Siberian Federal University

Issue

Journal of Siberian Federal University. Biology. 2025 18 (1)

Authors

Lamanova, Tatyana G.; Sheremet, Natalia V.; Safronova, Olga S.; Doronkin, Vladimir M.; Sheremet, Mikhail S.

Contact information

Lamanova, Tatyana G.: Central Siberian Botanical Garden SB RAS Novosibirsk, Russian Federation; ; ORCID: 0000-0001-6691-3732; Sheremet, Natalia V.: Central Siberian Botanical Garden SB RAS Novosibirsk, Russian Federation; ORCID: 0000-0003-2973-3008; Safronova, Olga S.: Research Institute of Agricultural Problems of Khakassia Zelenoe, Russian Federation; ORCID: 0000-0003-1181-5224; Doronkin, Vladimir M.: Central Siberian Botanical Garden SB RAS Novosibirsk, Russian Federation; ORCID: 0000-0001-6344-7588; Sheremet, Mikhail S.: Novosibirsk State Technical University Novosibirsk, Russian Federation; ORCID: 0000-0003-0879-4282

Keywords

vegetation cover; mesorelief; opencast coal mine spoil tips; natural revegetation; primary successions; productivity; Republic of Khakassia

Abstract

При открытом способе добычи угля огромные территории подвергаются жесткому техногенному воздействию. Снизить негативное влияние можно путем восстановления растительности нарушенных земель. С целью оценки закономерностей формирования растительного покрова при самозарастании вскрышных отвалов в аридных районах Республики Хакасия проведен анализ особенностей структуры и продуктивности растительных сообществ. Первичные сукцессии разных элементов мезорельефа отвалов характеризуются травяным типом зарастания. Выявлено 43 вида сосудистых растений, среди которых 39 аборигенные. Найден эндемик Thesium repens. Эндемичные виды Приенисейских степей, широко представленные во флоре каменистых степей Хакасии, на отвалах отсутствуют. Доминируют на отвалах виды разнотравья Artemisia sieversiana, A. tanacetifolia, Cirsium setosum, Chenopodium аristatum и др., а также злаков Calamagrostis epigeios, Setaria viridis, Hordeum jubatum и др.; состав доминирующих видов зависит от экспозиции склона. По сравнению с зональными сообществами процент видов мезофитной группы выше почти вдвое. Среди жизненных форм велика доля видов рестативного типа (42 %). Вертикальная структура характеризуется значительной высотой травостоя. Распределение надземной биомассы на отвалах, как и в зональных сообществах, описывается приземным типом. Продуктивность растительных сообществ близка или превышает показатели зональных фитоценозов, ее значения максимальны на плато (2,8±0,4 т/ га). Надземная биомасса на всех участках профиля преобладает над подземной. Анализ кривых значимости видов показал, что в ходе сукцессии происходит усложнение структуры, связанное с увеличением числа видов и выравненностью их участия. В целом можно отметить, что после 40 лет самозарастания отвалов растительные сообщества отличаются по составу и структуре от зональных сообществ и находятся только на одной из промежуточных стадий восстановления

Opencast coal mining results in vast areas subjected to intense anthropogenic impact. However, the negative effects can be mitigated through the reclamation of vegetation in disturbed areas. This study aims to reveal the patterns of natural revegetation occurring in opencast coal mine spoil tips in the arid zones of the Republic of Khakassia by analysing the structure and productivity of the resulting plant communities. Research into various elements of mesorelief shows that primary successions on these sites are characterised by a herbaceous type of vegetation comprising 43 species of vascular plants, 39 of which are native to the region. Among findings, the endemic species Thesium repens was identified, while the endemic species typical of near-Yenisei steppes, common in the flora of Khakassian stony steppes, were absent from the study area. The predominant species on spoil tips include the forbs Artemisia sieversiana, A. tanacetifolia, Cirsium setosum, Chenopodium аristatum and others, as well as some species from the Poaceae family (Calamagrostis epigeios, Setaria viridis, Hordeum jubatum and others); their composition varies depending on the slope aspect. Compared to zonal communities, the proportion of mesophytic group species is almost twice as high. Among life forms, the percentage of restorative species is significant (42 %). The vertical structure exhibits considerable herbage height, while most of the above-ground phytomass is concentrated near the soil surface, similar to the pattern observed in zonal communities. The productivity of plant communities in spoil tips approaches or exceeds that on zonal soils, with maximum values observed on the plateau (2,8±0,4 t/ha). The above-ground phytomass predominates over the under-ground phytomass in all parts of the study site. The significance graphs indicate a complication in community structure during the succession, marked by both an increase in species richness and a greater evenness of their abundances. Overall, it can be noted that after 40 years of natural revegetation, the plant communities on spoil tips differ in the composition and structure from zonal communities, suggesting that they remain in an intermediate stage of restoration

Pages

45–61

EDN

TMGWOL

Paper at repository of SibFU

https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/155063

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).