CC BY
73
Белянина Е.В.
Оренбургский государственный университет E-mail: orbotgard@mail.ru
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФЛОРЫ ЭКОТОНОВ ОРЕНБУРГСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ
Проведены исследования флоры в условиях экотонов Оренбургской области: определена биоморфологическая структура, выявлены основные экологические группы растений по отношению к свету и влажности, а также эколого-фитоценотические группы. На основе проанализированных данных выделены характерные особенности экологической структуры флоры исследованных экотонов.
Ключевые слова: экотон, флора, жизненная форма, экологические группы, эколого-фито-ценотический спектр, Оренбургское Предуралье.
Широкое распространение экотонов на современном этапе развития биосферы определяет актуальность их исследования. Изучение переходных зон необходимо не только для определения границ природно-территориальных комплексов, но также для определения внутренней структуры и механизмов функционирования экотонов как целостных систем. Для полного понимания организации и динамики экотонов необходимо изучение экологических свойств компонентов флоры. [1,5] Внешний облик растения отражает его приспособленность к условиям среды. Жизненная форма вырабатывается в результате естественного отбора в различных климатических, почвенных и биоценотических условиях. В геоботанике используются различные системы описания жизненных форм растений. Например, система жизненных форм Раунки-ера представляет жизненную форму как совокупность приспособлений растений для переживания неблагоприятных условий (расположение почек возобновления). Не менее важным в анализе флоры является характеристика её экологической структуры, а также эколого-фитоценотических групп.[2]
В условиях Оренбургской области исследование флоры экотонов ранее не проводилось. В связи с этим, целью наших исследований было выявление характерных особенностей флоры в условиях экотонов Оренбургского Предуралья.
Материалы и методы
Объектами исследования стали опушечные экотоны - переходные зоны между травянистой (степная, луговая) и древесной растительностью (лес). Месторасположение объек-
тов исследования: участок №1 - северо-западная окраина Бузулукского бора близ села Си-доркино (Бузулукский район), участок №2 -западная окраина Карповского леса в 7 км севернее от города Бугуруслан (Бугурусланский район), участок №3 - экотон с юго-западной стороны Лукинского леса в 9 км на север от села Пилюгино (Бугурусланский район), участок №4 - южная опушка леса, находящаяся в пределах Сокской сыртовой степи в 5 км от села Наумовка Северного района, участок №5 -экотон с северо-восточной стороны Обуховского леса в 5 км от села Золотой Родник Асеке-евского района.
Анализ флоры проводился по следующим параметрам [4]:
- биоморфологическая структура,
- анализ экологических групп,
- характеристика фитоценотических групп.
Определение растений проводилось по
«Определителю сосудистых растений Оренбургской области» [7]. Экологические группы выделялись на основании анализа литературных источников [2,3]. Эколого-фитоценотические группы были выделены на основе экологических групп А.А. Ниценко [6] с учетом сведений «Определителя сосудистых растений Оренбургской области», а также ботанического описания растений [3,7].
Результаты и обсуждение
Полученные в ходе исследования данные позволяют выделить основные экологические особенности исследованных экотонов.
В таблице 1 приводятся данные о количестве видов, родов и семейств растений, отмеченных на участках №1-№5.
Биоморфологическая структура флоры экотонов отражена в таблице 2.
Наблюдается общая тенденция преобладания во флоре гемикриптофитов (НК) - представителей умеренной и холодной зон. Наиболее типичны в условиях экотонов гемикриптофиты: Bromopsis inermis, Galium boreale L. Potentilla erecta L., Origanum vulgare L., Plantago media L., Veronica spuria L., Serratula radiata (Waldst. et Kit.) Bieb., Inula britannica L, Vicia cracca L., Hypericum perforatum L., Leucanthemum vulgare Lam., Tragopogonpratensis, Potentilla argentea, Lavatera thuringiaca L.
Криптофиты (К) и терофиты (Th) - 11% и 5% соответственно - представлены в основном сорными и адвентивными видами, такими как Convolvulus arvensis L, Galium aparine L., Filipendula vulgaris Moench, Saponaria officinalis L., Silene noctiflora L., Lamium album L.
Хамефиты (Ch) составляют в среднем 3% от общего числа видов, что вполне можно объяснить приспособленностью большинства из них к более суровым условиям бореальной зоны. Наибольшее их количество отмечено на участке №1, например, такие виды как Artemisia austrica L., Dracocephalum ruyschiana L., Gypsophilapaniculata L.
В общем, приводимый спектр близок к нормальному спектру «климата гемикриптофитов».
Таблица 1. Таксономические данные о флоре экотонов Оренбургского Предуралья
Число видов Число родов Число семейств
Участок №1 6З 54 26
Участок №2 50 42 17
Участок №3 ЗЗ З0 14
Участок №4 50 41 18
Участок №5 60 48 21
Таблица 2. Биологический спектр флоры экотонов Оренбургской области, %
НК К Th Ch
Участок №1 7З 1З 8 6
Участок №2 84 10 4 2
Участок №3 76 15 6 З
Участок №4 88 6 З 2
Участок №5 86 9 2 З
среднее 81 11 5 З
Световой режим любого местообитания определяется интенсивностью прямого и рассеянного света, количеством света (годовой суммарной радиацией), его спектральным составом. В условиях лесной опушки преобладает рассеянный свет, но нельзя исключать влияние на растения и прямых солнечных лучей.
В условиях экотонов нами были выделены три основные группы растений по отношению к свету (рис. 1).
Преобладающей является группа гелиофитов. Среди них такие виды, как Melilotus officinalis L, GeraniumpratenseL., Coronilla varia L., Veronica spuria L., Filipendula vulgaris Moench, Achillea millefolium L., Sisymbrium Loeselii L., Artemisia absinthium L., Artemisia vulgaris L., Plantago media L., Geum urbanum L., Stipa lessingiana Tin. & Rupr, Cichorium intybus L, Galium verum L.
Доля сциогелиофитов составила 23% (Asparagus officinalis L., Convallaria majalis L., Fragaria vesca L., Humulus lupulus L., Lathyrus silvester L., Lithospermum officinalis L., Tragopogon pratensis L., Vicia cracca L., Veronica teucrium L. и др.), а гелиосциофитов - 2,8% (Aegopodium podagraria L., Anthriscus sylvestris L., Galium aparine L., Galium boreale L., Gentiana cruciata L.).
По отношению растений к влаге было выделено 8 групп (рис. 2).
Анализ экологического спектра по фактору увлажнения среди гидроэкологических групп позволил выделить основную - мезофиты. К ней относятся такие виды, как Astragalus glycyphyllus L., Chenopodium album L., Linaria vulgaris Mill., Chamerion angustifolium L., Conium maculatum L., Delphinium elatum L., Heracleum sibiricum L., Lathyrus silvester L., Melilotus albus Medik., Plantago major L., Poa pratensis L., Sanguisorba officinalisL, Trifoliumpratense L., Urtica dioica L. и др. Поскольку это растения, обитающие в условиях с более или менее достаточным, но не избыточным количеством воды в почве, их преобладание достигается за счет присутствия благоприятных условий увлажнения.
Близкая к мезофитам группа ксеромезофи-тов представлена Betonica officinalis, Bromopsis inermis Leys, Carduus acanthoides L., Hypericumperforatum L., Knautiatatarica (L.) Szabo, Rumex confertus Willd, Serratula radiata Walds. & Kit., Silaum silausL, Senecio schvetzovii Korsh, Veronica teucrium L. и др.; мезоксерофиты - Achillea
millefolium L., Berteroa incana (L.) DC, Convolvulus arvensisL., Cynoglossum officinale L., Echium vulgare L., Euphorbia virgata Waldst. et Kit., Hylotelephium stepposum (Boriss) Tzvel., Salvia stepposa Des.-Shost.; ксерофиты - Artemisia vulgaris L., Centaurea ruthenica Lam., Crinitaria villosa (L.) Cass, Stipa lessingiana Trin. & Rupr,, Thymus marschallianus Willd. и др.
Доля остальных групп мала или отсутствует на некоторых участках, что не позволяет нам говорить однозначно о том, типичны ли они для экотонной зоны Оренбургской области в целом. Например, присутствие гигрофита Carex cespitosa L. отмечено только в составе флоры экотона Бузулукского бора (участок №1).
Среди гигромезофитов представлены Agrostis gigantea Roth, Humulus lupulusL. мезо-гигрофитов - Angelica sylvestris L., Coronaria flos cuculi (L.) A.Bzaun, LathyruspalustrisL., Geum urbanum L.
Фитоценотические группы растений представлены в таблице 3.
Наибольшим количеством видов представлена группа опушечно-луговых видов. Многочисленны луговые виды, а также степные, опушечно-степные и лугово-степные группы растений.
В сумме опушечно-луговые, луговые, степные, опушечно-степные и лугово-степные виды составляют: участок №1 - 57,1%, участок №2 -64%, участок №3 - 70%, участок №4
- 70%, участок №5 - 67,4%. Это связано с тем, что данные виды имеют широкий экологический оптимум обитания: опушки леса, пойменные луга, суходольные луга, степные склоны. Среди них отмечены представители родов Achillea L., Agrostis L., Artemisia L., Asparagus L,. Centaurea L., Galium L., Knautia L., Medicago L, Melampyrum L., Melilotus Mill.,
Plantago L., Poa L., Potentilla L., Rumex L., Serratula L., Taraxacum F.H.Wigg.,
Tragopogon L., Trifolium L., Thymus L. и др. Кроме того, они могут входить в состав рудеральных растительных сообществ (населенные пункты, обочины дорог и т. д.), что также определяет широкий ареал их распространения.
Лесные и опушечно-лесные виды в сумме составляют: участок №1 - 12,7%, участок №2 - 16%, участок №3 - 15%, участок №5 - 13,3%. К ним относятся Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm., Convallaria majalis L., Dracocephalum ruyschiana L., Fragaria vesca L., Galium boreale L., Humulus lupulus L., Lathyrus sylvestris L. и др. Отсутствие лесных видов на участке №4 связано, видимо, с отсутствием их и в самом лесу (мертвопокровный лес из клена остролистного с примесью березы повислой).
Лугово-лесные виды малочисленны и их доля варьирует по участкам (Agrimonia pilosa Ledeb., Chaerophyllum prescottii DC, Geum urbanum L., Saponaria officinalis L., Veronica teucrium L. Viola elatiorFries).
Опушечные (Campanula persicifolia L., Verbascum thapsus L.) и болотно-луговые (Carex cespitosa, Coronaria flos cuculi L.) виды отмечены только на участке №1.
В значительном количестве встречаются сорные виды. Среди них следует отметить такие виды, как Berteroa incana L., Carduns
Рисунок 1. Экологические группы растений по отношению к свету
Рисунок 2. Экологический спектр растений по фактору увлажнения
Таблица 3. Распределение видов флоры экотонов Оренбургского Предуралья по основным эколого-фитоценотическим группам
Эколого- фитоценотическая группа Участок №1 Участок №2 Участок №3 Участок №4 Участок №5
Число видов % Число видов % Число видов % Число видов % Число видов %
Лесные 1 1,6 2 4 2 6 - - 2 3,3
Лугово-лесные 2 3,2 3 6 1 3 3 6 4 6,7
Опушечные 2 3,2 - - - - - - - -
Опушечно-луговые 15 23,8 18 36 6 18 11 22 10 17
Опушечно-лесные 7 11,1 6 12 3 9 6 12 6 10
Опушечно-степные 3 4,8 3 6 1 3 5 10 4 6,7
Луговые 7 11,1 2 4 3 9 8 16 10 17
Болотно-луговые 4 6,3 - - - - - - - -
Степные 4 6,3 2 4 6 18 2 4 4 6,7
Лугово-степные 7 11,1 7 14 7 22 9 18 12 20
Сорные 11 17,5 7 14 4 12 6 12 8 13
acanthoidesL, Convolvulus arvensisL, Cynoglossum officinale L, Echium vulgare L, Euphorbia virgata Waldst. et Kit, Lamium album L, Senecio vulgaris L. и др.
Схема распределения фитоценогрупп в условиях экотонов Оренбургской области выглядит следующим образом (группы распределены в порядке убывания по количеству видов в них): опушечно-луговые > лугово-степные > сорные > луговые > опушечно-лесные > степные > опушечно-степные > лугово-лесные > лесные.
Таким образом, полученные в ходе исследования данные позволяют нам сделать вывод о флористическом единстве экотонных участков. Различия флор объясняются в первую очередь величиной участков, местоположением, рельефом, большой их обособленностью, степе-
нью нарушенности растительного покрова. В условиях экотонов Оренбургского Предуралья во флоре травянистых растений преобладают гемикриптофиты, представлены также криптофиты, хамефиты и терофиты. Основными гелиоморфами экотонов являются гелиофиты. Основными группами по фактору увлажнения почвы являются мезофиты, ксеромезофиты, мезоксерофиты, ксерофиты. Среди выделенных в условиях экотонов эколого-фитоценотических групп наибольшим количеством видов представлены: опушечно-луговые, лугово-степные, сорные, луговые и опушечно-лесные виды. Выявленные закономерности являются общими для экотонов Оренбургского Предуралья и варьируют несущественно в зависимости от местных особенностей, величины, рельефа участков и степени антропогенной нагрузки.
22.03.2013
Список литературы:
1. Бобра Т.В. К вопросу о понятиях «граница»-«экотон»-«геоэкотон» в географии. http://www.nbuv. gov.ua/Articles/ КиКМагДпр79/р^!Дпр79_7-12^!.
2. Одум Ю. Основы экологии. - М.: Мир, 1975. - 740 с.
3. Кин Н.О. Флора Бузулукского бора (сосудистые растения) / Труды научного стационара-филиала Института степи УрО РАН «Бузулукский бор». - Т. II.- Екатеринбург: УрО РАН, 2009. - 250 с.
4. Полевая геоботаника / Под ред. Лавренко Е.М., Корчагина А.А. - М.- Л.: Наука, 1964.- Т. 3. - 287 с.
5. Неронов, В. В. Развитие концепции экотонов и их роль в сохранении биологического разнообразия // Успехи современной биологии. 2001.-Т. 121.-№4.-С. 323-336.
6. Ниценко А.А. Об изучении экологической структуры растительного покрова // Ботанический журнал. - 1969. - Т. 54. -№7. - С. 1002-1014.
7. Рябинина З.Н., Князев М.С. Определитель сосудистых растений Оренбургской области. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. - 758 с.
Сведения об авторе:
Белянина Е.В., младший научный сотрудник Ботанического сада Оренбургского государственного университета 460018, г. Оренбург, Шарлыкское шоссе, 5, тел. (3532) 776770, е-шаП: orbotgard@mail.ru
