Глава 1. Объекты и методы исследований

1.1. Объекты исследований. Исследования экологического состояния луговых биогеоценозов выполнены на северных склонах Вармийской возвышенности, которая по физико-географическому районированию является одним из геоморфологических районов Калининградской области. В качестве объектов исследований были выбраны луговые биогеоценозы, расположенные на различных элементах рельефа. Поскольку структура и динамика экосистем рассматривается через призму растительности, как основного компонента, в основу изучения луговых фитоценозов был положен экологический принцип, включающий комплексный подход к анализу взаимодействия биотических и абиотических компонентов экосистемы, а также степени эродированности почв. С целью проведения исследования были выделены ключевые экосистемные участки: «Новоселово», «Корнево», «Долгоруково», «Прибрежное», «Ильичевка», «Пятидорожное», которые пространственно расположены по всей территории северных склонов Вармийской возвышенности.

1.2. Методы исследований. При выполнении работы использовался комплекс методов, включающий: группу сравнительно-географических методов – рекогносцировочный, маршрутный, ключевой (в т.ч. «вложенных ключей»), профильно-геоморфологический (катенарный), маршрутно-ключевой; группу ландшафтно-экологических методов – исследование почвенного покрова, определение характера фитофактора и зоофактора, путем закладки почвенных разрезов, ям, полуям и прикопок для диагностирования почв и оценки почвенного покрова на различных элементах ландшафта; геоботанические методы – оценивались степень участия видов - обилие по шкале Друде, площадь истинного и общего проективного покрытия, оценка продуктивности надземной фитомассы, отмечалась фенологическая фаза развития растений, выявление влияния на травостой различных факторов воздействия осуществлялось методом постоянных квадратов на ключевых участках; метеорологические методы. При этом использовались почвенно-зоологические методы, заключающиеся в наблюдении массового распространения отдельных представителей почвенной фауны на различных элементах рельефа и определение их роли в процессах почвообразования; учет предельно-структурных элементов проводился на площадках 100 м². Лабораторно-аналитические методы – агрегатный состав почв (сухой и мокрый рассев) определялся по Савинову, рН_KCl, сумма поглощенных оснований по Каппену ГОСТ 278221-88; гидролитическая кислотность по Каппену ГОСТ 26212-91, массовая доля органического вещества по Тюрину в модификации Симакова ГОСТ 26213-91, определялись плотность сложения почв, плотность твердой фазы, полевая влажность. По результатам исследования проводилась математическая обработка данных (определение среднего арифметического, ошибки среднего арифметического, использовался корреляционно-регрессионный анализ).

Глава 2. Характеристика геоэкологических условий формирования вармийской возвышенности

2.1. Географическое положение и исторические сведения. Географически Калининградская область расположена в подзоне южной тайги. Согласно почвенно-географическому районированию России территория региона входит в Европейско-Западно-Сибирскую таежно-лесную область подзолистых и дерново-подзолистых почв, зону дерново-подзолистых почв южной тайги, прибалтийскую провинцию дерново-подзолистых слабогумусированных и болотно-подзолистых почв (Добровольский, 2004). Формирование ландшафтов холмисто-моренных озерных возвышенных равнин Вармийской возвышенности происходило в полосе краевых ледниковых образований и характеризуется сложным и разнообразным рельефом, большой пестротой гранулометрического состава поверхностных отложений, различными условиями увлажнения и стока и формирования почвенно-растительного покрова. В системе классификационных единиц все ландшафты Калининградской области, в том числе и Вармийской возвышенности, относятся к бореальному подтаежному (смешанно-лесному) типу равнинного класса (Географический атлас…, 2002). По схеме физико-географического районирования СССР 1968 года территория области располагается в пределах Западно-Приморской провинции, а по схеме районирования 1983 года – в пределах Западно-Приморской и Приморско-Балтийской провинций. Южная часть территории области - район Вармийской холмисто-моренной возвышенности, относится к подпровинции холмисто-моренных гряд и межморенных понижений Западно-Приморской провинции. Большая часть Вармийской возвышенности находится на территории Польши и носит название Гуровских высот, северные склоны являются естественным их продолжением, располагаются в пределах Калининградской области и образуют вдоль границы полосу холмистого, сильно расчлененного рельефа. Для района в целом характерно сочетание моренных массивов с плоскими замкнутыми и полузамкнутыми понижениями. Холмы в плане имеют различные очертания от круглых до слабовытянутых и резко выраженных гряд. В геоморфологическом плане рельеф территории аккумулятивный и аккумулятивно-абразионный ледниковый холмистый основной и конечной морены.

2.2. Орография. Связь экосистем с топографией рельефа и его генетическими формами. Структура растительности и почв склоновых поверхностей Вармийской возвышенности отражает различие геоморфологического строения местности – морфографию и морфометрию рельефа, состав четвертичных отложений, генетические элементы рельефа и динамику современных геоморфологических процессов, а также влияние антропогенных факторов на формирование современного рельефа, который продолжается и в настоящее время.

2.3. Геология и геоморфология. Геологическое строение Вармийской возвышенности тесно связано с историей формирования территории области. В дочетвертичный период образовались наиболее крупные элементы поверхности – Земландский (Самбийский) цоколь (выступ), повышенный рельеф северо-западной периферии Вармийской возвышенности, а также Неманская и Калининградская впадины. Абсолютные отметки рельефа дочетвертичной поверхности Вармийской возвышенности в районах р. Витушка 55 м, р. Корневка 57 м, отдельные холмы определяют расчлененность дочетвертичного рельефа в 60-90 м. Неровности дочетвертичной поверхности наследованы современным ледниковым холмистым рельефом основной и конечной морены.

В результате исследования нами дана комплексная оценка экологического почвенного состояния склоновых поверхностей (Крайнов, 2010). Так, на самых возвышенных участках в районе поселков Корнево и Долгоруково представлен холмистый рельеф конечной морены, в районе поселка Пятидорожное представлен холмистый рельеф основной морены. Холмисто-котловинный камовый рельеф проходит вдоль границы с Польшей, южнее поселка Долгоруково. Мелкие формы ледникового и водно-ледникового генезиса представлены в районе р. Витушка и в пойменных долинах по руслу рек. Это послужило основанием для выявления приуроченности растительного компонента к различным в гидрологическом плане местообитаниям (Крайнов, 2010).

2.4. Экосистемы и гидрография. Геолого-морфологические и климатические условия Калининградской области способствуют избыточной обеспеченности ее территории водными ресурсами. Область расположена в зоне избыточного увлажнения и отличается большими площадями переувлажненных и заболоченных территорий. В пределах Вармийской возвышенности выделяется Вармийский озерный район, очертания которого совпадают с границей названного геоморфологического района. Густота речной сети значительная и составляет 1,01 км/км². Реки характеризуются смешанным типом питания. Средний годовой сток составляет 6 - 7 л/с/км². Состав и распределение растительных сообществ, почв и других элементов экосистем зависят от длительности затопления, его периодичности, то есть от тех признаков ритмики природных условий, которые характеризуют гидрологический режим (Крайнов, Курманская, 2010).

2.5. Климат. Макроклимат, мезоклимат, микроклимат в экосистемах. Луговые экосистемы северных склонов Вармийской возвышенности формируются в условиях зонального макроклимата, местного мезоклимата, микроклимата и фитоклимата местообитаний (Крайнов, Курманская, 2010). Климат воздействует на экосистемные единицы непосредственно факторами температурного режима, света, влаги и косвенно через воздействие рельефа, геологических и гидрологических условий. Формирование климата Калининградской области определяется её положением на юго-восточном побережье Балтийского моря, циркуляцией воздушных масс, образующихся над Атлантикой и континентом Евразия. Согласно климатическому районированию, Калининградская область относится к западно-европейскому району атлантико-континентальной области. Климат носит черты переходного от морского к умеренно-континентальному благодаря приморскому положению. Продолжительный безморозный период (до 200 дней), небольшие контрасты теплообеспеченности по сезонам года при среднегодовой температуре воздуха +8^ОС, высокая влажность воздуха и почвы, благоприятные почвенные условия, особенности рельефа Вармийской возвышенности определяют здесь мезо- и микроклимат и способствуют развитию разнообразных по составу луговых растительных сообществ.