CC BY
22
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2009, том 15, № 4 (40), с. 70-75
^ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ—==—
УДК 591.9(262.81)
ФОРМИРОВАНИЕ ПРИБРЕЖНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО ЭКОТОНА В УСЛОВИЯХ НЕСТАБИЛЬНОГО УРОВНЯ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
© 2009 г. М.И. Джалалова
Прикаспийский Институт биологических ресурсов ДНЦ РАН, Россия, 367025Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 45. E-mail: d.marina.66@mail.ru
Реферат. В зависимости от характера воздействия Каспийского моря на участке прибрежной полосы в пределах Терско-Кумской низменности выделены блоки экотона «вода-суша» и проанализирован характерный для них состав видов растительных сообществ. Ключевые слова: экотон «вода-суша», блоки, сходство видового состава, растительные сообщества.
Переходные или так называемые «экотонные» территории в настоящее время пользуются повышенным вниманием в исследованиях, при этом концепция блоковой организации экотона стала широко используемым подходом к изучению пространственно-временной структуры побережий (Новикова, 2006). «Экотоном» принято называть переходные, граничные пространства между различными природными системами (экосистемами, ландшафтами), между различными средами (вода-суша, почва-атмосфера и др.). Эти переходные территории имеют специфическую структуру и служат местом формирования и сохранения биологического разнообразия. Повышенная активность динамических процессов на переходных территориях обеспечивает экотонам особо важную роль в эволюционном процессе (Залетаев, 1997).
Переходные области в природных ландшафтах, их функции, структура, динамика достаточно подробно освещены в ряде работ (Бобра, 2004; Залетаев, 1997, 1989; Сочава, 1979; Сулейманова, Гасанова, 2003). В работе Н.М. Новиковой (2006) рассмотрены научные достижения в изучении экотонных систем «вода-суша» и поставлены задачи направления дальнейших научных исследований. Экотонная структура прибрежной полосы и ее динамика при изменении уровня Каспийского моря рассмотрена достаточно подробно в работах Л.В. Кулешовой (1997, 2000). Настоящее исследование раскрывает особенности структуры растительного покрова побережья Каспийского моря в районе Кизлярского залива Терско-Кумской низменности.
Терско-Кумская низменность показательна с точки зрения развития переходных областей, по сути, являясь геоэкотоном зонального уровня между зонами степей пустынь, в то же время здесь проявляются экологические последствия изменения уровенного режима Каспийского моря (Гасанова, Джалалова, 2009). Колебания уровня Каспийского моря, наиболее значительные в четвертичный период, имеют место и в настоящее время. До 1978 г. происходило прогрессирующее снижение уровня до отметки -29.0 м. С 1978 г. регрессивная фаза колебаний резко сменилась трансгрессивной и к 1996 г. уровень моря повысился до абсолютной отметки -26.5 м. Регрессия проявляется в приращении суши за счет обсыхания участка акватории, растут площади, занимаемые солончаками и галофитами. При трансгрессии, наоборот, развиваются процессы затопления, подтопления, заболачивания, растут площади тростниковых плавней и сильно засоленных лугово-болотных почв (Залибеков, 2000; Стасюк, 2005). Для последних лет характерна некоторая стабилизация уровенного режима моря близ отметки -27 м. (Зонн, 2001).
В зависимости от трансгрессивно-регрессивной деятельности Каспийского моря, в ходе периодического затопления и осушения территории в приморской полосе побережья
формируется растительный экотон (Гасанова, Сулейманова, 2002; Сулейманова, Гасанова, 2003).
Используя блоковую концепцию структурной организации экотона «вода-суша», в данной работе поставлена задача охарактеризовать растительность отдельных блоков экотона «вода-суша» побережья Каспийского моря в районе Кизлярского залива Терско-Кумской низменности на момент стабилизации его уровня на отметке -27 м.
Материалы и методы исследования
Объектом исследований послужил растительный покров экотона на побережье Кизлярского залива, зарегистрированный на топо-экологическом профиле протяженностью 8 км от уреза воды вглубь суши Терско-Кумской низменности. Согласно почвенно-географическому районированию (Сулейманова, 2002; Джалалова и др., 2004), территория Терско-Кумской низменности относится к Прикаспийской провинции светло-каштановых и бурых полупустынных почв, солонцовых комплексов, песчаных массивов и пятен солончаков. В почвенном покрове представлены солончаки, луговые и лугово-болотные, луговые карбонатные, каштановые солонцеватые почвы. Небольшими массивами распространены песчаные почвы. Рассматриваемый участок можно отнести ко второму из выделенных Ф.Д. Аллахвердиевым (1998) типов эколого-генетических рядов растительности, формирующихся на побережье в зависимости от литологического состава отложений. Здесь в составе поверхностных отложений доминируют тяжелые фракции, способствующие накоплению легкорастворимых солей и формированию бугровых форм нано- и микрорельефа.
Результаты и обсуждение
В пространственной структуре экотонного ландшафта рассматриваемого участка побережья, основываясь на различии в проявлении водного фактора, рельефа, почвенного и растительного покрова, выделены блоки экотона: флуктуационный (3; рис.), включающий литораль, обсохшие участки суши и прибрежные мелководья с преобладанием гидрофильной растительности, динамический (2; рис.) - участок территории прямого воздействия моря, характеризующийся периодическим затоплением, рассматриваемый нами в качестве экотона 2 порядка и дистантный (1; рис.) - участок побережья, испытывающий косвенное воздействие моря через колебание уровня грунтовых вод.
Флуктуационный блок включает участок побережья, имеющий непосредственный прямой контакт с морской водой, гипсометрический уровень территории располагается на высотных отметках от -27 до -26 м ниже уровня мирового океана. В зоне прямого действия оказываются, прежде всего, приморские марши, занятые водной и водно-болотной растительностью. Почвы болотные, лугово-болотные песчаные, супесчаные переслаиваются мелкой разбитой ракушкой, суглинками. Тип засоления - сульфатно-хлоридный, степень засоления - высокая.
Растительность чутко реагирует на изменение среды, где важную роль играет фактор увлажнения. Прибрежно-водная растительность представлена формациями тростника южного (Phragmiteta australes), камыша озерного (Scirpeta lacustres), рогоза узколистного (Typheta angustifoliae), рогоза Лаксмана (Typheta laxmannii), клубнекамыша морского (Bolboschoenus maritimus), сусака зонтичного (Butometa umbellati), частухи подорожниковой (Alismateta plantago-aquaticae). Галофильная растительность включает сообщества солончаков и засоленных лугов и представлена классами формаций настоящей солончаковой растительности Salicornieta europaeae, Suae da prostratae, Salsoleta sodae,
ДЖАЛАЛОВА
Halimionetapedunculatae и засоленных лугов Puccinellieta giganteae, Aeluropudeta littorales.
В биотических комплексах флуктуационного блока идут активные гидрогенные и галогенные сукцессии, так как это относительно широкая полоса подвержена подтоплению и сильному переувлажнению. Последовательное увеличение продолжительности затопления привело к смене водной и водно-болотной растительности (Salicornia europaea, Phragmites australis, Puccinellia gigantea) лугово-солончаковым комплексом (Halimione verrucifera, Frankenia hirsuta, Halocnemum strobilaceum).
ш 20
o 4
" 15 o e; o
T 10
\
1 г4 \
113 12
0
1 2 3
Рис. Пространственная организация экотонной системы «вода-суша» на побережье Кизлярского залива. Условные обозначения: 1-3 блоки экотонной системы, 1 - дистантный, 2 - динамический, 3 -флуктуационный. Встречаемость доминантов на выделенных участках показана в таблице. Fig. Spatial structure of the terrestrial-water ecotonal system at the Caspian Sea shore of the Kyzlar bay; ecotone system areas: 1 - distant; 2 - dynamic, 3 - fluctuation. Occurrence of dominants in test sites is shown in the table.
5
Флуктуационный блок сменяется участком прямого контакта - динамическим блоком, где были выделены луговые и лугово-каштановые почвы, отличающиеся изменением засоленности и солонцеватости. Засоление почвенного профиля почв хлоридно-сульфатное, с очень сильной степенью. Глубина залегания грунтовых вод 60-80 см. Ландшафт несет черты полноценного лугово-солончакового комплекса.
Этот блок характеризуется повышенным видовым разнообразием и особенностями жизненных форм растений, а именно - доминированием многолетников (до 70%) над
однолетниками. Участие многолетников во флуктуационном и дистантном блоках ниже, соответственно - 54.1% и 40%. Основу растительных сообществ формирует лугово-солончаковый комплекс видов, где наибольшая роль принадлежит полукустарничкам -галофитам. В ценотической структуре наблюдается преобладание сообществ, доминантами которых часто выступают виды или их популяции, переносящие засоление - Elytrigia repens, Poa pratensis, Puccinellia gigantea, Carex melanostachya, Cynodon dactylon, Aeluropus littoralis, Limonium gmelinii, Agropyron pectinatum, Festuca valesiaca, Artemisia santonica.
Таблица. Видовой состав растительных сообществ блоков экотонной системы. Table. Plant species composition within blocks of the ecoton system.
Блоки экотонной системы
флу кту ационный динамический дистантный
Растительные сообщества прибрежно-водные - луговые галофильные на лугово-болотных луговые галофильные с участием эфемеров на лугово-болотных и солончаковых отакыривающихся и каштановых засоленных почвах отстаточно-луговые галофильные и эфемерово-полынные на
солончаковатых почвах и луговых остаточных солончаках и светло-
солончаках каштановой почве
№ п. п. Виды и их кол-во в блоке 12 24 13
1 Scirpus lacustris +
2 Phragmites australis + +
3 Typha angustifolia + +
4 Tripolium vulgare + +
5 Salicornia europaea + +
6 Aeluropus littoralis + +
7 Halimione verrucifera + +
В Limonium meyeri + +
9 Puccinellia gigantea + +
1G Filago vulgaris +
11 Polygonum aviculare +
12 Halocnemum strobilaceum +
13 Tamarix hohenackeri + + +
14 Petrosimonia brachiata + + +
15 Frankenia hirsuta + + +
16 Petrosimonia oppositifolia + +
17 Alhagi pseudalhagi + +
18 Salsola dendroides + +
19 Eremopyrum orientale + +
2G Anisantha tectorum + +
21 Suaeda microphylla +
22 Alyssum desertorum +
23 Kochia prostrata +
24 Artemisia taurica +
25 Poa bulbosa +
Наиболее распространены луга на засоленных почвах с преобладанием формаций Puccinellieta distantis, Cariceta melanostachyeae, Elytrigieta repentis (галофитный вариант), Limonieta gmelinii, Agropyroneta pectinati, Artemisieta santoniae, Festuceta valesiacae.
Для дистантного блока характерны растительные сообщества, имеющие переходный характер к зональным пустынным и полупустынным. Почвы светло-каштановые солонцевато-солончаковые легкосуглинистые. Грунтовые воды находятся на глубине 1.23 м. Засоление почвенного профиля хлоридно-сульфатное, степень засоления колеблется от средней до сильной. Растительность преимущественно полынно-эфемеровая в комплексе с полынно-солянковыми и многолетнесолянковыми сообществами с участием Artemisia taurica, Petrosimonia brachiata, Salsola dendroides, Poa bulbosa, Eremopyrum orientale.
Для определения показателя сходства между выделенными блоками был использован коэффициент Жаккара: ^Na+b^Na+Nb-Na+b), где Na+b - число общих видов в сравниваемых описаниях A и B; NA и NB - число видов в каждом из описаний (Миркин, Розенберг, 1983).
Наибольшее сходство видового состава имеют флуктуационный и динамический блоки - К1 = 55%, представленные в нем виды в основном относятся к сообществам лугово-солянкового комплекса, устойчивым к засолению. Несколько меньшее сходство имеют блоки флуктуационный и динамический - К2 = 33%, представленные преимущественно гидрогалофильными видами. Наименьшее сходство имеют крайние члены экотона -флуктуационный и дистантный блоки - К3 = 14%, представленные видами и сообществами более сильно различающиеся по экологии.
Выводы
Непосредственный контакт двух принципиально различающихся сред в системе «вода-суша» обусловил формирование переходной области - экотона. В экотонной системе в направлении от уреза воды вглубь суши постепенно ослабевает влияние водного фактора и возрастает роль зональных процессов. Показатели сходства, коэффициенты К1 и К2 отражают происходящие смены как плавные, без резких визуальных границ как в растительности, так и в почвах. Растительность динамического блока экотона более разнообразна в связи с тем, что именно здесь увлажнение имеет переменный характер, сменяющийся во времени и близкий двум соседним блокам. Экотонную особенность территории побережья целесообразно учитывать при ее хозяйственном использовании для сохранения ботанического разнообразия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алахвердиев Ф.Д. 1988. Смены растительности приморских пустынь, плавней и лугов северо-западного Прикаспия и их индикационное значение. Автореф. дисс...докт. Биол. наук. Ташкент. 42 с. Бобра Т.В. 2004. К вопросу о понятиях «граница»-«экотон»-«геоэкотон» в географии.
http://www.nbuv.gov.ua/Articles/KultNar/knp79/pdf/knp79_7-12.pdf Гасанова З.У., Джалалова М.И. 2009. Геоэкотоны в почвенно-растительных комплексах Терско-Кумской низменности различных уровней организации ландшафта // Юг России экология, развитие. № 1. С. 105-109. Гасанова З.У., Сулейманова М.И. 2002. Экотоны в почвенно-растительных рядах Терско-Кумской низменности // Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции. Факультет почвоведения МГУ. Москва. С. 100. Джалалова М.И., Загидова Р.М., Гасанова З.У. 2004. Особенности пустынной растительности
Терско-Кумской низменности. Фундаментальные исследования // Материалы II конференции «Природопользование и охрана окружающей среды». О. Крит (Греция) № 5. С. 33-34.
Залетаев В.С. 1997. Структурная организация экотонов в контексте управления // Экотоны в
биосфере. М.: РАСХН. С. 11-29. Залетаев В.С. 1989. Экологически дестабилизированная среда. М.: Наука. 150 с. Залибеков З.Г. 2000. Процессы опустынивания и их влияние на почвенный покров. (Затопление береговой полосы Каспийского моря и формирование морской «пустыни»). М.: ДНЦ РАН. 219 с. Зонн И.С. 2001. 300 лет на Каспии. М.: ООО «Эдель-М». 96 с.
Кулешова Л.В. 1997. Формирование берегового экотона в связи с колебаниями уровня
Каспийского моря // Экотоны в биосфере. М.: РАСХН. С. 312-320. Кулешова Л.В. 2000. Очаговые изменения растительности на побережье Каспийского моря как индикатор трансформации среды // Микроочаговые процессы-индикаторы дестабилизированной среды. М.: РАСХН. С. 138-149. Миркин Б.М., Розенберг Г.С. 1983. Толковый словарь современной фитоценологии. М.: Наука. 133 с.
Новикова Н.М. 2006. Достижения и задачи в изучении экотонных систем "вода-суша"//
Аридные экосистемы. Т.12. № 30-31. С. 12-19. Свиточ А.А., Кулешова Л.В. 1994. Геоэкологическая зональность на участках затопления
российского побережья Каспийского моря // Доклады РАН. Т. 339. №1. С. 77-79. Сочава В.Б. 1979. Растительный покров на тематических картах. Новосибирск: Наука. 190 с. Стасюк Н.В. 2005. Динамика почвенного покрова дельты Терека. Махачкала: ДНЦРАН. 193 с.
Сулейманова М.И., Гасанова З.У. 2003. Растительные экотоны Терско-Кумской низменности на разных уровнях организации ландшафта // Материалы XYII научно-практической конференции по охране природы Дагестана. Махачкала: ДНЦ РАН. С. 191-192. Сулейманова М.И. 2002. Динамика растительности приморской полосы Терско-Кумской низменности при различных циклах затопления // Аридные экосистемы Т. 8. № 17. С. 25-30.
FORMATION OF THE COASTAL VEGETATIVE ECOTON IN CONDITIONS OF UNSTABLE LEVEL OF THE CASPIAN SEA
© 2009. M.I. Dzhalalova
The Caspian institute of biological resources of the Daghestan scientific center RAS Russia, 367025 Makhachkala, M. Gadjiyeva str., 45. E-mail: d.marina.66@mail.ru
Abstract. Landscape organization of the terrestrial-water ecotone system of the Caspian Sea shore includes the following blocks: fluctuative, dynamics and distant. These blocks reflect impact of the sea: direct at the fluctuative - prolonged flooding every year; direct-indirect - at the dynamic - short-time flooding; indirect impact at the distant - by ground waters. The structure of coastal ecoton vegetation in limits of the Tersko-Kumskaya lowland is analyzed.
Contact of two essentially different environments in system "water-land" has caused formation of transitive area - ecotone. In ecotonal system in the direction from sea shore line into lowland the water factor gradually weakens and the role of zonal processes increases. Indicator of similarity of species within blocks of ecotone reflects occurring changes as smooth, without sharp visual borders both in vegetation, and in soils. The vegetation of the dynamic block of ecotone is more various because here the humidity has the different character replaced in time and close two nearest blocks. Ecotonal feature of costal territory is expedient for considering its economic use for preservation of the botanical diversity. Key words: water-terrestrial ecotone, blocks, similarity of species structure.
