Экологическое проектирование рационального использования биоресурсного потенциала луговых фитоценозов

Введение…………………………………………………………… 5
Глава 1. Теоретические основы изучения биологического ресурса луговых фитоценозов………………………………………………………. 9
1.1 Разнообразие и биоресурсный потенциал хозяйственно-ценных видов растений……………………………………………………………… 9
1.2 Основы изучения динамики состояния хозяйственно-ценных луговых биоценозов………………………………………………………… 16
Глава 2. Анализ функционального состояния хозяйственно-ценных луговых фитоценозов……………………………………………………… 26
2.1 Объекты и методы мониторинга пространственно-временной дифференциации угодий луговых фитоценозов…………………………. 26
2.2 Оценка биологического ресурса луговых фитоценозов по результатам натурных исследований……………………………………. 35
2.3 Результаты дистанционного мониторинга фитоценозов……………. 41
2.4 Сравнительный анализ результатов исследования…………………… 47
Глава 3. Перспективы рационального использования биологического ресурса луговых фитоценозов……………………………………………… 49
3.1 Пространственно-временная дифференциация биологического ресурса………………………………………………………………………. 49
3.2 Способ оптимизации использования биологического ресурса луговых фитоценозов……………………………………………………… 52
3.3 Биоэнергетический потенциал луговых фитоценозов……………… 61
Заключение…………………………………………………………………. 63
Список использованных источников……………………………………….
65

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования. Ведение хозяйственной деятельности человека с использованием биологического ресурса естественных экосистем в настоящее время обусловлено высокой экономической эффективностью данного процесса. В условиях Центрального региона активно используется надземная фитомасса луговых травяных сообществ, сформированных природными видами растений. В зависимости от специфики сельскохозяйственного производства, биологический ресурс лугов обеспечивает функционирование пастбищ, сенокосов или смешанного типа сельскохозяйственного использования.
Антропогенная нагрузка, возникающая при ведении хозяйственной деятельности затрагивающей природные экосистемы, сопровождается увеличением рисков деградации биоценозов, снижения разнообразия, устойчивого воспроизводства ценных видов живых организмов и их продуцентных свойств. При этом важное значение имеет возможность организации рационального подхода к использованию биологического ресурса природных популяций растительных организмов, используемых в постоянной хозяйственной деятельности человека, что требует наличия эффективных методов мониторинга и учета пространственно-временной динамики функционирования растительных сообществ на используемой территории. Традиционно известны способы мониторинга состояния растительного покрова, основанные на прямых измерениях и количественных подсчетах. Данные виды исследований при высокой точности измерений имеют ряд недостатков, таких как: высокая трудоемкость натурных измерений, низкая производительность и ресурсоемкость работ (охват в единицу времени), ограниченная масштабируемость, сложность автоматизации.
В текущих условиях высокую значимость имеет задача повышения эффективности методов мониторинга, учета и оценки функционального состояния растительных сообществ природных видов, используемых в качестве ценного биологического ресурса, и имеющих определенный потенциал в развитии сельскохозяйственного производства.
Ключевыми требованиями при этом являются: низкая ресурсозатратность, короткая периодичность, легкая масштабируемость. В настоящей работе представлены результаты исследования, описывающие возможность применения новых способов мониторинга и учета пространственно-временной динамики вегетации видов, формирующих хозяйственно-ценные растительные сообщества лугов, основанных на анализе материалов дистанционной мультиспектральной съемки.
В настоящее время известны работы, направленные на изучение динамики и функционального состояния луговой растительности в различных почвенно-климатических условиях. Отличительной особенностью большинства предыдущих исследований функционирования природных луговых экосистем является использование классических методов прямых измерений для учета количественных характеристик сезонной продуктивности фитоценозов и оценки пространственной дифференциации надземной фитомассы.
При этом схожие исследования применительно к задачам мониторинга и оценке функционального состояния значимого для аграрного производства биологического ресурса природных хозяйственно-ценных угодий, сформированных луговыми растительными сообществами Центрального региона недостаточны, что обосновывает актуальность данной работы.
Цели исследования: провести сравнительный анализ методов мониторинга пространственно-временной динамики развития надземной фитомассы луговых растительных сообществ с последующей разработкой способа оптимизации сельскохозяйственного использования биологического ресурса хозяйственно-ценных фитоценозов пойменных лугов.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Теоретические основы изучения биологического ресурса луговых фитоценозов
1.1 Разнообразие и биоресурсный потенциал хозяйственно-ценных видов растительных организмов луговых территорий

Растительный покров лугов Поволжского региона представлен травянистыми сообществами, включающими широкий перечень видов, среди которых значительное распространение имеют Bromopsis inermis (Leyss.) Holub. (кострец безостый), Poa angustifolia L. (мятлик длиннолистный), Elytrigia repens L. (пырей ползучий), Festuca pratensis Huds. (овсяница луговая), Alopecurus pratensis L. (лисохвост луговой), Beckmannia eruciformis (L.) Host (бекмания обыкновенная), Juncus compressus Jacq. (ситник сплюснутый), Eleocharis palustris (L.) Roem. & Schult. (ситняг болотный), Carex riparia Curtis (осока береговая), будучи приуроченными к более увлажненным участкам. На возвышенных территориях встречаются Festuca valesiaca Gaudin (овсяница валисская), Agrostis tenuis Sibth. (полевица тонкая). Двудольные представлены сообществами, включающими Trifolium pratense L. (клевер луговой), Trifolium medium L. (клевер средний), Trifolium repens L. (клевер ползучий), Trifolium fragiferum L. (клевер земляничный), Trifolium hybridum L. (клевер гибридный), Coronilla varia L. (вязель разноцветный), Lotus corniculatus L. (лядвенец рогатый), Larhyrus pratensis L. (чина клубненосная), Lathyrus pratensis L. (чина луговая), Melilotus officinalis (L.) Lam. (донник лекарственный), Melilotus albus Medik. (донник белый). Среди разнотравья лугов ЦЧР присутствуют виды Campanula glomerata L. (колокольчик скученный), Campanula patula L. (колокольчик раскидистый), Dianthus superbus L. (гвоздика пышная), Dianthus deltoides L. (гвоздика травянка), Coronaria flos-cuculi (L.) Fourr. (горицвет кукушкин), Draba sibirica (Pall.) Thell. (крупка сибирская), Sanguisorba officinalis L. (кровохлебка лекарственная) [3, 4, 5, 6, 7, 46, 65].
Пойменные луга, приуроченные к долинам малых рек, формируют сообщества гигромезофилных видов, развивающихся в условиях высокой влагообеспеченности. В ряде случаев, особенно в южных районах Воронежской области, для лугов речных пойм характерны галофильные сообщества, развивающиеся в условиях засоления при недостаточной дренированности почв. Луговые степи и остепненные луга в Центральном Черноземье развиваются на плакорных участках [8].
Биологический ресурс продуцентов луговых сообществ находит хозяйственное применение при организации пастбищ и сенокосов на территории региона. По данным Росстата из 3,67 млн. га территории Воронежской области, на долю сельскохозяйственных угодий приходится 3,54 млн. га. В сельскохозяйственном производстве используется около 517 тыс. га сенокосов и пастбищ, часть из которых природного происхождения и сформированы сообществами травянистых растений. В Российской Федерации суммарная площадь природных пастбищ и сенокосов составляет 91 млн. га [52].
В зависимости от преобладающих типов животноводства, надземная фитомасса лугов используется как подножный корм при свободном выпасе скота, либо скашивается для заготовки сена и последующего скармливания в межсезонье или при стойловом содержании. Хозяйственная ценность луговых растений обусловлена высокой экономической эффективностью использования биоресурса природных видов в отсутствии затрат на технологические операции, традиционно сопровождающие процесс растениеводства и кормопроизводства при возделывании сельскохозяйственных культур.
Объем сезонной биологической продукции луговых сообществ достаточно высок для обеспечения возможности использования зеленой массы растений в качестве корма для сельскохозяйственных животных. По информации А. А. Титляновой (2018), максимальные значения количества надземной фитомассы (без учета мортомассы и подстилки) плакорных лугов на автоморфных почвах в Курской области достигают 770 г/м2 или 77 ц/га для узколистно-мятликово-безостокостровой и узколистно-мятликово- пырейной микрогруппировок [23, 73].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Аверинова Е. А. Надземная фитомасса луговой степи Центрально- Черноземного заповедника в 2023 году / Е. А. Аверинова // Флора и растительность Центрального Черноземья – 2024: Материалы межрегиональной научной конференции, Курская обл., Курский р-н, пос. Заповедный, 20 апреля 2024 года. – Курск: Центрально-Черноземный государственный природный биосферный заповедник им. проф. В.В. Алехина, 2024. – С. 64-68. – EDN ALMAKD.
2. Аверинова Е. А. Травяная растительность бассейна реки Сейм (в пределах Курской области): монография / Е. А. Аверинова; Е. А. Аверинова; Федеральное агентство по образованию Российской Федерации, ГОУ ВПО Брянский гос. ун-т им. акад. И. Г. Петровского, Каф.ботаники. – Брянск: РИО БГУ, 2010. – ISBN 978-5-88898-421-5. – EDN QKTQSF.
3. Агафонов В. А. Дополнения к флоре Воронежской области / В. А. Агафонов, А. П. Сухоруков // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. – 2005. – Т. 110, № 2. – С. 88-89. – EDN HSJKXH.
4. Агафонов В. А. Дополнения к флоре бассейна Среднего Дона (Воронежская область) и соседних территорий Центрального Черноземья по материалам гербария Воронежского госуниверситета (VOR) / В. А. Агафонов // Флора и растительность Центрального Черноземья–2022 :Материалы межрегиональной научной конференции, посвященной 140- летию со дня рождения основателя Центрально-Черноземного заповедника профессора В. В. Алехина, Заповедный, 16 апреля 2022 года / ФГБУ "Центрально-Черноземный государственный заповедник" Редакционная коллегия: О.В. Рыжков (ответственный редактор), Н.И. Золотухин. – Заповедный: ИП Бабкина Г.П., 2022. – С. 16-19. – EDN SLSGBL.
5. Агафонов В. А. Флора Средней России. Аннотированная библиография. 1768-2010 гг. [электронный ресурс]. МГУ им. М.В. Ломоносова, биол. Фак. M., 2013. 1 Cd-r / В. А. Агафонов [и др.] // Ботанический журнал. – 2014. – Т. 99, № 10. – С. 1177-1179. – EDN STSJMN.
6. Агафонов В. А. Эколого-флористические комплексы Окско- Донской равнины: проблемы и перспективы охраны (на примере Воронежской области) / В. А. Агафонов // Глобальные экологические проблемы: локальное решение: Материалы всероссийский с международным участием научно-практической конференции, Борисоглебск, 08–09 ноября 2017 года / Под редакцией Т. С. Завидовской. – Борисоглебск: ООО "Кристина и К", 2018. – С. 4-9. – EDN YPYHFV.

Весь текст будет доступен после покупки