Spontaneous revegetation of post-mining areas (the Langeri River placer gold deposit, Central Sakhalin, Russia)
The aim of this study was to investigate the role of different vascular plants' life forms in post-mining vegetation cover at the Langeri river placer gold deposit, central Sakhalin, Russia (50°6'21''N, 143°10'23"E). Post-mining areas were left for spontaneous revegetation from 1997 to 2010. 58 releves at 10x10 m and 5x10 m plots were completed in five ecotope types. There were rock dumps after trammel operation, lower sites between rock dumps, tailing ponds, open pit mine areas ("young floodplain" after the river water penetration in the mining area) and young alluvial surfaces along riversides. The relative number of species and the relative plant cover for each group was counted in sample plots. A ternary graph was used to display relative contribution of species groups. PCA with log conversion for initial matrix was used to transform multiple data: six relative plant communities' attributes, total plant cover and floristic richness. This research has identified 25 woody, 78 perennial and 17 annual and biennial herb species. Salix udensis, S. schwerinii,Betulaplatyphylla,Populus suaveolens are frequent and abundant in the woody group. Trifolium repense, Chamaenerion angustifolium, Anaphalis margaritacea, Pilosella x floribunda and Typha latifolia (exclusively in tailing ponds) dominated among herbs. The role of woody plants is great at rock dumps, but the total cover in this ecotope is low (5%, in average). Perennial herbs dominated in open pit mining areas (cover 20%), tailing pond surface (cover 35%) and young alluvial surface along riversides (cover 15%). The total cover of woody and perennial plants at lower sites between rock dumps is about 60%. Annual and biennial species abundance is low in all ecotope types (cover 0.2-0.4%). Plant community species composition at post-mining sites is conditioned by seed rains from the surrounding areas. Although seeds of the surrounding dominant trees germinate on pits and tailings, the herbaceous layer at all sites is specific and is characterized by low cover. PCA shows that the vectors of the relative number and the relative cover of woody species and the vectors of the total plant cover, the relative number and the relative cover of perennial herb species are oppositely directed. The study results conclude that the initial stages of spontaneous revegetation in post-mining areas occur with vascular plants of different life forms. The dominance of plants of a particular life form depends on the ecotope type. The revegatation measures in post-mining areas should take into consideration the peculiarities of all heterogeneous ecotopes and their ability to support plants of different life forms.
Keywords
primary succession,
plant life-form,
PCA,
revegetation,
post-mining,
анализ главных компонент,
жизненная форма,
первичная сукцессия,
зарастание,
техногенный ландшафтAuthors
Korznikov Kirill A. | Botanical Garden-Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences | korzkir@mail.ru |
Всего: 1
References
Раменский Л.Г. Введение в комплексное почвенно-геоботаническое исследование земель. М. : Сельхозгиз, 1938. 620 с.
Tobita H., Hasegawa S.F., Yazaki K., Komatsu M., Kitao M. Growth and N2 fixation in an Alnus hirsuta (Turcz.) var. sibirica stand in Japan // Journal of Biosciences. 2013. Vol. 38, № 4. PP. 761-776.
Grime J.P. Plant strategies and vegetation processes. Chichester: JohnWiley & Sons, 1979. 371 p.
Shmida A., Ellner S. Coexistence of plant species with similar niches // Vegetatio. 1984. Vol. 58, № 1. PP. 29-55.
Гришин С.Ю. Сукцессии растительности на лавовых потоках Толбачинского дола // Ботанический журнал. 1992. Т. 77, № 1. С. 92-100.
Prach K., Tichy L., Lencova K., Adamek M., Koutecky T., Sadlo J., Bartosova A., Novak J., Kovar P., Jmva A., Smilauer P., Rehounkova K. Does succession run towards potential natural vegetation? An analysis across seres // Journal of Vegetation Science. 2016. Vol. 27, № 3. PP. 515-523.
Архив климатических данных. URL: http://climatebase.ru/station/32076 (дата доступа: 28.08.2016).
McCune B., Grace J.B. Analysis of ecological communities. Gleneden Beach, Oregon: MjM Software Design, 2002. 300 p.
Oksanen J. Multivariate analysis of ecological communities in R: vegan tutorial. 2015. URL: http://cc.oulu.fi/~jarioksa/opetus/metodi/vegantutor.pdf (дата доступа: 28.08.2016).
Ternary diagram in R. URL: http://www.ggtern.com/ (дата доступа: 28.08.2016).
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб. : Мир и семья, 1995. 992 с.
Безделев А.Б., Безделева Т.А. Жизненные формы семенных растений российского Дальнего Востока. Владивосток : Дальнаука, 2006. 296 с.
Осипов С.В., Бурундукова О.Л. К характеристике лиственницы Каяндера (Larix cajanderi Mayr) на дражных отвалах Приамурья // Экология. 2005. № 4. С. 259-263.
Takeuchi K., Shimano K. Vegetation succession at the abandoned Ogushi sulfur mine, central Japan // Landscape and Ecological Engineering. 2009. Vol. 5, № 1. PP. 33-44.
Sebelikova L., Rehounkova K., Prach K. Spontaneous revegetation vs. forestry reclamation in post-mining sand pits // Environmental Science and Pollution Research. 2016. Vol. 23, № 14. PP. 13598-13605.
Borgegard S.-O. Vegetation development in abandoned gravel pits: effects of surrounding vegetation, substrate and regionality // Journal of Vegetation Science. 1990. Vol. 1, № 5. PP. 675-682.
Holl K.D. Long-term vegetation recovery on reclaimed coal surface mines in the eastern USA // Journal of Applied Ecology. 2002. Vol. 39, № 6. PP. 960-970.
Rehounkova K., Prach K. Spontaneous vegetation succession in disused gravel-sand pits: Role of local site and landscape factors // Journal of Vegetation Science. 2006. Vol. 17, № 6. PP. 583-590.
Сумина О.И. Формирование пространственной структуры растительных сообществ в ходе первичной сукцессии // Ботанический журнал. 2012. Т. 97, № 10. С. 1351-1363.
Сумина О.И., Бельдиман Л.Н. Зарастание карьеров лесотундры Западной Сибири: прогноз восстановительных сукцессий // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3. Биология. 2011. № 2. С. 13-27.
Манаков Ю.А., Стрельникова Т.О., Куприянов А.Н. Формирование растительного покрова в техногенных ландшафтах Кузбасса. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2011. 168 с.
Сумина О.И., Копцева Е.М. Разнообразие и динамика растительности карьеров в лесотундре Западной Сибири (окрестности г. Лабытнанги, Ямало-Ненецкий АО) // Растительность России. 2004. № 6. С. 83-103.
Капелькина Л.П., Сумина О.И., Лавриненко И.А., Лавриненко О.В., Тихменев Е.А., Миронова С.И. Самозарастание нарушенных земель Севера. СПб.: Изд-во ВВМ, 2014. 204 с.
Шляхов С.А., Осипов С.В. Техногенные поверхностные образования на месте разработки россыпных месторождений золота (Буреинское нагорье, Дальний Восток) // Почвоведение. 2004. № 10. С. 1250-1258.
Шлотгауэр С.Д. Антропогенная динамика и возобновление растительности на горнопромышленных отвалах речных пойм Охотии // Научные и практические аспекты добычи цветных и благородных металлов: доклады международного совещания / ред. Ю.А. Мамаев, В.Г. Крюков. Ч. 2. Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 2000. С. 473-482.
Шлотгауэр С.Д. Антропогенная динамика растительности Хабаровского края // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 1993. № 6. С. 84-90.
Осипов С.В., Черданцева В.Я., Галанина И.А., Якубов В.В. Видовой состав и экологоценотические спектры сосудистых растений, мхов и лишайников на участках золотодобычи в таежной зоне Нижнего Приамурья (Дальний Восток) // Сибирский экологический журнал. 2008. Т. 15, № 4. С. 553-569.
Осипов С.В., Ивакина Е.В. Растительный покров карьерно-отвальных комплексов в дальневосточных лесостепных ландшафтах // Ботанический журнал. 2016. Т. 101, № 1. С. 45-63.
Осипов С.В. Серийная растительность участков золотодобычи в таежной зоне Нижнего Приамурья // Ботанический журнал. 2006. Т. 91, № 4. С. 521-532.
Ивакина Е.В., Якубов В.В., Осипов С.В. Сосудистые растения участка угледобычи «Лузановский» (российский Дальний Восток) // Сибирский экологический журнал. 2013. Т. 20, № 2. С. 234-247.
Осипов С.В., Гуров А.А. Детальное картографирование техногенных ландшафтов // География и природные ресурсы. 2016. № 1. С. 156-163.