Условия, объекты и методы исследований

Краткая эколого-географическая характеристика природных условий района исследований

Природные условия Республики Беларусь своеобразны и определяются, прежде всего, географическим положением территории. Беларусь находится в западной полосе центральной нечерноземной зоны Великой Русской равнины. Территория республики 207,6 тыс. км2. Максимальная протяженность с запада на восток - около 650 км, с севера на юг - около 560. Средняя высота над уровнем моря 159 м, высшая точка - гора Дзержинская 345 м (Минская возвышенность), самое низкое место (менее 85 м) находится в пределах Неманской низины (Гродненский район) [62, с. 3]. Исследуемая территория расположена между 51° и 56° с. ш. и 23° и 33° в. д. в бассейнах течения рек Днепр, Западная Двина, Западный Буг и верхнего течения реки Неман.

Геоморфологические, почвенно-гидрологические и климатические условия Беларуси разнообразны и имеют зональную выраженность. Теплообеспеченность территории возрастает к юго-западу, континентальность климата - к востоку. Все это обусловливает зональные и местные изменения растительности. Зональность лесной растительности республики выражена в том, что в направлении с севера на юг восточноевропейские южнотаежные леса постепенно замещаются широколиственными и широколиственнохвойными лесами западноевропейского типа. Важным показателем зональности растительности является то, что на территории Беларуси пролегают границы распространения многих древесных и кустарниковых пород (ель европейская, ольха серая, граб обыкновенный, плющ обыкновенный, дрок красильный и др.) [283].

Географическое распространение формации еловых лесов на территории Беларуси является наглядным примером зональных изменений растительности. Древостои с преобладанием ели на территории Беларуси занимают площадь 668,5 тыс. га (или 9,7% лесных земель) [197]. Ельники распространены по всей территории республики, но характер произрастания еловых лесов, занимаемые ими площади и участие ели в фитоценозах связаны с географией местности. Наибольшее распространение ель имеет в северной геоботанической подзоне широколиственноеловых лесов, занимая около 16% общей лесопокрытой площади. Ельники в этой подзоне имеют характерный облик таежных лесов, в которых в большей или меньшей степени встречаются представители широколиственных лесов. Ель здесь является постоянным компонентом мелколиственных лесов, боров и дубрав. В пределах подзоны произрастает более 71% еловых лесов республики [283].

В центральной геоботанической подзоне елово-грабовых дубрав еловые леса распространены на гораздо меньшей территории и занимают около 8% лесопокрытой площади. Участие их в лесах центральной подзоны уменьшается с севера на юг, снижаясь в Неманско-Предполесском районе с 16-18 до 6-7%, в Березинско-Предполесском - с 10-13 до 2-4%. Ельники более распространены в западной части подзоны (11% всех лесов), чем в восточной (7%). В пределах подзоны произрастает около 27% еловых лесов республики [283].

По мере продвижения к югу климатические условия и фито-ценотическая обстановка становятся для ели все более неблагоприятными, что снижает ее фитоценотическую устойчивость [61]. В южной подзоне грабовых дубрав еловые леса произрастают в так называемых «островах» и занимают совсем не значительные площади [280,283]. Область островного распространения ели обыкновенной приходится почти на всю территорию Полесской низменности. Островные местонахождения ели территориально разобщены, но имеют аналогичные микроклиматические условия. Эти острова можно рассматривать как своеобразные микроареалы еловых лесов с присущими им процессами расселения, формирования и смены фитоценозов [283]. В настоящее время общая площадь лесов с доминированием ели в островных местообитаниях составляет около 2,2 тыс. га, с участием ели - около 4,9 тыс. га, что составляет 0,4% лесопокрытой площади зоны островного произрастания ели в Беларуси, или около 2% площади ельников республики [115]. Наиболее крупные островные ельники естественного происхождения сосредоточены на юге Брестского района, в Малоритском и Столинском районе (окрестности г. Столина) Брестской области, а также в Житковичском (окрестности г. Житковичи), Лельчицком (окрестности г. Лель-чицы) и Добрушском (окрестности г. Добруша) районах Гомельской области [115, 283].

В целом на территории Беларуси оптимальные условия для сплошного произрастания ели создаются в северной и центральной геоботанических подзонах. В этих подзонах она хорошо восстанавливается естественным путем [283].

Объекты исследования особенностей техногенной трансформации лихенобиоты ельников Беларуси расположены в центральной части республики - Минской возвышенности. Поскольку совокупность природных условий в значительной мере оказывает влияние на развитие лихенобиоты региона необходимо подробнее остановиться на их характеристике.

По геоботаническому районированию территория Минской возвышенности входит в состав подзоны широколиственноеловых (дубово-темнохвойных) лесов, Ошмяно-Минского лесорастительного района [279].

Геология и геоморфология. Минская возвышенность, тесно связанная с Ошмянскими грядами, образует с ними единый гигантский амфитеатр краевых ледниковых образований, самый крупный в Восточной Европе. Она выделяется заметной связью современного рельефа с тектоническими структурами кристаллического фундамента и платформенным осадочным чехлом [57,154].

Минская возвышенность занимает центральную часть Белорусской гряды, образуя ведущее звено в Главном поясе конечных морен Восточно-Европейской равнины. Она является наивысшей частью Белорусской гряды и занимает северо-западную и центральную части Минской области: большую часть Логой-ского, Минского, половину Молодеченского, западную часть Смолевичского, восточную часть Воложинского, южную и среднюю -Докшицкого, северную - Дзержинского районов. С юго-запада на северо-восток гряды массивы ее простираются более чем на 180 км, а с запада на восток - на 143 км. Площадь данной возвышенности составляет более чем 7,5 тыс. км2. На юго-западе рубежи возвышенности граничат со Столбцовской равниной, на северо-западе - с Вилейской низиной, на севере - с Кривичской равниной. К северо-восточной окраине возвышенности примыкает Верх-неберезинская равнина. С юга и юго-востока она отграничена Пуховичской и Центральноберезинской равнинами. На севере ее отроги отделяются долиной реки Сервечь от Свенцянских гряд. В отличие от этих орографически четко выраженных границ южные и юго-восточные рубежи возвышенности выделяют условно, так как здесь в рельефе не наблюдается (а если и наблюдается -то фрагментарно) четкого перехода к близлежащим Столбцовской моренной равнине и Шацкой, Озерской и Несвижской грядам, составляющим единое целое с Минской возвышенностью [157].

Рельеф. Будучи самой мощной по простиранию и высоте Минская возвышенность вместе с Ошмянской, Озерской и Шацкой грядами представляет собой сложнейший узел краевых образований Белорусской гряды, сформировавшихся во время ошмянской и могилевской фаз сожской стадии Припятского оледенения. Для области возвышенности характерен более или менее сильно денудированный ледниковый рельеф или рельеф денудационного типа, сформировавшийся на крупных и средних аккумулятивных или напорно-аккумулятивных формах [64, с. 354]. По особенностям морфологии и генезиса можно выделить два типа образований - угловые массивы ледораздельных зон (обособлявшие минский и днепровский ледниковые потоки сожского покрова) и фронтальные гряды (Воложинско-Заславльско-Докшицкий пояс краевых образований, включающий Воложинские, Логойские, Плещеницкие и Докшицкие гряды) [154, 157].

Минская возвышенность по особенностям рельефа подразделяется на три яруса. Наиболее высокий из них (240-345 м) представлен участками крупнохолмистого рельефа со значительной глубиной и густотой расчленения. Они имеют холмисто грядовую или холмисто-увалистую поверхность с относительными высотами 15-25 м. Относительные холмы, поросшие лесом, имеют здесь вид сопок. Такие особенности поверхности характерны для Логойских, Радошковичских и Плещеницких гряд. Своеобразие рельефу придают глубокие речные долины и ложбины стока с крутыми склонами [62, 154].

Второй ярус занимают среднехолмистые и среднеувалистые участки - маргинальные дуги краевых образований с отметками абсолютных высот 220-240 м. Вершинные поверхности их слабоволнистые, плосковолнистые и даже плоские с относительными превышениями до 10 м. Склоны этого яруса расчленены балками и оврагами на выполаживающиеся в сторону водоразделов увалы, на гребнях которых часто наблюдаются отчетливо выраженные моренные холмы высотой 5-6 м (Воложинский, Дзержинский участки).

Третий ярус (200-220 м) составляют плоские поверхности флювиогляциальных равнин с камовыми холмами и озовы-ми грядами, пересеченные долинами рек и осложненные доннобугристыми формами рельефа. Относительные превышения над прилегающими территориями составляют более 150 м. Наиболее низкий уровень (180-200 м) образуют надпойменные террасы рек, небольшие участки озерно-ледниковой равнины [63, 157].

Абсолютные высоты в пределах Минской возвышенности изменяются от 200-220 м до 345 м. Преобладающие отметки 200-300 м, максимальные - находятся в юго-западной части, к северу и востоку они постепенно снижаются. В таком же направлении изменяется и глубина расчленения территории: в юго-западной части она достигает 50-60 м/км2, в северо-восточной части уменьшается до 10-20 м/км2. Высшие точки возвышенности - гора Дзержинская (345 м) на юге, гора Лысая (342 м) и гора Маяк (335 м) в центральной части возвышенности - относятся к числу наиболее высоких абсолютных точек Восточно-Европейской равнины.

Современные ледниковые формы возвышенности несут на себе значительные следы эрозионно-денудационных процессов с обра зованием оврагов, балок, денудационных понижений, шлейфов подножий и т. д. Глубина вреза эрозионных форм иногда достигает 10-15 м. При этом важна роль техногенных процессов, связанных с застройкой территории, добычей стройматериалов, сооружением водохранилищ [154, с. 149].

Гидрография. На территории Минской возвышенности проходит водораздел бассейнов Черного и Балтийского морей. Реки геоморфологического района относятся к системам Немана (Западная Березина и ее притоки Уса, Неманец, Лоша; притоки Вилии - Двиноса, Илия) и Днепра (Березина и ее притоки Свис-лочь, Плиса, Гайна, приток Припяти - Птичь). По Минской возвышенности проходит Вилейско-Минская водная система, находится крупнейшее водохранилище Заславское [157]. Водораздел между ними проходит по наиболее высоким гипсометрическим отметкам возвышенностей второго порядка на абсолютных высотах 200-340 м. Гидрографическая сеть Минской возвышенности представлена большим количеством мелких (длиной до 10 км) -93% от всех водотоков и небольшим - средних (до 100 км) и крупных рек (более 100 км) - 10%. Средняя густота речной сети составляет 0,40 км/км2 в бассейне Днепра, 0,50 км/км2 - в бассейне Немана [188]. Реки исследуемой территории относятся к смешанному типу питания с преобладанием снегового и со значительной долей грунтового [62].

Развитие и строение гидрографической сети Минской возвышенности тесно связано с климатом и рельефом территории. Особенно велико значение морского воздуха, прохождение которого сопровождается выпадением дождей, служащих основным источником питания рек.

Рельеф Минской возвышенности накладывает неизгладимый отпечаток на облик и развитие гидрографической сети, обуславливает неспокойный характер течения, значительные уклоны рек и прочих водотоков. В свою очередь, эволюция речной сети способствует интенсивному врезу русел в конечноморенные образования рассматриваемой территории, выносу огромного количества взвешенного и влекомого осадочного материала, содействуя тем самым созданию рельефа эрозийно-денудационного типа.

Климат. К важнейшим факторам, определяющим климатические особенности Минской возвышенности, следует отнести географическое положение, поступление солнечной радиации, характер общей циркуляции атмосферы и подстилающей поверхности. Географическое положение Минской возвышенности (между 53°40' и 55°02' с. ш.) сказывается на суммах фотосинтети-чески-активной радиации (1500-1600 МДж/м2) и радиационного баланса (1500-1600 МДж/м2), которые определяют тепловой режим данной территории [187]. Большая роль в формировании климата территории принадлежит также и циркуляции атмосферы. Климат района умеренно теплый, влажный с теплым летом и умеренно холодной зимой. Температуры января около -6,9 °С, июля - 17,7 °С. Предельные показатели средней областной температуры зимой составляют -10,5 и -0,2 °С, летом - +14,6 и +19,7 °С. Вегетационный период 190-195 дней, безморозный - около 150 дней. Теплообеспеченность периода активной вегетации - 2200-2500 °С [56]. Динамика среднегодовых температур за последние десятилетия представлена на рис. 2.1.

Как видно из рис. 2.1 среднегодовые температуры на территории Минской возвышенности в последнее время характеризовались превышением нормы до 2,2 °С. В связи с воздушным способом распространения многочисленных поллютантов большое значение имеет «роза ветров» (рис. 2.2) [123].

В течение года обычно преобладают ветры западных направлений, наименьшая повторяемость у ветров северо-восточной четверти горизонта. Годовая «роза ветров» в Минске вытянута незначительно: повторяемость преобладающих направлений -15-17%, а наиболее редких - 8-10%. В теплую половину года ветер чаще всего северо-западный и западный. В это время (особенно в июне) «роза ветров» деформирована значительно сильнее -ветры преобладающего северо-восточного направления наблюдаются в 3-4 раза чаще восточного. В течение всего теплого полугодия восточные ветры имеют наименьшую повторяемость (5-9%). Для всех зимних месяцев характерны ветры юго-западной четверти горизонта. Они встречаются в 3-4 раза чаще северных. В отдельные годы повторяемость ветров различных направлений может

Температура,

7,5

О 7

6,5

о»г о?*6 о?Л 5 с?Ъ

V v V v V V г° v г° т? т? т? т? v т? 'г v

™Наблюдаемые значения —ъ^Средние многолетние значения

Примечание. Данные за 1997 и 1999 гг. не показаны

Рис. 2.1. Среднегодовые температуры Минской области, а также отклонение их относительно средних многолетних значений [209-231]

Повторяемость различных направлений ветра и штилей (в кружке) в г. Минске

Рис. 2.2. Повторяемость различных направлений ветра и штилей (в кружке) в г. Минске

значительно варьировать. Так, в 2005 г. максимальную повторяемость имели ветры южных и северо-западных направлений, в 2006 г. - западных [123, 210].

Однако в случае температурных инверсий (при которых температура в слое, прилегающем к земле (приземная инверсия) или приподнятом над землей (приподнятая инверсия), с высотой не уменьшается, а увеличивается) «роза ветров» более деформирована, чем общая (рис. 2.3). И в среднем за год и практически во все месяцы преобладает южное направление ветра. В январе, октябре и ноябре повторяемость южных направлений при приземных инверсиях составляет 25-30%, а годовая повторяемость наиболее опасных (в связи с расположением промышленной зоны) юго-восточных направлений ветра - 12,6%. Такая же картина наблюдается и во время приподнятых инверсий [123, с. 199-203].

Таким образом, характер распределения преобладающих ветров оказывает значительное влияние на характер дислокации загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от предприятий и транспорта столицы.

Климат Минской возвышенности подвержен влиянию западных атлантических воздушных масс, реже - континентальных. Первые (особенно в июле, августе) приносят максимум атмосферных осадков - до 700 мм, а последние - минимум влаги, жаркую и безоблачную погоду летом, холодную с морозами с

с

Январь Июль Гэд

Рис. 2.3. Повторяемость различных направлений ветра и штилей (в кружке) при приземных инверсиях в г. Минске

зимой. Средняя многолетняя сумма осадков теплого (апрель-октябрь) периода составляет от 400 до 450 мм, холодного периода (ноябрь-март) - 200 мм. Динамика суммарного количества осадков представлена на рис. 2.4.

Количество осадков на возвышенности превышает величину испаряемости, поэтому коэффициент увлажнения за теплый период больше 1 [122, 157].

Количество суток со снежным покровом в среднем за зиму составляет 90 на юге и 100-110 на севере и северо-востоке [156].

Почвы. С разнообразными формами рельефа связано многообразие почвообразующих пород как в генетическом, так и в гранулометрическом отношении.

Наиболее возвышенная южная часть Минской возвышенности покрыта дерново-подзолистыми сильно- и среднеоподзоленными сильноэродированными почвами, развивающимися на легких зава-луненных моренных суглинках и хрящевато-гравийных супесях, подстилаемых моренными суглинками. Кроме того, на возвышенности распространены дерново-подзолистые супесчаные почвы, развивающиеся на валунных моренных суглинках, супесях и песках.

ф1 Л? л4 е?

к/

* Наблюдаемые значения ? Средние многолетние значения

Рис. 2.4. Суммарное количество осадков Минской области, а также отклонение относительно средних многолетних значений [209-231]

По гранулометрическому составу почвы района подразделяются на суглинистые (90,5%), супесчаные (5%), песчаные (1,5%), торфяные (3%) [184, с. 249-250]. Здесь также встречаются азональные бурые лесные почвы, развивающиеся на богатых почвообразующих породах и обусловливающие, в свою очередь, богатую естественную растительность [4].

Сложный характер рельефа возвышенности и высокая степень ее сельскохозяйственной освоенности обусловили широкое, зачастую интенсивное развитие эрозионных процессов. Все эти обстоятельства определили формирование на территории Минской возвышенности сложного и многокомпонентного почвенного покрова. Территория возвышенности характеризуется достаточно высокой степенью сельскохозяйственной освоенности (около 70%). При этом распределены сельскохозяйственные угодья крайне неравномерно и сконцентрированы в основном в южной части возвышенности [4].

В пределах территории лесного фонда района распространены дерново-подзолистые почвы, которые имеют преимущественно песчаный и супесчаный гранулометрический состав и слабо развитый гумусовый горизонт, образовавшийся в результате вымывания органических веществ из лесной подстилки. Подзолистый горизонт представлен прожилками, пятнами и сплошным слоем до 20 см. По степени оподзоленности различают слабо-, средне- и сильнооподзоленные почвы [2, с. 55].

Лесная растительность. Леса занимают 36% всей площади Ошмянско-Минского лесорастительного района и имеют черты дубово-темнохвойных лесов. Основную лесопокрытую площадь занимают сосновые леса. Доминируют боры верескового и мшистого типов, значительно реже распространены сосняки на болотах [141, 279, 281]. Современное распределение естественной растительности в пределах Минской возвышенности характеризуется неравномерностью. Средняя лесистость составляет около 57% -наиболее высокий показатель среди возвышенностей Беларуси. Наряду с крупными имеется множество мелких лесных массивов, что напрямую связано с сельскохозяйственной освоенностью земель возвышенности. Природная растительность сильно разрежена. Южная часть возвышенности значительно обезлесена. Разрозненные участки леса на юге занимают от 10 до 20%. По всей этой возвышенной территории разбросаны небольшие (200-500 га) или более крупные (1500-2000 га) участки лесов, представляющие собой остатки сложного комплекса лесных фитоценозов, зачастую представленные лишь одной формацией или одним типом леса. Преобладают ельники кисличные, сохранились довольно значительные участки дубрав [61, 141].

В северной части возвышенности (лесистость 40-60%) (Логой-ский и Докшицкий административные районы) сосредоточены крупные массивы сосновых лишайниково-вересковых и зеленомошных лесов с примесью ели и с подлеском из можжевельника. Часто встречаются еловые южно-таежные леса, многие из которых представлены сложными широколиственно-еловыми ассоциациями с дубом, кленом, липой и густым подлеском из лещины, рябины, жимолости, крушины.

Еловые леса чередуются с производными березняками, реже осинниками, среди которых попадаются участки чистых широколиственных древостоев. На склонах холмов, низинах, неза-торфованных берегах рек в северной части Минской возвышенности распространена ольха серая, вдоль рек и ручьев - ольха черная. В южной части возвышенности, где встречаются более плодородные почвы, леса представлены небольшими участками широколиственно-сосновых лесов с дубом и липой.

Поймы рек и низины стока заняты пойменными и суходольными лугами, местами низинными болотами. На болотных массивах распространены пушистоберезовые осоковотравянистые леса. Однако основная часть болот осушена и распахана. В целом в пределах Минской возвышенности наиболее часто встречаются сосновые леса (57% лесопокрытой площади), еловые леса составляют 18% всей площади лесов, березовые - 16%, ольховые - 5%, широколиственные - 1% [61].

Таким образом, территория Минской возвышенности характеризуется значительной степенью освоенности в результате хозяйственной деятельности человека, что отражено в современном рельефе и структуре растительного покрова возвышенности. Поэтому одним из значимых для биоты отрицательных факторов являются выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и последующее их вовлечение в биологический круговорот.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >