CC BY
52
УДК 581.5
Е.В. Миляева, Н.П. Миронычева-Токарева СГГ А, ИПА СО РАН, Новосибирск
ФИТОИНДИКАЦИЯ ГИДРОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ, ВЫЗВАННЫХ НАРУШЕНИЕМ СТОКА БОЛОТНЫХ ВОД
В статье приводятся данные анализа временных изменений в растительности болотных экосистем, связанных с прямым и опосредованным антропогенным воздействием на гидрологическую составляющую болотного ландшафта, с применением метода фитоиндикации. Установлено, что на подтопленных участках, увеличивается площадь мочажин и озерков а растительность меняется в сторону обилия гигрофитов (осока топяная, вахта трехлистная) и мочажинных сфагновых мхов, также встречается озерная растительность - пузырчатка. На осушенном участке происходит смена древесного яруса, появляется подрост березы бородавчатой.
Ye.V. Milyayeva, N.P. Mironycheva-Tokareva
SSGA, The Institute of Soil Science and Agrochemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk
PHYTOINDICATION OF HYDROMORPHOLOGIAL CHANGES DUE TO THE DISTURBANCE OF STAGNANT WATERS FLOW
The article presents the analysis of the time changes in mire ecosystems vegetation due to the direct and mediate anthropogenic effect on the hydrological component of the mire landscape using phytoindication methods. It has been found that on the flooded lands the area of the hollows and lakelets grows and the vegetation turns into the abundance of hygrophytes (mud sedge and bogbean) and hollow sphagnous moss with lake vegetation like bladderwort being rather common. On the drained land the wood storey is replaced by the undergrowth of common birch.
Введение
Изменения климата, происходящие на фоне антропогенных воздействий, приводят к деформации естественных процессов протекающих в природной среде. Это может привести в отдельных регионах к экологическим, экономическим и социальным кризисам. Последние десятилетия отмечены повышенным интересом к исследованию болотных экосистем, как регуляторов углеродного баланса, основой которого служит растительный покров и мертвое органическое вещество, накапливаемое в виде торфа. Наиболее динамичны и подвержены внешним воздействия экосистемы, находящиеся на границах переходов (пространственные, временные и фазовые границы). Примерами таких границ могут служить антропогенно образованные границы фазовых переходов (подтопление - осушение) при нарушении внутрипочвенных потоков влаги. Возникают новые болотные комплексы, сочетающие нарушение почвенного, гидрологического и биотического компонентов. Исследование условий функционирования болотных экосистем при разных сочетаниях гидрологических нарушений является основой прогнозирования региональных изменений условий природной среды.
Нефтегазодобывающая промышленность в таежной зоне Западной Сибири является основным агентом воздействия на природные экосистемы. Основная нагрузка на ландшафт происходит за счет строительства и эксплуатации: коридоров коммуникаций, дорог, площадок кустового бурения и разведочных скважин, ДНС и других технологических сооружений, карьеров, штабелей грунта [1]. Наиболее ранимы при антропогенном воздействии болотные комплексы и заболоченные земли.
Целью данного сообщения является анализ временных изменений в растительности болотных экосистем, связанных с прямым и опосредованным антропогенным воздействием на гидрологическую составляющую болотного ландшафта.
Объекты и методы исследований
Рассматривались нарушения на примере изменения гидрологического режима при строительстве дорог на территории природного парка «Кондинские озера» и его окрестностей. Природный парк располагается в подзоне средней тайги, в западной предуральской части Ханты-Мансийского автономного округа. В целом подзона характеризуется равнинностью рельефа, приречным распределением лесной растительности, заболоченностью грунтов, континентальностью климата.
Объектами исследования были придорожные болотные массивы. Делались геоботанические описания с выявлением всех видов растений по стометровому трансекту через дорожную насыпь общепринятыми геоботаническими методами. Координаты фиксировались с помощью GPS.
Отсыпные дорожные дамбы, проложенные по болотной территории, часто затрудняют поверхностный и болотный сток. В случае если дренажные системы оборудованы недостаточно хорошо, с верхней по склону стороны формируется подтопление, с нижней - осушка территории. Эффект подтопления состоит в образовании микроозер вдоль кювета дороги, всплывании торфа, увеличении его обводненности. Уплотнение торфа под дорогой (или трубопроводом) приводит к уменьшению коэффициента фильтрации, изменению режима фильтрации грунтовых вод и, как следствие, изменению растительного покрова. Если угол пересечения дорог и трубопроводов с линиями стока болотных вод близок к 90, образуются перепады уровня грунтовых вод, достигающие 50 см и более в весенний период и 10-15 см в межень [1].
Обследовались следующие участки:
1. Ненарушенный участок природного парка «Кондинские озера», который был принят за эталонный. Его координаты 60051/16,6// с.ш., 63030/14,2// в.д.
Отрезок дороги 1990 года отсыпки.
2. Затопленный участок. Координаты 60056/29,8// с.ш., 63044/14,5// в.д. 3. Осушенный участок. Координаты 60056/10,6// с.ш., 63043/36,1// в.д.
Результаты и обсуждение
Реакция растительных сообществ на антропогенные воздействия в целом выражается в изменении проективного покрытия популяций отдельных видов, количественных характеристик видового разнообразия и изменения
продуктивности отдельных видов. Изменение флористического состава является ответной реакцией экосистемы на антропогенное вмешательство за счет выпадения свойственных данному местообитанию видов растений и внедрения видов первоначально ему чуждых.
Эталонный участок представляет собой грядово-мочажинный комплекс. Гряды имеют вытянутую форму и ориентированы с северо-запада на юго-восток, ширина гряд - 2 м, высота - 40-50 см, борта крутые. Мочажины так же имеют вытянутую форму, длина их - 20 м, ширина - 8-10 м. Соотношение гряд и мочажин - 40 : 60. Уровень болотных вод (УБВ) - 10 см. (рис. 1)
Древесный ярус представлен в основном сосной обыкновенной (Pinus silvestris) высотой 1-2 м, единично - кедр (Pinus sibirica).
В кустарничковом ярусе доминируют андромеда - 20 %
(Andromeda polifolia), kассандра - 15 %
(Chamaedaphna caliculata),
багульник болотный - 5 % (Ledum palustre), клюква болотная - 3 %.
Травяной ярус представлен пушицей влагалищной (Erophorum vaginatum) - 20% проективного Рис- 1- Грядово-мочажинный комплекс покрытия, шейхцерией
(Scheuchzeria palustris) - 2 %, изредка встречаются морошка, пушицы рыжеватая и многоцветковая, росянки круглолистная и английская. В моховом ярусе в мочажинах абсолютным доминантом является сфагнум балтийский (Sphagnum balticum), на гряде - сфагнум узколистный (Sphagnum angustifolium), на кочках встречаются сфагнум бурый (Sphagnum fuscum) и сфагнум магеланский (Sphagnum magellanicum).
Дорожная насыпь была сделана поперек ложа грядово-мочажинного комплекса (трансекты 1 и 2).
Трансект 1 (подтопляемая сторона) - в настоящее время представляет собой остаток гряды - утопающие кочки, высотой 20-30 см со сфагнумом магеланским, бурым, кукушкиным льном и кустарничками, занимают примерно 10 % обследуемой площади, остальная поверхность покрыта разреженным травяным покровом с водой на поверхности. Древесный ярус отсутствует. Кустарничковый представлен единичными особями карликовой березы (Betula nana), андромеды) и багульника болотного (рис. 2).
Основными доминантами травяного яруса выступают осока топяная - 40 % (Carex limosa), вахта трехлистная - 15 % (Menyanthes trifoliata), осока носатая -5 % ^arex rostrata). Изредка встречаются пушица многоцветковая (Eriophorum polistahion), клюква мелкоплодная (Oxycoccus microcarpa), росянка круглолистная (Drosera rotundifolia).
Моховой покров составляет 60 % и представлен сфагновыми мхами (Sphagnum lindbergi) - 40 %, Sphagnum balticum - 5 %,
пузырчатка (Utricularia, vulgaris).
Трансект 2 (осушающаяся часть) - кочковатый, микрорельеф дифференцирован на веретья с березово-разнотравно сфагновым сообществом. Вода находится на глубине - 40 см.
О понижении уровня грунтовых вод говорит наличие березы бородавчатой, которая в настоящее время занимает около 5 % покрытия в древесном ярусе. высота стволиков березки колеблется в пределах 2-4 м. Изредка встречается подрост кедра (Pinus sibirica).
Кустарничковый ярус сменил доминанты - вместо кассандры доминирует карликовая береза (Betula nana), андромеда (Andromeda polifolia), подрост березы бородавчатой представлен в значительном количестве ( 8-10 особей на м2). в значительном количестве разрослись клюква мелкоплодная (Oxycoccus microcarpa) и клюква болотная (Oxycoccus palustris)
В травяном ярусе основными доминантами является Baeothryon cespitosum -15 %, Baeothryon alpinum - 5 %, примешиваются также пушица многоцветковая, Снизили свое присутствие осоки топяная и носатая, вахта трехлистная. Кроме того встречаются росянка круглолистная, хвощ топяной (Equvisetum fluviatile).
Моховой ярус представлен сфагновыми мхами: Sph. papilosum - 40 %, Sph. angustifolium - 20 %, Sph. magellanicum - 20 %.
Выводы
Анализируя полученный материал, можно сделать следующие выводы:
На затопленном участке вода на поверхности и отсутствует древесная растительно сть.
На осушенном участке много березы бородавчатой(5 %), что говорит о благоприятном для нее местообитании, УБВ на глубине 40 см.
Кустарничковый ярус на подтопленном участке выражен слабо (+), редко встречается карликовая береза, андромеда, багульник болотный, что резко отличает его от осушенного, где доминируют эти же виды (кроме багульника) но уже с большим проективным покрытием. Также встречается подрост березы бородавчатой.
Травяной ярус более выражен (60 %), чем на осушенном (30 %). Очень много осоки топяной (40 %), осоки носатой (5 %) и вахты трехлистной (15 %).
На осушенном участке эти виды не выражены и встречаются Baeothryon alpinum (5 %), Baeothryon caespitosum (15 %) и Carex lasiocarpa (5 %). Моховой ярус представлен как 60 % и 80 %.
В подтопленном участке вода на поверхности на 40 % поверхности и только 60 % можно оценить. Здесь доминируют Sphagnum lindbergi (40 %), Sphagnum balticum(5 %), на кочках еще остался Sphagnum fuscum(5 %), а в воде присутствует водное растение - пузырчатка (10 %).
На осушенном участке преобладает Sphagnum papillosum (40 %), Sphagnum angustifolium (20 %) и Sphagnum magellanicum (20 %).
На основе сделанных геоботанических описаний следует, что на подтопленных участках сосново-кустарничково-сфагновые группировки сменяются на осоково-сфагновую, увеличивается площадь мочажин и озерков а растительность в целом меняется в сторону обилия гигрофитов (осока топяная, вахта трехлистная) и мочажинных сфагновых мхов, также встречается озерная растительность - пузырчатка. На осушенном участке улучшился рост древесного яруса и невлаголюбивых растений (береза бородавчатая).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Васильев С.В. Воздействие нефтегазодобывающей промышленности на лесные и болотные экосистемы. - Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1998. - 136 с.
© Е.В. Миляева, Н.П. Миронычева-Токарева, 2010
