова на техногенных экотопах Кузбасса. Сиб. экол. журн. Т. 15. № 2. С. 255–261.
[Manakov] Манаков Ю.А., Стрельникова Т.О., Куприянов А.Н. 2011. Формирование растительного покрова в техногенных ландшафтах Кузбасса. Новосибирск. 180 с.
McCune B., Grace J.B. 2002. Analysis of ecological communities. Gleneden Beach, Oregon. 300 pp.
[Mirkin, Rozenberg] Миркин Б.М., Розенберг Г.С. 1983. Толковый словарь современной фитоценологии. М. 133 с.
Mucina L., Bültmann H., Dierßen K., Theurillat J.-P., Raus T., Čarni A., Šumberová K., Willner W., Dengler J., Gavilán García R., Chytrý M., Hájek M., Di Pietro R., Iakushenko D., Pallas J., Daniëls F., Bergmeier E., Santos Guerra A., Ermakov N., Valachovič M., Schaminée J., Lysenko T., Didukh Y., Pignatti S., Rodwell J., Capelo J., Weber H., Solomeshch A., Dimopoulos P., Aguiar C., Hennekens S., Tichý L. 2016. Vegetation of Europe: hierarchical floristic classification system of vascular plant, bryophyte, lichen, and algal communities. Appl. Veg. Sci. 19(S1): 3–264. https://doi.org/10.1111/avsc.12257
Ohba T., Sugawara H. 1982. Vorschlag zur Systematik über japanischen Saumpflanzengesellschaften – Artemisietea principis Miywaki et Okuda 1971. Bulletin of the Kanagawa Prefectural Museum. 13: 143–169. (In Japanese with German synopsis)
Oksanen J., Blanchet F.G., Friendly M., Kindt R., Legendre P., McGlinn D., Minchin P.R., O'Hara R.B., Simpson G.L., Solymos P., Stevens M.H.H., Szoecs E., Wagner H. 2017. Vegan: community ecology package. R package version 2.4-3. Available at: https://cran.r-project.org/web/packages/vegan/vegan.pdf (accessed 21.02.2019)
Osipov S.V., Cherdantseva V., Galanina I.A., Yakubov V.V. 2008. Species composition and ecologophytocenotic spectra of vascular plants, mosses and lichens on gold-mining sites in a taiga zone of the lower Amur River basin, the Russian Far East. Contemp. Probl. Ecol. 1(4): 425–439. https://doi.org/10.1134/S1995425508040028
[Osipov, Ivakina] Осипов С.В., Ивакина Е.В. 2016. Растительный покров карьерно-отвальных комплексов в дальневосточных лесостепных ландшафтах. Бот. журн. Т. 101. № 1. С. 45–63.
[Osipov] Осипов С.В. 2006. Серийная растительность участков золотодобычи в таежной зоне нижнего Приамурья. Бот. журн. Т. 91. № 4. С. 521–532.
Shlyakhov S.A., Osipov S.V. 2004. Technogenic surface formations in the areas of placer gold mining (the Bureya Upland, Far East). Eurasian Soil Sci. 37(10): 1106–1114.
[Sibirina] Сибирина Л.А., Полохин О.В., Жабыко Е.В. 2012. Начальные этапы формирования растительного покрова на техногенных экотопах Приморского края. Изв. Самарского науч. центра РАН. Т. 14. № 1–6. С. 1539–1542.
The R Project for Statistical Computing. Available at: https://www.r-project.org (accessed 21.02.2019)
Tichý L. 2002. JUICE, software for vegetation classification. J. Veg. Sci. 13(3): 451–453. https://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2002.tb02069.x
[Tregubova] Трегубова В.Г., Нестерова О.В., Семаль В.А. 2016. Современные процессы почвообразования на разновозрастных отвалах вскрышных пород угледобывающей промышленности юга Дальнего Востока. В кн.: Почвоведение – продовольственной и экологической безопасности страны. Белгород. С. 208–209.
[Vereshchagin] Верещагин В.Н. (ред.). Геологическая карта СССР. Серия Сахалинская, масштаб 1:200000: L-54-XVI, XXII. Дальневосточное геологическое управление.
Plant communities on dumps of coal open-pit mining in Southern Sakhalin
K.A. Korznikov¹*, K.B. Popova²
¹ Botanical Garden-Institute FEB RAS, Vladivostok
² Lomonosov Moscow State University, Moscow
*E-mail: korzkir@mail.ru
DOI: 10.17581/bbgi2103
We described the vegetation of different age open-pit mining dumps in the southwestern part of Sakhalin Island. Sixty sample plots (5 × 5 m) were established on the surface of three dumps. The Chenopodium album – Puccinellia distans community (average total cover 40%) formed on the 4-year-old substrate; the Tussilago farfara – Phragmites australis community (54%) on the 10-year-old substrate; and the Equisetum arvense – Phragmites australis community on the 20-year-old tailings. An increase in vascular plant cover and floristic richness, and a decrease in bryophyte cover, are associated with the age of the dumps. We recorded many diagnostic species of anthropogenic ruderal vegetation syntaxa (Artemisietea vulgaris, Polygono-Poetea annuae, Stellarietea mediae, etc.) in the communities of the first successional stages. In the communities on the 20-year-old substrate, a tree layer begins to form (Betula platyphylla, Abies sachalinensis), and diagnostic species of the Far Eastern tall-herb vegetation syntax (class Filipendulo-Artemisietea montanae) appear. The well spontaneous revegetation is explained by the mechanical composition of the dump substrate, which consists mainly of pelite fractions with high water retention capacity.
Keywords: vegetation restoration, technogenic landscape, revegetation, anthropogenic vegetation, ruderal vegetation, Artemisietea vulgaris
References
Abakumov E.V., Gagarina E.I. 2008. Pochvoobrazovanie v posttekhnogennykh ekosistemakh kar'yerov na Severo-Zapade Russkoy ravniny [Soil genesis in post-technogenic pit ecosystems of the northeast of the East European Plain]. St. Petersburg. 208 pp. (In Russ.)
Arefieva O.D., Tregubova V.G., Gruschakova N.V., Starozhilov V.T. 2018. Properties of soils of abandoned coal mine industrial areas (Primorsky Krai, Russia). J. Geosci. Env. Prot. 6(6): 78–92. https://doi.org/10.4236/gep.2018.66006
Cherosov M.M., Sleptsova N.P., Mironova S.I., Gogoleva P.A., Pestryakov B.N., Gavrilyeva L.D. 2005. Sintaksonomiya sinantropnoy rastitelnosti Yakutii [Syntaxonomic system of the synanthropic vegetation of Yakutia]. Yakutsk. 156 pp. (In Russ.)
Chytrý M. (ed.). 2009. Vegetation of the Czech Republic. Vol. 2. Ruderal, weed, rock and scree vegetation. Praha. 520 pp.
Connell J.H., Slatyer R.O. 1977. Mechanisms of succession in natural communities and their role in community stability and organization. Am. Nat. 111(982): 1119–1144. https://doi.org/10.1086/283241
Ivakina E.V., Osipov S.V., Yakubov V.V. 2013. Vascular plants of the Luzanovskii open-pit coal-mining station (Russian Far East). Contemp. Probl. Ecol. 6(2): 187–198. https://doi.org/10.1134/S1995425513020085
Ivlev A.M. 1977. Osobennosti genezisa i biokhimiya pochv Sakhalina [Features of soil genesis and biochemistry on Sakhalin Island]. Moscow. 143 pp. (In Russ.)
Krestov P.V., Barkalov V.Yu., Taran A.A. 2004. Botaniko-geograficheskoe rayonirovanie ostrova Sakhalin [Geobotanical division of Sakhalin Island]. In: Rastitel'nyy i zhivotnyy mir ostrova Sakhalin (Materialy Mezhdunarodnogo sakhalinskogo proekta) [Flora and fauna of Sakhalin Island (Materials of the International Sakhalin Project)]. Vol. 1. Vladivostok. pp. 67–90. (In Russ.)
Krestov P.V., Nakamura Y. 2002. Phytosociological study of the Picea jezoensis forests of the Far East. Folia Geobot. 37(4): 441–474. https://doi.org/10.1007/BF02803256
Kupriyanov A.N., Manakov Yu.A. 2016. Regularities of restoration of plant cover on the dumps of the Kuznetsk Basin. Sibirskiy lesnoy zhurnal. 2: 51–88. (In Russ.)
Kupriyanov A.N., Morsakova Yu.V. 2008. Initial stages of the formation of plant cover on technogenic ecotopes of the Kuznetsk Basin. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal. 15(2): 255–261. (In Russ.)
Manakov Yu.A., Strel'nikova T.O., Kupriyanov A.N. 2011. Formirovanie rastitel'nogo pokrova v tekhnogennykh landshaftakh Kuzbassa [Vegetation cover formation in technogenic landscapes of the Kuznetsk Basin]. Novosibirsk. 180 pp. (In Russ.)
McCune B., Grace J.B. 2002. Analysis of ecological communities. Gleneden Beach, Oregon. 300 pp.
Mirkin B.M., Rozenberg G.S. 1983. Tolkovyy slovar' sovremennoy fitotsenologii [Explanatory dictionary of modern phytocenology]. Moscow. 133 pp. (In Russ.)
Mucina L., Bültmann H., Dierßen K., Theurillat J.-P., Raus T., Čarni A., Šumberová K., Willner W., Dengler J., Gavilán García R., Chytrý M., Hájek M., Di Pietro R., Iakushenko D., Pallas J., Daniëls F., Bergmeier E., Santos Guerra A., Ermakov N., Valachovič M., Schaminée J., Lysenko T., Didukh Y., Pignatti S., Rodwell J., Capelo J., Weber H., Solomeshch A., Dimopoulos P., Aguiar C., Hennekens S., Tichý L. 2016. Vegetation of Europe: hierarchical floristic classification system of vascular plant, bryophyte, lichen, and algal communities. Appl. Veg. Sci. 19(S1): 3–264. https://doi.org/10.1111/avsc.12257
Ohba T., Sugawara H. 1982. Vorschlag zur Systematik über japanischen Saumpflanzengesellschaften – Artemisietea principis Miyawaki et Okuda 1971. Bulletin of the Kanagawa Prefectural Museum. 13: 143–169. (In Japanese with German synopsis)
Oksanen J., Blanchet F.G., Friendly M., Kindt R., Legendre P., McGlinn D., Minchin P.R., O'Hara R.B., Simpson G.L., Solymos P., Stevens M.H.H., Szoecs E., Wagner H. 2017. Vegan: community ecology package. R package version 2.4-3. Available at: https://cran.r-project.org/web/packages/vegan/vegan.pdf (accessed 21.02.2019)
Osipov S.V. 2006. Serial vegetation of gold mining sites in the taiga zone of the lower Amur River basin. Bot. Zhurn. 91(4): 521–532. (In Russ.)
Osipov S.V., Cherdantseva V., Galanina I.A., Yakubov V.V. 2008. Species composition and ecologo-phytocenotic spectra of vascular plants, mosses and lichens on gold-mining sites in a taiga zone of the lower Amur River basin, the Russian Far East. Contemp. Probl. Ecol. 1(4): 425–439. https://doi.org/10.1134/S1995425508040028
Osipov S.V., Ivakina E.V. 2016. Vegetation cover of the pit‑dump complexes in the Far Eastern forest‑steppe landscapes. Bot. Zhurn. 101(1): 45–63. (In Russ.)
Shlyakhov S.A., Osipov S.V. 2004. Technogenic surface formations in the areas of placer gold mining (the Bureya Upland, Far East). Eurasian Soil Sci. 37(10): 1106–1114.
Sibirina L.A., Polokhin O.V., Zhabyko E.V. 2012. Initial stages of the formation of plant cover on technogenic ecotopes of Primorsky Territory. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN. 14(1–6): 1539–1542. (In Russ.)
The R Project for Statistical Computing. Available at: https://www.r-project.org (accessed 21.02.2019)
Tichý L. 2002. JUICE, software for vegetation classification. J. Veg. Sci. 13(3): 451–453. https://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2002.tb02069.x
Tregubova V.G., Nesterova O.V., Semal' V.A. 2016. Sovremennye protsessy pochvoobrazovaniya na raznovozrastnykh otvalakh vskryshnykh porod ugledobyvayushchey promyshlennosti yuga Dal'nego Vostoka [Modern processes of soil formation on overburden dumps of different ages in the coal mining industry of the south of the Far East]. In: Pochvovedenie – prodovol'stvennoy i ekologicheskoy bezopasnosti strany [Soil science – food and environmental security of the country]. Belgorod. pp. 208–209. (In Russ.)
Vereshchagin V.N. (ed.). 1956. Geologicheskaya karta SSSR. Seriya Sakhalinskaya. Masshtab 1:200000 [Geological map of the USSR. Sakhalin Series. Scale 1:200,000].
