CC BY
77
УДК 581.5 : 574.4
ФИТОЦЕНОТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ, ПРОДУКТИВНОСТЬ И БИОИНДИКАЦИОННОЕ ЗНАЧЕНИЕ СООБЩЕСТВ МАКРОФИТНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ БАССЕЙНА Р.ДЕСНЫ И ИПУТИ (В ПРЕДЕЛАХ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ)
Л.Н. Анищенко
В составе макрофитной растительности Брянской области установлено 32 ассоциации, 1 ассоциация и 1 вариант. Ценофлору трех классов формируют 41 вид высших сосудистых растений и 12 мохообразных. Основные экологические факторы, определяющие развитие водной растительности, - гидрофизические. Сообщества из Nuphar lutea дает самые высокие приросты свежесобранной и абсолютно сухой надгрунтовой биомассы.
Ключевые слова: водная растительность, синтаксономия, биразнообразие, продуктивность
Водная растительность водоёмов и водотоков Брянской области многообразна и в настоящее время привлекает внимание ввиду разработки проектов сохранения и восстановления биологического разнообразия достаточно обширной в географическом плане территории. Инвентаризация таких сообществ в России позволит диагностировать качество местообитаний, проводить биоиндикационные исследования при осуществлении мониторинга, а также планировать мероприятия по их сохранению.
Брянская область - территориальный центр Южного Нечерноземья России. Большинство водотоков Брянщины принадлежит к бассейну Черного моря. По территории Брянской области протекает 2867 рек длиной более 11600 км, образуя речную сеть густотой 330 км/км2; ручьев - около 26000 с общей длиной более 5000 км. Площадь болот составляет 2,4% от общей территории области. Озерная сеть невелика, множество мелких озер расположены в поймах крупных рек [10]. Цель работы -оценить P-разнообразие макрофитной растительности через синтаксономическое разнообразие и продуктивность фитоценозов в пределах Брянской области. Р-разнообразие - индекс разнообразия между местообитаниями [6].
Геоботанические описания выполнялись в полевые сезоны 2004-2012 гг. на всех водоемах и водотоках Брянской области: материковых озерах и прудах, пойменных озерах, реках, на эфемерных водоемах. Рассматривались фитоценозы с участием сосудистых растений и мохообразных, описанные непосредственно в воде. Классификация фитоценозов проводилась в соответствии с методами школы Ж. Браун-Бланке [5, 12]. Пробная площадь для изучения сообществ принималась равной от 1 дм2 до 10 м2 или в естественных границах сообществ [3]. Названия синтаксонов приведены в соответствии с требованиями «Кодекса фитосоциологической номенклатуры» [4]. Номенклатура сосудистых растений -по С.К. Черепанову (1995) [11]. Распространение сообществ определенных синтаксонов оценивалось по числу выполненных описаний: до 25 описаний - редко встречающиеся, от 25 до 60 - спорадически, более 60 - часто. Пробы надгрунтовой биомассы настоящих водных макрофитов отбирались в течение 2006-2010 гг. в водных объектах области. При сравнительной характеристике продуктивности ценозов использовались данные исследований по Южному Нечерноземью России, опубликованные ранее [1]. Сырая и сухая биомасса определялась на основе ранее апробированных методик [7-9].
Водная растительность водоемов и водотоков принадлежит к 3 классам, 6 порядкам, 10 союзам, 2 подсоюзам, 34 ассоциациям, субассоциации, варианту и 2 сообществам. Продромус синтаксонов дан ниже.
Класс Lemnetea R. Tx. 1955 Порядок Lemnetalia minoris R. Tx. 1955 Союз Lemnion minoris R. Tx. 1955 Ассоциация Lemnetum minoris Soo 1927 Ассоциация Lemnetum gibbae Miyaw. et Tx. 1960
Ассоциация Lemno-Spirodeletumpolyrhizae W. Koch 1954 em. Mull. et Gors. 1960
Ассоциация Lemno-Ceratophylletum demersi (Hilbig 1971) Pass. 1995
Ассоциация Spirodelo-Salvinietum Slavnic 1956
Союз Lemnion trisulcae Den Hartog et Segal 1964
Ассоциация Riccietum fluitantis Slavnic 1956 em R. Tx. 1974
Ассоциация Lemnetum trisulcae Kelh. ex Knapp et Staffers 1962
Ассоциация Potameto-Ceratophylletum demersi (Hild et Renhelt 1965) Pass. 1995
Порядок Hydrocharitetalia Rubel 1933
Союз Lemno-Hydrocharition morsus-ranae Rubel 1933
Ассоциация Lemno-Hydrocharitetum morsus-ranae Oberd. 1957
Ассоциация Ceratophylletum demersi (Soo 1928) Eggler 1933 Союз Hydrocharition Rubel 1933
Ассоциация Stratiotetum aloidis (Nowinski 1930) Miljan 1933
Порядок Lemno-Utricularietalia Pass. 1978
Союз Utricularion vulgaris Pass. 1964
Ассоциация Lemno-Utricularietum vulgaris Soo (1928) 1938
Класс Potametea Klika in Klika et Novak 1941
Порядок Potametalia pectinati Koch 1926 em. Oberd. 1957
Союз Potamion pectinati V. Koch 1926 em. Oberd. 1957
Подсоюз Potamenion pusilli Vollmar 1947
Ассоциация Potametum pectinati Carston 1955
Ассоциация Hippuridetum vulgaris Pass. 1955
Ассоциация Potametum compressi Tomasz. 1976
Подсоюз Potamenion lucentis Vollmar 1947
Ассоциация Potametum crispi Soo 1927
Ассоциация Potametumperfoliati (Koch. 1926) Pass. 1964
Ассоциация Potametum natantis Soo 1927
Ассоциация Polygonetum natantis Soo 1927
Ассоциация Potametum lucentis Huek 1931
Ассоциация Potametum graminei (W. Koch 1926) Pass. 1964
Ассоциация Potameto perfoliati-Ranunculetum circinati Sauer 1937
Ассоциация Myriophylletum verticillati Soo ex Tomasz. 1977
Ассоциация Elodeetum canadensis Eggler 1933
Ассоциация Zannichellietum palustris Lang. 1986
Союз Nymphaeion albae Oberd. 1957
Ассоциация Potameto natantis-Nymphaeetum candidae Hejny in Dykyjva et Kvet 1978
Ассоциация Potameto-Nupharetum lutei Mull. et Gors 1960
Ассоциация Nymphaeo-Nupharetum lutei Nowinski 1928
Ассоциация Trapetum natantis (Karpati 1963) Th. Mull. et Gors 1960
Ассоциация Lemno-Sagittarietum natantis Taran et Tyurin 2005
Порядок Callitricho-Batrachietalia Pass. 1978
Союз Batrachion aquatilis Pass. 1964
Ассоциация Ranunculetum circinati Sauer 1937 [syn. Batrachietum circinati (Bennema et Westhof 1943) Segal 1965]
Ассоциация Hottonietumpalustris R. Tx. 1937 Базальное сообщество Nuphar lutea [Potametea]
Базальное сообщество Callitriche hermaphroditica [Potametea]
Класс Platyhypnidio-Fontinalietea antipyreticae Phil. 1956
Порядок Leptodictyetalia riparii Phil. 1956
Союз Brachythecion rivularis Hertel 1974
Асс. Brachythecio rivularis-Hygrohypnetum luridi Phil. 1965
Субасс. hygrohypnetosum luridi Phil. 1965
вариант Cratoneuretosum filicini (Marst. 1980) comb.nov.
Союз Fontinalion antipyreticae W. Koch. 1936 Асс. Fontinalietum antipyreticae Kaiser ex Frahm 1971
Макрофитная растительность класса Lemnetea и Potametea включает многочисленные и разнообразные по структуре сообщества, в состав класса Platyhypnidio-Fontinalietea antipyreticae входят бриоценозы. Синтаксоны класса Lemnetea представлены 12 ассоциациями, класса Potametea - 20 ассоциациями. Наименее разнообразна структура класса Platyhypnidio-Fontinalietea antipyreticae - 2 ассоциации, субассоциация и региональный вариант. Ценофлору классов формируют 41 вид высших сосудистых растений и 12 мохообразных. Основные экологические факторы, определяющие развитие водной растительности, - течение и его скорость, прозрачность и глубина водоема, освещенность и кислотность, сопутствующие - грунта (субстрата).
Основное русло рек, очень редко старицы, занимают сообщества ассоциаций Potametum natantis, Potameto natantis-Nymphaeetum candidae, Potameto natantis-Nupharetum lutea, Nymphaeo-Nupharetum lutea, Lemnetum minoris, Lemno-Spirodeletum polyrhizae, Lemno-Hydrocharitetum morsus-ranae, Fontinalietum antipyreticae сообщество Potamogeton perfoliatus-Nuphar lutea. a-разнообразие ценозов -
от 4 до 9 видов.
На различных стадиях заболачивания в водоемах сукцессионные серии формируют сообщества, принадлежащие к ассоциациям Lemnetum trisulcae, Potameto-Ceratophylletum demersi, Potametum lucentis, Potametum perfoliati, Elodeetum canadensis, Ceratophylletum demersi, Potametum pectinati, Potametum crispi. a-разнообразие ценозов - от 2 до 4 видов. На незначительных глубинах со средней и значительной мутностью воды зарегистрированы сообщества из Ceratophyllum demersum L. Мелководья занимают сообщества из Elodea canadensis Michx., с минимальным уровнем воды в межень. Чаще всего до глубины в 1,5 м пояс растительных зарослей сформирован Potamogeton natans L.; на глубине от 1,5 до 2м- Potamogeton perfoliatus L. и P. lucens L. - пионерами зарастания водоёмов. Фитоценозы Potamogeton pectinatus L. поселяются на глубинах до 3 метров, продолжая сукцессионные серии. Озера и мелкие непроточные эвтрофные водоемы в массе заселены фитоценозами ассоциаций Stratiotetum aloides, Hottonietum palustris, Potameto-Ceratophylletum demersi, Myriophylletum verticillati, Lemno-Utricularietum vulgaris, сообществами Nuphar lutei. a-разнообразие этих монодоминантных фитоценозов в среднем 2-3 вида. В эфемерных водоемах, а также водоемах с резкими колебаниями уровня вод фитоценозы представлены ассоциациями Ranunculetum circinati. Сообщества из Batrachium circinatum (Sibth.) Spach формируются в пересыхающих протоках, затонах рек. Бобровые запруды, лесные старицы, редко затоны рек - местообитания ценозов ассоциации Riccietum fluitantis, Spirodelo-Salvinietum.
В пределах водных объектов области редко распространены сообщества ассоциаций Myriophylletum verticillati, Hippuridetum vulgaris, Fontinalietum antipyreticae Riccietum fluitantis, Spirodelo-Salvinietum, Brachythecio rivularis-Hygrohypnetum luridi субассоциации hygrohypnetosum luridi и вариант Cratoneuretosum filicini; спорадически - Nymphaeo-Nupharetum lutea, Potameto-Ceratophylletum demersi, Potamogetonetum pectinati, Potamogeton perfoliatus-Nuphar lutea, Trapetum natantis. В водных объектах области распространение получают фитоценозы ассоциации Lemnetum gibbae с характерным видом Lemna gibba L. и сопутствующим Wolffia arrhiza Horkel ex Wimm. [2]. В ценофлоре сообществ макрофитной растительности представлены охраняемые и регионально редкие виды [2]. Так в фитоценозах ассоциации Potameto-Ceratophylletum demersi и Potamogetonetum pectinati - это Hippuris vulgaris L. и Zannichellia palustris L., в сообществах ассоциаций Potametum natantis, Potameto natantis-Nymphaeetum candidae, Potameto natantis-Nupharetum lutea, Nymphaeo-Nupharetum lutea - Nymphaea candida, Trapa natans L.; в монодоминантных сообществах ассоциации Myriophylletum verticillati - Myriophyllum spicatus L., M. verticillatum L. Значительное аналитическое a-разнообразие определено в синтаксонах Potameto natantis-Nymphaeetum candidae, Potameto natantis-Nupharetum lutea, Nymphaeo-Nupharetum lutea, наименьшее - Stratiotetum aloides, Ranunculetum circinati, Elodeetum canadensis, Ceratophylletum demersi и бриоценозах класса Platyhypnidio-Fontinalietea antipyreticae.
Различие в надгрунтовой биомассе по сухому и свежесобранному весу для сообществ ассоциаций указаны в таблице. При продукционных характеристиках ассоциаций водных растений эта разница нивелировалась в силу того, что подавляющее большинство из них содержит как речные, так и озерные сообщества. Биомасса фитоценозов прямо связана с величинами проективного покрытия растений, доминирующих в них. Наибольшей надгрунтовой биомассой обладают те ассоциации, сообщества которых либо одновидовые с высоким проективным покрытием, либо сложены несколькими доминантами. Например, фитоценозы ассоциаций Ceratophylletum demersi, Elodeetum canadensis, Ranunculetum circinati, базальное сообщество Nuphar lutea, Potametum lucentis и другие. Многовидовые сообщества водных растений, для которых характерно низкое проективное покрытие доминанта и наличие менее обильных (покрытие 10-15%) сопутствующих видов, обладают небольшой биомассой. Эти данные относятся к сырой надгрунтовой биомассе.
Таблица - Надгрунтовая биомасса наиболее распространенных сообществ ассоциаций водных
макрофитов исследуемого района
Сырая биомасса, Абсолютно Абсолютно
Ассоциации кг/м2 сухая биомасса, кг/м2 сухая масса,
(M±m) (M±m) %
Ceratophylletum demersi 3,60±0,10 0,21±0,02 5,8
Elodeetum canadensis 3,10±0,07 0,62±0,11 20
Potameto-Ceratophylletum demersi 2,90±0,07 0,29±0,02 10
Lemno-Ceratophylletum demersi 1,90±0,09 0,21±0,01 11,1
Ranunculetum circinati 1,90±0,08 0,34±0,03 17,9
Базальное сообщество Nuphar lutea 5,90±0,12 1,15±0,08 19,5
Potameto natantis-Nymphaeetum candidae 4,80±0,08 0,90±0,02 18,8
Potameto-Nupharetum lutei 4,10±0,04 0,54±0,03 13,2
Potametum natantis 3,10±0,10 0,95±0,60 30,6
Potametum lucentis 6,10±0,70 1,11±0,06 18,2
Potametum pectinati 2,30±0,40 0,48±0,07 20,9
Potametum crispi 2,10±0,30 0,29±0,02 13,8
Potametum perfoliati 2,10±0,10 0,18±0,02 8,6
Lemnetum minoris 0,40±0,02 0,01 2,5
Lemno-Spirodeletum polyrhizae 0,30±0,02 0,01 3,3
Lemnetum trisulcae 0,80±0,04 0,21±0,02 26,3
Lemno-Hydrocharitetum morsus-ranae 0,40±0,01 0,01 2,5
Stratiotetum aloidis 3,10±0,09 0,97±0,09 31,3
Lemno-Utricularietum vulgaris 1,80±0,05 0,20±0,01 11,1
Trapetum natantis 4,10±0,40 1,01±0,07 24,6
Показатели биомассы сообществ зависят не только от проективного покрытия доминанта, но также и от видового состава других обильных в них видов. Присутствие в фитоценозах даже в большом количестве Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, погруженных рдестов ведет к образованию значительной свежесобранной биомассы растений, но не способствует созданию большого запаса энергии вещества, т.к. виды эти низкокалорийны из-за их высокой влажности и зольности. Сообщества из Nuphar lutea дает самые высокие приросты свежесобранной и абсолютно сухой надгрунтовой биомассы. В целом, присутствие этого вида характерно для высокопродуктивных сообществ.
Итак, выделенные ассоциации и сообщества исследованной территории отличаются простым строением, в отдельные ценозы - доминированием одного или немногих видов, которые входят в диагностические группы видов ассоциаций. Каждое из описанных сообществ диагностирует в основном гидрофизические и гидрохимические показатели вод. Список синтаксонов несомненно будет дополнен в связи с расширением территории исследования.
At processing of geobotanical descriptions 32 associations, 1 association and 1 variant are established. The cenophlora three classes form 41 species of the higher vascular plants and 12 of moss. The basic ecological factors defining development of water vegetation, - hydrophysical. Communities from Nuphar lutea gives the highest gain collect the fresh and absolutely dry of a plant runaway biomass.
The key words: water vegetation, syntaksonomy, biodiversity, efficiency
Список литературы
1. Анищенко Л.Н. Флора и растительность настоящих водных макрофитов водоемов и водотоков Юго-Западного Нечерноземья России / Л.Н. Анищенко, Т.Н. Буховец. Брянск: Изд-во «Курсив», 2009. 202 с.
2. Анищенко Л.Н. Находки редких гидрофитов в Брянской области / Л.Н. Анищенко, Н.Н. Панасенко // Ботан.журн. 2010. Т.95. №1. С.93-96.
3. Бобров А.А. Описание растительных сообществ в водоёмах и водотоках и подходы к их классификации методом Браун-Бланке / А.А. Бобров, Е.В. Чемерис // Гидроботаника: методология, методы: Материалы Школы по гидроботанике (п. Борок, 8-12 апреля 2003 г.). Рыбинск: ОАО «Рыбинский Дом печати», 2003. С. 105-117.
4. Вебер Х. Э. Международный кодекс фитосоциологической номенклатуры / Х.Э. Вебер, Я. Моравец, Ж.-П. Терийя. Перевод И. Б. Кучерова, редактор перевода А. И. Соломещ // Растительность России. 2005. № 7. С. 3-38.
5. Миркин Б.М. Наука о растительности (история и современное состояние основных концепций) / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова. Уфа: Гилем, 1998. 413 с.
6. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение / Э. Мэгарран. М.: Мир, 1992. 184
с.
7. Папченков В. Г. К методике изучения продуктивности водной растительности в средних и малых реках / В.Г. Папченков // Растит. ресурсы. 1979. Т. 15. Вып. 3. С. 454 - 459.
8. Папченков В.Г. Растительный покров водоемов и водотоков Среднего Поволжья / В.Г. Папченков. Ярославль: ЦМП МУБиНТ, 2001. 200 с.
9. Папченков В.Г. Продукция макрофитов вод и методы её изучения / В.Г. Папченков // Гидроботаника: Методология, методы: Матер. Школы по гидроботанике (Борок, 8-12 апреля 2003 г.). Рыбинск: Рыбинский Дом печати, 2003. С. 137-145.
10. Природа и природные ресурсы Брянской области / Под ред. Л. М. Ахромеева. Брянск: Изд-во Брянского госпедин-та, 2001. 216 с.
11. Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств / С.К. Черепанов. СПб.: Мир и семья-95, 1995. 992 с.
12. Braun-Blanquet J. Pflanzensoziologie. Grundzuge der Vegetationskunde / J.Braun-Blanquet. 3 Anfl. Wien- New York: Springer - Verlag, 1964. 865 s.
Об авторах
Анищенко Л.Н. - профессор кафедры экологии и рационального природопользования, Брянский государственный университет, eco_egf@,mail. ru
THE PHYTOTSENOTICHESKY VARIETY, EFFICIENCY AND BIOINDICATOR VALUE OF COMMUNITIES MAKROFITNOJ OF VEGETATION OF WATER OBJECTS OF POOL OF THE RIVER OF DESNA AND IPUTH (WITHIN BRYANSK AREA)
L.N.Anishchenko
