Научная статья на тему 'Эколого-биологическая характеристика растительности рекреационной зоны озера Тус'

Эколого-биологическая характеристика растительности рекреационной зоны озера Тус Текст научной статьи по специальности «Биология»

CC BY
176
56
Поделиться
Ключевые слова
ФИТОЦЕНОЗ / ПОЧВА / ЗАСОЛЕНИЕ / РЕКРЕАЦИЯ / ПРОДУКТИВНОСТЬ

Аннотация научной статьи по биологии, автор научной работы — Рудакова Г. Д., Зоркина Т. М.

Прибрежная растительность озера Тус подвержена рекреационной нагрузке, которая отражается на ее биологической и экологической характеристике. Публикуемые в статье исследования помогут не только выявить, но и систематизировать растительные сообщества по степени рекреационной нагрузки, а в дальнейшем наметить мероприятия по их использованию и восстановлению

ECOLOGICAL AND BIOLOGICAL PLANTS CHARACTERISTICS OF THE TUS LAKE RECREATIONAL ZONE

The coastal vegetation of the Tus Lake is undergone to recreational loading which is reflected on its biological and ecological characteristics. The research published in the article will help not only to reveal, but also to systematize the vegetative communities according to the recreational loading degree, and further to plan the actions for their use and restoration.

Текст научной работы на тему «Эколого-биологическая характеристика растительности рекреационной зоны озера Тус»

Литература

1. Геосистемы контакта тайги и степи: Юг Центральной Сибири / Е.П. Бессолицина, С.В. Какарека, А.А. Крауклис [и др.]. - Новосибирск: Наука, 1991. - 217 с.

2. Очерки физической географии Монголии. - Улан-Батор: Бэмби сан, 2006. - 550 с.

3. Пыхалова Т.Д., Бойков Т.Г., Аненхонов О.А. Флора хребта Улан-Бургасы (Восточное Прибайкалье). -Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2007. - 126 с.

4. Степи Центральной Азии / И.М. Гаджиев, А.Ю. Королюк, А.А. Титлянов [и др.]. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. - 299 с.

5. Толмачев А.И. Методы сравнительной флористики и проблемы флорогенеза. - Новосибирск: Наука, 1986. - 195 с.

--------♦------------

УДК 631.411.6(571.513) ГД. Рудакова, Т.М. Зоркина

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ РЕКРЕАЦИОННОЙ ЗОНЫ ОЗЕРА ТУС

Прибрежная растительность озера Тус подвержена рекреационной нагрузке, которая отражается на ее биологической и экологической характеристике. Публикуемые в статье исследования помогут не только выявить, но и систематизировать растительные сообщества по степени рекреационной нагрузки, а в дальнейшем наметить мероприятия по их использованию и восстановлению.

Ключевые слова: фитоценоз, почва, засоление, рекреация, продуктивность.

G.D. Rudakova, T.M. Zorkina ECOLOGICAL AND BIOLOGICAL PLANTS CHARACTERISTICS OF THE TUS LAKE RECREATIONAL ZONE

The coastal vegetation of the Tus Lake is undergone to recreational loading which is reflected on its biological and ecological characteristics. The research published in the article will help not only to reveal, but also to systematize the vegetative communities according to the recreational loading degree, and further to plan the actions for their use and restoration.

Key words: phytocenosis, soil, salinization, recreation, efficiency.

Засоленные почвы занимают в мире громадные территории - около 25% всей поверхности суши. В России засолению подвержено около 10% всей территории, сосредоточенной в основном в Поволжье и Западной Сибири. Данные территории слабо изучены, так как отличаются низкой продуктивностью и в сельском хозяйстве используются слабо. Исследуемый район расположен в Ширинско-котловинной степи с резко континентальным климатом, характеризуется большим количеством озер разной степени засоления. Особенно интересны почвы минерализованных озер, так как они испытывают сильную рекреационную нагрузку, которая отмечается значительным нарушением растительного покрова, связанным с выпасом скота и деятельностью человека. В результате исчезают основные виды растений, образующие растительные сообщества, снижается проективное покрытие, изменяются их структура, урожайность и качество почвы. Поэтому изучение биологических и экологических особенностей растительности и почв имеет теоретическое и практическое значение, тем более, что 60% всей площади Хакасии используется в качестве кормовых угодий. С целью сохранения биоразнообразия уникальной территории необходимо детально изучать растительность и почвы, их состояние, динамику, устойчивость к экстремальным факторам, чтобы прогнозировать изменения и разрабатывать меры по улучшению. Цель исследований - изучить эколого-биологические особенности фитоценозов рекреационной зоны озера Тус.

Объекты и методы исследований. Объектом исследований являлась растительность и частично почвы фитоценозов в рекреационной зоне озера Тус Ширинского района. Изучение растительных сообществ

проводилось с 2005 по 2008 г. согласно общесоюзной инструкции геоботанических исследований (1984) [2] с дополнениями из методики «Фитоценология» (2003) [5] и «Экология растений» (2006) [6]. Растительность изучалась методом закладки стационарных площадок 10x10 м в направлении к северу и югу от зеркала воды озера: на северной стороне было заложено 4 участка, на южной - 3. При описании растительности учитывали флористический состав, видовую насыщенность, проективное покрытие, ярусность, жизненность растений. Запасы фитомассы определяли методом укосов (1 м2) с последующим разделением на хозяйственноботанические группы: осоки, злаки, бобовые, полыни, остальное разнотравье. Каждая группа взвешивалась отдельно. Название фитоценозов дано по фитотопологической классификации, где доминирующие виды ставятся на первое место. Всего собрано 162 вида растений. Определение видового состава растений проводили по определителю растений юга Красноярского края под редакцией И.М. Красноборова (1979) [6], каталогу флоры Хакасии Е.С. Анкипович (1999) [1], а также данным по флоре Сибири. Экологические группы выделяли по методике Куминовой (1974) [8], жизненные формы - по Серебрякову (1964), кормовую ценность

- по Ларину (1985) [9], индекс листовой поверхности - по Прокопьеву (1997) [10]. Химический анализ почв выполнен Н.А. Егуновой в агрохимической лаборатории аграрного факультета Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова [4]. Математическая обработка урожайности проведена по Б.А. Доспехову (с помощью компьютерной программы Excel) [3]. К примеру, НСР05ц/га за 2007 год на северном склоне составляет F1 - 1,5, F2 - 1,9, F3 - 3,1, F4 - 1,5; на южном склоне - F1 - 1,2, F2 - 2,4, F3 - 1,1.

Результаты исследований и их обсуждение. Флора Ширинского района очень разнообразна, что связано с комплексом природных условий района, естественным процессом развития и сменой растительности. Растительность района представлена настоящими, луговыми, каменистыми, солонцеватыми и песчаными степями, лугами и лесными сообществами. В рекреационной зоне растительность представлена как степными засоленными сообществами, так и галофитными лугами. Согласно нашим исследованиям, флора окрестностей озера Тус Ширинского района включает 162 вида растений из 25 семейств (рис. 1).

Asteraceae

Рис. 1. Распределение основных семейств на изучаемой территории

По продолжительности жизни в травостое пастбищ преобладают многолетние виды растений - 85%, однолетние - 88%, двулетние - 5,9%. Наибольшее распространение среди многолетних травянистых растений получили стержнекорневые жизненные формы - 70,3%, корневищные - 14,3%, дерновинные - 12,1%. Луковичные, кустарниковые и полукустарничковые формы насчитывают меньшую долю. Дерновинные виды занимают небольшой процент во флористическом составе, однако в проективном покрытии травостоя они являются доминантами.

По эколого-фитоценотическому составу прибрежная растительность представлена степными видами растений - 51%, лугово-степными - 34,3%, луговыми - 14,7%. Следовательно, в экологическом спектре отмечается преобладание ксерофитов. Причем на северном склоне доля ксерофитов и мезоксерофитов составляет 65,3%, а на южном склоне она увеличивается до 72,5%.

На территории объекта исследований с северной стороны озера Тус наблюдается характерная смена почв: солончак типичный, солончак луговой, лугово-солончаковая почва и чернозем южный; на южном склоне - типичный солончак, лугово-болотная солончаковая и чернозем южный. Основные характеристики свойств исследуемых почв приводятся на рис. 2.

Северный склон

засоление,

%

засоление,

%

гумус, %

0) F0 - Деградированный фитоценоз (солончак типичный)

1) F1

засоление,

%

■ Злаково-тростниково-разнотравный (луговой солончак) засоление,

%

2) F2 - Ирисово-злаково-термопсисовый (лугово-солончаковые почвы)

3) F3 - Овсяницево-полынный с караганой (чернозем южный)

засоление,

%

4) F4 - Овсяницево-ковыльно-полынно-лапчатковый с караганой (чернозем южный)

Южный склон

засоление,

%

засоление,

%

5)Р0 - Солянковый изреженный фитоценоз 6)П - Тростниково-осоково-разнотравный

(солончак типичный) (лугово-болотный солончак)

Рис. 2. Химические свойства почв района исследований

засоление,

%

7)Р2 - Овсяницево-полынно-эдельвейсовый (чернозем южный)

засоление,

%

8)Р3 - Тырсово-полынно-разнотравный (чернозем южный)

Окончание рис. 2

В условиях окрестностей озера Тус были выделены растительные сообщества северного и южного направления от водного зеркала. Видовой состав и структура растительных сообществ оз. Тус неодинаковы (табл.).

Биологическая характеристика растительных сообществ озера Тус

Название фитоценоза (координаты) Общее проективное покрытие (ОПП), % Количество ярусов, высота, см Индекс листовой поверхности (ИЛП) Урожайность сухой массы, ц/га (соотношение бот. групп, %)

1 2 3 4 5

Северный склон

Р1 - Злаково-тростниковоразнотравный (И 54044,834 Е89057, 160) 90 I - 50-60 II - 30-45 III - 20-30 IV - до10 4,5 26,5 19 6 % % 75 %

Р2 - Ирисово-злаково-термопсисовый (И 54044,843 Е89057, 149) 80 I - 30-45 II - 15-25 III - до 10 1,8 13,2 4 1 33 % % % 62 %

Р3 - Овсяницево-полынный с караганой (И 54044,889 Е89057, 134) 40 I - 15-25 II - 7-10 1,1 8,3 12 % 50 38 %

Р4 - Овсяницево-ковыльно-полынно-лапчатковый с караганой (И 54044,921 Е 89057, 109) 60 I - 30-40 II - 15-25 III - до 10 1,5 11,2 7 24 % % 3 56 13 % %

Окончание табл.

1 2 3 4 5

Южный склон

F1 - Тростняково-осоково-разнотравный (N 54043,434 E 89056, 910) 90 I - 35-50 II - 15-30 III - 10-15 IV - до 5 5,7 24,2 19 %

F2 - Овсянницево-полынно-эдельвейсовый (N 54043,424 E 89056, 923) 60 I - 15-25 II - 7-10 1,3 1 9 % 5 % 6 о

F3 - Тырсово-полынно-разнотравный (N 54043,415 E 89056, 935) 80 I - 35-50 II - 20-35 III - 10-15 2,1 13,4 16 %^' %

Примечание:

Злаки Ш Осоки Полыни Бобовые ШШИ Разнотравье

F0 - Деградированный фитоценоз занимает прибрежную полосу северного склона, почти лишен растительности, изредка встречается галофитное разнотравье: ползунок солончаковый, млечник приморский, триостренник приморский и тростник южный из злаков. Имеет очень сильное засоление 2,183 и низкий процент содержания гумуса (рис. 2).

F1 - Злаково-тростниково-разнотравный фитоценоз расположен на солончаке луговом и имеет довольно сильное засоление в поверхностном горизонте (1,444%). Тип засоления хлоридно-сульфатный. Реакция почвенного раствора щелочная и достигает величины 7,8; гумус 1,64. Фитоценоз имеет ОПП 90%, видовую насыщенность 14-16 видов/100 м2, четырехъярусную структуру. I ярус составляет субдоминант тростник южный, во II ярусе находятся доминирующие злаки: пырей ползучий, ячмень короткоостистый, лисохвост вздутый, мятлик луговой и другие. Из разнотравья в этом ярусе встречается ирис двучешуйчатый, три-полиум обыкновенный, люцерна желтая. Третий ярус занимают в основном галофитные виды из разных семейств, IV ярус - ползунок солончаковый, млечник приморский. Состояние травостоя среднее, местами из-реженное и вытоптанное, урожайность сухой массы достигает 26,5 ц/га.

F2 - Ирисово-злаково-термопсисовый фитоценоз имеет ОПП 80%, видовую насыщенность 22 и трехъярусную структуру. Доминируют Iris biglumis (II ярус), субдоминанты кострец безостый, ячмень короткоостистый, пырей ползучий составляют первый ярус. Из разнотравья в I ярусе значительный процент занимает термопсис ланцетный, который появляется при сильном вытаптывании и выпасе скота. Урожайность надземной фитомассы снижается до 13 ц/га, ИЛП 1,8. Данный фитоценоз располагается на луговой солончаковой почве, степень засоления уменьшается до 0,405%, увеличивается содержание гумуса - 4,12%, рНн2о почвы равна 7,8. В составе солей преобладают хлориды и сульфаты. Гумусовый горизонт часто с солевыми выцветами, с поверхности обнаруживается слабая дернина.

F3 - Овсянницево-полынный с караганой (70%) + ирисово-разнотравно-злаковый (30%) контур комплексный. Овсянницево-полынный с караганой располагается на черноземах южных, слабозасоленных (0,214), гумусовый горизонт рыхлый, гранулометрический состав легкосуглинистый, пористой структуры, гумус 3,84, рНн2о 7,3. Включениями служат корни растений, обломки горных пород, гравий. Ирисово-разнотравно-злаковый находится на лугово-солончаковых почвах: засоление 0,44%, гумус 4,12%, рНн2о 7,6. С уменьшением засоления увеличивается видовая насыщенность до 30, однако ОПП снижается до 30-40%, так как этот участок сильно подвержен рекреационной нагрузке. В связи с этим упрощается структура травостоя до двухъярусной. I ярус составляет доминант овсяница валисская, но в угнетенном состоянии, а во II занимают вегетативные побеги полыни холодной, лапчатки бесстебельной и другие. Урожайность равняется 8,3 ц/га. Следовательно, антропогенная нагрузка проявляется на структуре фитомассы: уменьшается доля злаков, но увеличивается доля полыни и разнотравья.

F4 - Овсяницево-ковыльно-полынно-лапчатковый с караганой фитоценоз располагается на склоне и приурочен к чернозему южному, легкосуглинистому, слабозасоленному (засоление 0,356%, гумус 4,08%, рНн2о 7,4). На поверхности встречается щебень. Он имеет ОПП 50-60%, видовую насыщенность 32, характерную трехъярусную структуру. I ярус - ковыль-волосатик, карагана низкая; II ярус представлен доминантами овсяницей валисской, овсяницей овечей и тонконогом гребенчатым; III - полынью холодной, лапчаткой вильчатой, лапчаткой бесстебельной. Урожайность составляет 11,2 ц/га, ИЛП - 1,5, состояние травостоя среднее, изреженное.

На южном склоне к зеркалу воды примыкает типичный солончак с солянковым изреженным фитоценозом (F0) (рис. 2). Засоление 1,35, гумус 1,81%, рН 8,4, тип засоления хлоридно-сульфатный с большим количеством натрия.

F1 - Тростниково-осоково-разнотравный (70%) + ирисово-осоковый (30%) фитоценоз приурочен к лугово-болотной солончаковой почве. По степени засоления - среднезасоленная (сухой остаток - 0,645%), супесчаного грансостава, содержание гумуса составляет 4,5%, рНн2о почвы равна 7,9. Фитоценоз имеет наибольшее проективное покрытие, равное 90%, видовая насыщенность низкая - 13. Он характеризуется четырехъярусной структурой (I - 35-50 см, II - 15-30 см, III - 10-15 см, IV - 0-5 см). Доминирует тростник обыкновенный (I ярус), субдоминант - осока безжилковая (II ярус), а разнотравье представлено в последних двух ярусах. Травостой среднего состояния, урожайность достаточно хорошая за счет высокого ОПП и увлажнения. В структуре травостоя до 70% составляют злаки и 30% разнотравье.

F2 - Овсянницево-полынно-эдельвейсовый фитоценоз расположен на черноземах южных, степень засоления составляет 0,208%, гумуса - 3,84%. Это степной фитоценоз, где доминируют Festuca valesiaca (I ярус), полынь холодная, полынь натронная, II ярус представлен Leontopodium ochroleucum, лапчаткой вильчатой, ирисом низким. Следовательно, структура травостоя здесь упрощена до двух ярусов, ОПП составляет 60%, урожайность фитомассы невысокая (9,7 ц/га), так как располагается на склоне; подвержен чрезмерной нагрузке скота и вытаптыванию людьми.

F3 - Тырсово-полынно-разнотравный фитоценоз расположен на выровненном плато и приурочен к черноземам южным, где отмечается низкое засоление (0,201%), содержание гумуса снижается до 3,67%. Данный фитоценоз представляет собой восстановившуюся залежь, имеет видовую насыщенность 21, ОПП 70-80% и трехъярусную структуру: I - 35-50 см, II - 20-35, III - 10-15 см, слабо выражен. Доминанты: I ярус

- Stipa capillata, Lyemus ramosus, Scabiosa ochroleuca; II ярус - Festuca valesiaca, Artemisia frigida, A. scoparia, Serratula marginata, Gypsophila patrinii, Heteropappus altaicus. Урожайность сухой массы составляет 13,4 ц/га, ИЛП - 2,1. Травостой среднего состояния, местами встречаются (до 10%) полынные пятна. В структуре урожайности соотношение групп соответствует данным фитоценозам, а это говорит о том, что залежь почти восстановилась.

Выводы

1. Выделено 162 вида высших сосудистых растений, относящихся к 25 семействам; наибольший процент насчитывают семейства Asteraceae, Poaceae, Fabaceae. Доминируют многолетние травянистые растения (85%). Среди жизненных форм преобладают стержнекорневые и дерновинные. По экологическому спектру наблюдается преобладание ксерофитов (на северном склоне 77,5%, на южном 83,7%).

2. Названные растительные сообщества различны по биологическим параметрам, так как приурочены к разным почвенным условиям и отличаются степенью рекреационной нагрузки. На северном склоне фитоценозы наиболее подвержены рекреационной нагрузке и достаточно засолены (F0-F3), а на южном склоне (F2). Степные фитоценозы оказались более устойчивы.

3. Данные исследования помогут не только выявить, но и систематизировать растительные сообщества по степени рекреационной нагрузки и в дальнейшем наметить мероприятия по их использованию и восстановлению.

Литература

1. Анкипович Е. С. Каталог флоры Республики Хакасия. - Барнаул, 1999. - 74 с.

2. Общесоюзная инструкция по проведению геоботанического исследования природных кормовых уго-

дий и составлению крупномасштабных геоботанических карт / Е.И. Гайдамах, Н.Я. Деркаева, А.М. Черкесов [и др.]; Министерство сельского хозяйства СССР. - М.: Колос, 1984. - 105 с.

3. Егунова Н.А. Материалы по химическому анализу почв окрестностей озера Тус. - Абакан, 2006.

4. Зоркина Т.М. Фитоценология: учеб.-метод. пособие. - Абакан: Изд-во Хакас. гос. ун-та им. Н.Ф. Ката-

нова, 2003. - 48 с.

5. Зоркина Т.М. Экология растений: лабораторный практикум. - Абакан: Изд-во Хакас. гос. ун-та

им. Н.Ф. Катанова, 2006. - 60 с.

6. Красноборов И.М. Определитель растений юга Красноярского края. - Новосибирск: Наука, 1979.

7. Куминова А.В. Растительный покров Хакасии. - Новосибирск: Наука, 1976. - 273 с.

8. Ларин И.В. Луговодство и пастбищное хозяйство. - М.: Колос, 1975. - 167 с.

9. Прокопьев Е.П. Экология растений. - Томск: Изд-во ТГУ, 2001.

УДК 582.293.362(581.9) Н.В. Степанов

ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ РЕДКИХ ВИДОВ ЛИШАЙНИКОВ РОДА LEPTOGIUM

В ЧЕРНЕВОМ ГОРНОМ ПОЯСЕ САЯН*

В статье приведены данные о местонахождении и экологии редких видов лишайников рода Lepto-gium для флоры Красноярского края. Рассматривается географическая и экологическая приуроченность этих видов для горного пояса Саян.

Ключевые слова: флора, экология, лишайник, род Leptogium, Саяны.

N.V. Stepanov DISTRIBUTION AND ECOLOGY PECULIARITIES OF THE RARE SPECIES OF THE LEPTOGIUM GENUS IN THE SAYANY CHERN MOUNTAIN BELT

Data about location and ecology of the rare lichen species of the Leptogium genus for the Krasnoyarsk region flora are given in the article. Geographical and ecological dating of these kinds for the Sayany mountain belt is considered.

Key words: flora, ecology, lichen, Leptogium genus, Sayany.

Лишайники рода 1_ер1од1ит принадлежат семейству Коллемовых - Со11ета1асеае, которое объединяет виды со слизистым, гомеомерным слоевищем, сине-зеленым фотобионтом [1-3]. Лептогиумы приурочены большей частью к тропическим районам земли, часть видов распространена в умеренной Голарктике в регионах с достаточно влажным климатом [4-5], лишь немногие проникают в районы с более экстремальными условиями. В пределах Красноярского края большинство видов приурочены к горам юга Сибири - Саянам. Здесь лептогиумы распространены в условиях наиболее влажного климата - черневом горном высотном поясе. Многие из них очевидно сохранились тут по меньшей мере с доледниковых эпох, а современное состояние может быть оценено как реликтовое.

* Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 08-04-006130а).