Конысбаева Д.Т.

СТРУКТУРА ФЛОРЫ ОТВАЛОВ САРБАЙСКОГО КАРЬЕРА

При добыче полезных ископаемых открытым (карьерным) способом возникают огромные по площади нарушения плодородных земельных угодий, вплоть до полного уничтожения на них растительного и почвенного покрова [1]. Изучение флористического состава растительных сообществ таких территорий является необходимым этапом в работе по восстановлению их продуктивности, хозяйственной и эстетической ценности. Анализ современного состояния растительного покрова нарушенных земель железорудных разработок Сарбайского карьера важен для сравнительной оценки флористического разнообразия на локальном и региональном уровнях, необходимой для уточнения особенностей флоры нарушенных территорий и для прогноза пути развития растительного покрова в будущем.
Краткая характеристика отвалов и карьера.
Исследования проводились на территории, Костанайской области в районе города Рудный. Объектом исследования послужили карьер и отвалы находящегося здесь Соколово-Сарбайского горно-обогатительного комбината.
Сарбайское месторождение железной руды разрабатывается открытым способом. При проходе карьеров и подземных горных выработок огромные массы  вскрышных пород извлекаются на поверхность и складируются в отвалы. Наиболее крупный из них - Северный отвал Сарбайского месторождения, он занимает площадь около 2 тыс. га при максимальной высоте более 50 метров.
Состав пород очень разнообразен – это пески, глины, опоки, андезитовые и базальтовые порфириты, известняки туфы, диориты, порфириты и т. д.
Отвалов на карьере сформировано несколько  Лиманный, Юго-Восточный, Северный, Восточный, Юго-Западный. Состав отвалов примерно однороден, включает в себя как рыхлые, так и скальные породы.
Породы данных нарушенных территорий по своим физическим и химическим свойствам относятся к группе потенциально пригодных, малопригодных и непригодных для биологической рекультивации.


Материалы и методика.
Исследования основаны на долголетних наблюдениях над объектами (1997-2003). Естественное зарастание изучалось на разновозрастных участках отвалов. Обследование площадей проводилось детально-маршрутным методом. Геоботаническое описание растительности ключевых участков проведено по стандартной геоботанической методике с использованием рекомендаций А.А. Корчагина (1964), В.М. Понятовской (1964). Био - и экоморфологическая характеристика видов дана по литературным данным [2,3,4] с учетом личных наблюдений.
Нами был проведен анализ флоры нарушенных земель железорудных отвалов Сарбайского карьера.
Полученные данные о соотношении морфологических групп (табл. 1) свидетельствуют о том, что во флоре отвалов Сарбайского рудника преобладают травянистые многолетники (119 видов, 57%), а также велика роль однолетников (44 вида, 21%), одно-двулетников (23 вида, 11%), в совокупности на долю травянистых растений приходится (186 видов, 89%) флоры.
Весьма характерна высокая доля однолетников и одно-двулетников во флоре отвалов (67 видов,32%), значительно больше, чем в целом для Тургайского прогиба (23,4%).[5] Это объясняется тем, что одно и одно-двулетники продуцируют большое количество семян способных быстро заселять обнаженный субстрат.
Роль полукустарников (например, Kochia prostrata, Limonium gmelinii и др.), полукустарничков, (например, Onosma simplicissima, Thymus marschallianus и др.), а также кустарников, (Genista tinctoria, Elaeagnus angustifolia  и др.) и деревьев (Betula pendula, Acer negundo), в составе флоры невелика. Из ценотических групп (табл. 2) доминирующее положение в составе флоры занимает степная группа (26%), а также лугово-степная (18%). К этим группам примыкает и степно-луговая (7%). Таким образом, на долю растений ксероморфного вида приходится (51%) всех присутствующих видов.
Весьма примечательна также высокая доля сорных растений (59 видов, 28%). Среди сорных растений преобладают представители семейств Chenopodiaceae (Chenopodium album, Chenopodium urbicum, Atriplex nitens и др.), Brassiacaceae (Capsella bursa-pastoris, Descurainia sophia, Lepidium ruderale и др.), Boraginaceae (Lappula echinata, Nonea pulla и др.), Poligonaceae (Poligonum aviculare и др.) Urticaceae (Urtica dioica), Asteraceae (Artemisia absinthium, Crepis tectorum, Erigeron canadensis и др.).

Таблица 1


Соотношение морфологических групп растений во флоре отвалов Сарбайского рудника

Морфологические группы

Количество видов

%

Деревья

2

1

Кустарники

6

3

Полукустарники

9

4

Полукустарнички

5

3

Травянистые многолетники

119

57

Однолетники

44

21

Одно-двулетники

23

11

Всего

208

100

Таблица 2

Соотношение ценотических групп во флоре отвалов Сарбайского рудника

Ценотические группы

Количество видов

%

Степная

53

26

Лугово-степная

37

18

Степно-луговая

15

7

Луговая

29

14

Пустынно-степная

3

1

Степно-пустынная

2

1

Лесная

4

2

Лесо-луговая

4

2

Болотно-луговая

2

1

Сорная

59

28

Всего

208

100

В экологическом спектре флоры отвалов (табл. 3) преобладают представители ксероморфных групп - ксерофитов (39 видов, 18,8%), мезоксерофитов (57 видов, 27%), ксеромезофитов (44 видов, 21%), в совокупности на их долю приходится 140 видов, или 66,8%. Второе по значению место занимают мезофиты (50 видов, 24%). Присутствие галoфитов (Salsola collina, Limonium gmelinii, Saussurea salsa и др.) всего (8 видов, 3,8%) объясняется повышенным содержанием минеральных солей в субстрате на некоторых участках отвалов, а присутствие ряда псаммофитов (Isatis tinctoria, Anisantha tectorum и др.) всего (4 вида, 1,9%) - подверженностью некоторых участков отвалов ветровой эрозии. Доля других экологических групп  в спектре флоры отвалов не значительна.

Таблица 3

Экологический спектр флоры отвалов Сарбайского рудника

Экологические группы

Количество видов

%

Ксерофиты

39

18,8

Мезоксерофиты

57

27

Ксеромезофиты

44

21

Мезофиты

50

24

Гигромезофиты

2

1

Мезогигрофиты

2

1

Гигрофиты

1

0,5

Галофиты

8

3,8

Псаммофиты

4

1,9

Петрофиты

1

1

Всего

208

100

Ареалогический анализ исследуемой флоры (табл. 4) показывает, что в распределении видов по типам ареалов нет единой картины. В сложении флористического состава отвалов Сарбайского рудника участвуют виды 27 географических элементов. Выделенные элементы объединены в 4 группы ареалов: бореальную, степную, пустынную и космополитную. Флористические единицы региона в значительной степени сложены миграционными видами, что выражается в многообразии видов с широким географическим ареалом. На исследуемых отвалах в бореальной группе основная доля видов принадлежит евразиатскому типу - 88 видов, (42,3% от общего видового состава). Значительно участие элементов флоры с более узким ареалом восточно-евразиатского - 18 видов (8,6%), европейско-среднеазиатского 11 видов (5,2%), евросибирского 9 видов (4,3%), восточно-европейского 7 видов (3,3%).

В степной группе ареалов лидирующая позиция принадлежит европейско-средиземноморско-среднеазиатскому (6 видов, 2,9%), восточноевропейско-среднеазиатскому (5 видов, 2,4%) и европейско-среднеазиатско-западносибирскому (4 вида, 1,9%) элементам флоры.
Пустынная группа ареалов не многочисленна, она представлена лишь одним элементом флоры центральноазиатского распространения. В группе космополитных ареалов содержится (14 видов, или 6,7%) исследуемой флоры. Как показывает анализ, основу флоры отвалов составляют виды, принадлежащие к бореальной группе ареалов.

Таблица 4

Соотношение географических элементов флоры отвалов Сарбайского рудника

Группы ареалов

Элементы флоры

Количество видов

%

1

Бореальная

Евроазиатский

88

42,3

Восточноевропейско-азиатский

18

8,6

Европейско-средиземноморский

3

1,4

Евросибирский

9

4,3

Европейско-западносибирский

7

3,3

Сибирский

3

1,5

Европейско-среднеазиатский

11

5,2

Европейско-средиземноморско-западносибирский

2

1

Европейский

2

1

Европейско-средиземноморско-сибирский

2

1

Восточноевропейский

7

3,3

Восточноевропейско-сибирский

6

2,9

Восточноевропейско-западносибирский

6

2,9

Восточнозападно-сибирский

1

0,5

Восточноевропейско-средиземноморско-азиатский

2

1

Североамериканский

2

1

2

Степная

Сибирско-монгольский

1

0,5

Среднеазиатско-западносибирский

1

0,5

Европейско-средиземноморско-среднеазиатский

6

2,9

Европейско-среднеазиатско-западносибирский

4

1,9

Средиземноморский

2

1

Средиземноморско-западносибирский

1

0,5

Восточноевропейско-среднеазиатско-западносибирский

3

1,4

Восточноевропейско-среднеазиатский

5

2,4

Восточноевропейско-средиземноморско-среднеазиатский

1

0,5

3

Пустынная

Центральноазиатская

1

0,5

4

Космополитная

Космополитный

14

6,7

Таким образом, наши исследования показали, что на нарушенных землях открытых железорудных разработок Сарбайского карьера формируется преимущественно  многолетняя, ксероморфная, сорно-рудеральная, травянистая растительность. Флора отвалов главным образом состоит из евразиатских видов, преимущественно бореального  и полизонального распространения. В целом флора нарушенных земель открытых железорудных разработок Сарбайского карьера характеризуется более низким, в сравнении с естественной флорой видовым разнообразием.

Литература


1. Колесников Б.П., Махонина Г.И., Чибрик Т.С. Естественное формирование почвенного и растительного покровов на отвалах Челябинского буроугольного бассейна // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1976. С. 70-122.

2. Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н. и др. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М.: Сельхозгиз, 1956. 472 с.

3. Быков Б.А. Доминанты растительного покрова Советского союза. Алма-Ата, 1962-1965. Т. 2,3.

4. Серебряков И.Г. Жизненные формы высших растений и их изучение // Полевая геоботаника:  М.:1964. Т. 3. С. 146-205.

5. Ситпаева Г.Г. Анализ флоры Тургайского прогиба: дис. канд. биол. наук:   Алматы: 1998. С. 228