CC BY
94
УДК 581.526.3
Д. Н. Судницына
ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ ЗАРАСТАНИЯ РЕКИ ВЕЛИКОЙ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ Г. ПСКОВА
Несмотря на определённый в последние годы расцвет гидроботанической науки, процессам зарастания водоёмов и водотоков в литературе по-прежнему уделяется мало внимания. Особенно актуальны подобные исследования в условиях городской среды. В результате исследований, проведённых автором в 2010—2011 и 2016 гг. в период полного развития растений на основном водном водотоке города Пскова — р. Великой, выявлен 31 вид высших водных растений и макроскопических водорослей. Макрофиты вызывают зарастание русла р. Великой в центральной части г. Пскова. В растительных сообществах водотока доминирующими (основные ценозоо-бразователи) являются следующие виды высших сосудистых растений: Sagittaria sagittifolia L., Nuphar lutea (L.) Smith, Schoenoplectus lacustris (L.) Palla, Potamogeton perfoliatus L., а также Cladophora glomerata (L.) Kütz. и Ulothrix zonata (Web. Et Mohr.) Kütz. из макроскопических зелёных водорослей. В ходе работы определены характер и тип зарастания р. Великой, отмечены факторы, влияющие на зарастание водотока, дан список видов высших водных растений с указанием их экологии. Поскольку зарастание всегда ведёт к деградации водоёма, необходима разработка методов управления этим процессом в условиях урабанизированной среды.
Ключевые слова: водная растительность, экологические типы, экотопы, тип зарастания.
Введение. Под зарастанием водных объектов понимают процесс появления и развития растительного покрова [10], развитие и отмирание водной растительности [16], процесс заполнения ложа водоёма растительными остатками и превращение его в болото [6], постепенное заполнение объёма или только поверхности водоёма водорослями и другими водными растениями [5].
Несмотря на определённый в последние годы расцвет гидроботанической науки, как отмечал В. Г. Папченков на Международной конференции по макрофитам в 2010 г., процессам зарастания водоёмов и водотоков по-прежнему уделяется мало внимания. Особенно актуальны эти исследования в условиях урбанизированной среды.
В 2010—2011 гг. и в 2016 г. нами проводились гидробиологические исследования, включая водную растительность, на различных участках р. Великой. Река Великая — один из основных водотоков г. Пскова и всей Псковской области, интенсивно используется для водоснабжения, рекреации и сброса очищенных и слабо очищенных сточных вод не только областного центра, но и районных городов, расположенных на водосборе. Постоянное антропогенное воздействие, а также резкие колебания климатических условий, определяющих гидрологический режим реки, активизировали в последние годы процессы зарастания р. Великой.
Данная статья подготовлена по результатам исследований р. Великой в центральной части г. Пскова.
Объект и методы исследования. Среди экологических факторов, влияющих на зарастание, большое значение имеют морфометрические, гидрологические и гидрохимические характеристики реки [3]. По длине р. Великая относится к средним рекам (длина 450 км). Русло реки сильно извилистое, ширина его в нижнем течении — 100 м, преобладающая глубина 1,5—2 м, максимальная глубина 8 м отмечена в пределах г. Пскова [7]. Скорость течения реки в центральной части города колеблется от 0,11 до 0,124 м/сек. Грунты по правому берегу песчано-каменистые, местами много крупных валунов и известковых плит (около ЖБИ). Левый берег пологий, отличается обширным мелководьем, преимущественно песчаный, местами пески заиленные с отдельными камнями. Набережная на правом берегу между двумя мостами (от Оль-гинского моста до моста им. 50-летия Октября) подвергалась реконструкции, и берег значительно преобразован.
По химическому составу вода р. Великой, согласно классификации О. А. Але-кина [1], относится к гидрокарбонатному классу группе кальция. Она отличается повышенной жёсткостью (4,05), щёлочностью (рН 7,8—8,2) и цветностью (75—160°). Прозрачность воды в период изучения водной растительности на мелководье (0,10— 0,90 м) была до дна, на глубоких участках варьировала от 1,90 до 1,60 м. Средняя температура воды в июле варьировала по годам от 230 до 26,50.
Изучение водной растительности р. Великой в черте города проводилось в июле (в период полного развития растений) маршрутным методом [2]. На маршрутах составлялся список водных и прибрежно-водных растений, определялся их экотип по В. Г. Папченкову [9]. Определение ширины зарослей, размеров растительных сообществ проводилось глазомерно. При описании фитоценозов составлялся список растений, определялась частота встречаемости видов, которая оценивалась по 5-баль-ной шкале: 1 — вид редкий, 2 — вид изредка встречаемый; 3 — вид с умеренной встречаемостью; 4 — часто встречаемый вид; 5 — обычный, очень часто встречаемый вид [11]. Для определения характера распределения растений, зарастания реки закладывались геоботанические профили перпендикулярно берегу. Определялись глубина распространения зарослей, температура воды на мелководье, прозрачность.
Для определения степени зарастания р. Великой использовалась 8-балльная шкала, предложенная В. Г. Папченковым [10]: 1 балл — не заросшие или почти не заросшие — площадь зарослей менее 1 % от площади акватории; 2 — очень слабо заросшие — 1—5 %; 2 — слабо заросшие — 6—10 %; 4 — умеренно заросшие — 11—25 %; 5 — значительно заросшие — 26—40 %; 6 — сильно заросшие — 41—65 %; 7 — очень сильно заросшие — 66—95 %; 8 — сплошь заросшие — 96—100 %.
Определение типа зарастания р. Великой проведено с использованием схемы З. В. Синкявичене [13]: 1) зарастание единичными растениями или сильно фрагмен-тированное зарастание; 2) фрагментарное зарастание; 3) прибрежное зарастание; 4) прибрежно-фрагментарное зарастание; 5) сплошное зарастание.
Названия видов растений даны по Н. Н. Цвелёву [15]. Фотографии любезно предоставлены Антиповой В. Б.
Результаты исследований и их обсуждение. Исследования показали, что в зарастании р. Великой в черте г. Пскова принимает участие 31 вид растений, относящихся к 3 отделам: хвощевые (Equisetophyta) — 3,2 %, покрытосеменные (Ма^ро-1юрку1а) — 90,3 % и макроскопические зелёные водоросли (Chlorophyta) — 6,5 %. Последних называют криптогамными макрофитами. Как отмечают Е. В. Чемерис и
А. А. Бобров [2], за рубежом криптогамные макрофиты, куда кроме водорослей относятся также мхи и печёночники, изучаются наряду с сосудистыми растениями давно и разносторонне, чего нельзя сказать об отечественной гидроботанике.
На исследованной акватории р. Великой наиболее заметными из криптогамных макрофитов были улотрикс зональный (Ulothrix zonata), который обитает в родниках и обрастал обычно крупные валуны в русле, и кладофора речная (Cladophora rivularis), образующая «тину» в прибрежной зоне. Интенсивное развитие этих макроводорослей свидетельствует о высоком содержании органических веществ в р. Великой.
Из высших сосудистых растений в зарастании реки принимают участие 1 вид споровых растений (Equisetum fuviatile) и 28 видов цветковых растений, относящихся к 14 семействам. Почти все семейства представлены 1—2 видами, кроме рдестовых (Potamogetonaceae) — 4, частуховых (Alismataceae) — 3 и гречишных (Polygonaceae) — 3 вида.
Таксономический состав растений, участвующих в зарастании р. Великой в центральной части г. Пскова, их экология, частота встречаемости и глубина распределения представлены в табл. 1.
Таблица 1
Таксономический состав и экологическая характеристика растений, вызывающих
зарастание р. Великой
Таксоны Экотип Глубина Частота
распростра- встречаемости,
нения, м балл
Отдел Chlorophyta
Семейство Cladophoraceae
1. Cladophoraglomerata (L.) гидрофит 0,0-0,10 3
Ktitz.
Семейство Ulotrichaceae
2. Ulothrixzonata (Web. Et Mohr.) гидрофит 0,0-0,12 2
Ktitz.
Отдел Equisetophyt a
Семейство Equisetaceae
3. Equisetum fuviatile L. гелофит 0,0-0,30 1
Отдел Magnoliophyta
Класс Magnoliopsida
Семейство Nymphaeaceae
4. Nuphar lutea (L.) Smith гидрофит 0,45-1,80 5
Семейство Polygonaceae
5. Persicaria amphibia (L.) S. F. земноводное, 0.0-0,50 1
Gray (= Polygonum amphibium L.) гидрофит,
6. Rumex aquaticus L. гигрогелофит 0,0-0,35 1
7. R. hydrolapatum Huds гигрогелофит 0,10-0,40 1
Семейство Brassicaceae
8. Cardamine amara L. гигрогелофит 0,0-0,05 1
9. Rorippa amphibia (L.) Bess. гигрогелофит 0,0-0,20 2
Семейство Lythraceae
10. Lythrum salicaria L. гигрогелофит 0,0-0,20 1
Семейство Apiaceae
11. Cicuta virosa L. гигрогелофит 0,0-0,12 1
12. Sium latifolium L. гигрогелофит 0,0-0,30 1
Семейство Scrophulariaceae
13. Veronica beccabunga L. гигрогелофит 0,0-0,20 2
Класс Liliopsida
Семейство Butomaceae
14. Butomus umbellatus L. гелофит 0,0-0,30 3
Семейство Alismataceae
15. Alisma gramineum Lej. гелофит 0,10 1
16. A. plantago-aquatica L. гелофит 0,00-0,20 1
17. Sagittaria sagittifolia L. гелофит 0,20-0,75
Семейство Hydrocharitaceae
18. Elodea canadensis Michx. гидрофит 0,30-1,8 1
19. Hydrocharis morsus-ranae L. гидрофит 0,0-0,10 1
Семейство Potamogetonaceae
20. Potamogeton crispus L. гидрофит 0,50-1,20 1
21. P. lucens L. гидрофит 0,70-2,00 1
22. P. perfoliatus L гидрофит 0,50-1,50 4
23. Stukeniapectinata (L.) Börner (= Potamogeton pectinatus L.) гидрофит 0,20-0,70 4
Семейство Cyperaceae
24. Carex acuta L. гелофит 0,0-0,20 3
25. Eleocharispalustris L. гелофит 0,10-0,30 1
26. Schoenoplectus lacustris (L.) Palla гелофит 0,50-0,70 4
Семейство Poaceae
27. Agrostisstolonifera L. гелофит 0,0-0,20 3
28. Phragmites australis (Cav.) Trin. et Steud. гелофит 0,10-0,20 1
Семейство Sparganiaceae
29. Sparganium emersum Rehm. гелофит 0,10 1
30. S. erectum L. гелофит 0,30 1
Семейство Typhaceae
3 1. Typha latifolia L. гелофит 0,0-0,10 1
Как видно из данных табл. 1, растения, вызывающие зарастание р. Великой принадлежат трём экотипам, среди которых гелофитов — воздушно-водных растений несколько больше (38,7 %), чем гидрофитов — настоящих водных растений (35,5 %). Подавляющее большинство растений располагается на мелководье вблизи уреза воды (0,0—0,50 м) и в маловодные годы часто оказывается на суше.
Подавляющее большинство видов имеет низкую встречаемость, т. е. относится к редким видам, часто встречаемых (балл 4) и обычных вид (балл 5) всего 4 вида. Последние играют наибольшую роль в зарастании р. Великой, образуя длительно существующие сообщества
Среди них стрелолист обукновенный (Sagittaria sagittifolia), образующий узкие полосы и отдельные пятна вдоль побережья на глубине 0,20—0,75 м. В составе сообществ обычно встречается кубышка жёлтая, ежеголовники, сусак зонтичный и др. Особенно большие площади сообщества стрелолиста занимают у левого берега реки. Сообщества устойчивые, длительно существующие, исчезают при сильном загрязнении [4] (рис. 1).
Рис. 1. Сообщество стрелолиста у левого берега р. Великой
Второе место по значимости в зарастании р. Великой принадлежит кубышке жёлтой (Nuphar lutea), также образующей длительно существующие сообщества (рис. 2). Встречаются на глубине 0,5—1,8 м. В центральной части г. Пскова кубышка образует обычно смешанные сообщества, состоящие из двух и более сопутствующих видов. Для устьевого участка реки характерны одновидовые сообщества, занимающие большие площади [14].
Рис. 2. Сообщество кубышки жёлтой
Камыш озёрный (Schoenoplectus ш'ТЫ) (рис. 3) в составе растительности р. Великой в центральной части г. Пскова появился недавно (после 2010 г.). Ниже по течению (за Снятной Горой) и выше (район Промежицы) ценозы камыша довольно обычны.
Рис. 3. Камыш озёрный образует куртины
Из гидрофитов погружённых укореняющихся наибольшее распространение в изученной акватории имеют сообщества, образованные рдестом пронзённолистным (Potamogeton perfoliatus) и рдестом гребенчатым (штукенией) (Stukenia pectinata). Располагаются они отдельными пятнами на глубине 0,5—2 м. Сообщества, образуемые штукенией, более заметны у левого берега. По литературным данным [12], этот вид является показателем эвтрофирования, а также загрязнения водоёмов органическими веществами.
Сообщества рдестов одновидовые или с сопутствующими видами (рдест блестящий, кубышка жёлтая, сусак зонтичный и др.). По мнению И. Ю. Ершова [4] сообщества рдестов могут вытесняться ценозами кубышки жёлтой.
Сообщества и клоны водных и воздушно-водных растений в русле р. Великой в центральной части г. Пскова располагаются вдоль всего берега прерывистой или сплошной полосой. Такой характер зарастания называют ленточным [9] (рис. 4).
Рис. 4. Ленточное расположение сообществ макрофитов у левого берега р. Великой
Вдоль правого берега водная растительность представлена небольшими, довольно узкими пятнами и клонами, особенно в районе реконструированной набережной. Хорошо заметно увеличение площади зарастания только в местах сброса ливневых вод у мостов.
Тип зарастания р. Великой в центральной части г. Пскова вдоль левого берега определяется как прибрежно-фрагментарный, т. к. сообщества гелофитов образуют почти сплошную полосу, а сообщества погружённых укореняющихся гидрофитов разбросаны в русле. По правому берегу тип зарастания можно определить как фрагментарный, т. к. сообщества и клоны водных и воздушно-водных растений располагаются разреженными пятнами. Степень зарастания исследованной акватории р. Великой — 8—12 %, что соответствует категории «слабое зарастание» [10].
Зарастание реки относится к естественным многофакторным процессам [3; 8]. Анализ зарастания р. Великой в центральной части г. Пскова показал, что главными из них являются флуктуации гидрологического режима реки, колебания климата и антропогенное воздействие. Влияние городской среды проявилось в том, что в составе водной растительности большинство видов толерантны к антропогенному воздействию (стрелолист обыкновенный, рдест курчавый, штукения гребенчатая и др.), в прибрежную зону стали проникать адвентивные элементы, преимущественно «беглецы из культуры» (борщевик Сосновского (Heracleum sosnovskyi Manden.), недотрога железконосная (Impatiens glandulifera Royle), эхиноцистис лопатолистный (Echinocystis lobata ( Michx.) Torr.et A. Gray), большую роль в зарастании стали играть макроскопические водоросли.
Зарастание всегда приводит к деградации водных экосистем и даже (по [6]) к их отмиранию. К рекам, как считает В. Г. Папченков [9], последнее положение не относится, потому что водный поток всегда может пробить себе новое русло.
В то же время распространение в русле реки водной растительности имеет отрицательное значение и требует необходимости управления этим процессом. К сожалению, научные разработки принципов восстановления зарастающих водоёмов практически отсутствуют, управление развитием водной растительности как в целях улучшения качества воды, так и сохранения нормальной жизни водоёма (водоохранные мероприятия, удаление растительности) упирается в решение экономических и юридических вопросов.
Литература
1. Алекин О. А. Основы гидрохимии. Л. Наука, 1970. 442 с.
2. Бобров А. А., Чемерис Е. В. Изучение растительного покрова ручьёв и рек: методика, приёмы, сложности // Материалы VI Всерос. школы-конфер. по водным макрофитам «Гидроботаника 2005» (пос. Борок, 11—16 октября 2005 г.). Рыбинск: ОАО «Рыбинский Дом печати», 2006. С. 181—203.
3. Денисова И. А., Драбкова В. Г., Прыткова М. Я. Проблема зарастания озёр, причины и экологические последствия // Экология зарастающего озера и проблема его восстановления. СПб.: Наука, 1999. С. 5-19.
4. Ершов И. Ю. Фитоценосистемы озёр Валдайской возвышенности. Рыбинск. 2002. 136 с.
5. Зданович В. В., Криксунов Е. А. Гидробиология и экология: словарь терминов. М.: Дрофа, 2004. 192 с.
6. Лепилова Т. К. Инструкция для исследования высшей водной растительности // Инструкция по биол. исследованиям вод / Под ред. К. М. Дерюгина. Л.: Изд-во Гос. гидрол. Ин-та,1934. Ч. 1 Раздел А. Вып. 5. 48 с.
7. Лесненко В. К. Реки // Природа Псковской области. Псков, 1974. С. 69-70.
8. Мойсейчик Е. В., Созинов О. В. Экологическая дифференциация гигрофильных видов в прибрежно-водных фитоценозах малой реки // Материалы I (VII) Междунар. конфер. по водным макрофитам «Гидроботаника 2010» (пос. Борок, 9-13 октября 2010 г.). Ярославль: Принт Хаус, 2010. С. 226-228.
9. Папченков В. Г. О закономерностях зарастания водотоков и водоёмов и продукции водных растений // Материалы VI Всероссийской школы-конференции по водным макрофитам «Гидроботаника 2005» (пос. Борок, 11-16 октября 2005 г.). Рыбинск: ОАО «Рыбинский Дом печати», 2006. С. 143-152.
10. Папченков В. Г. Закономерности зарастания водотоков и водоемов // Экология. 2003. № 1. С. 18-22.
11. Папченков В. Г. Растительный покров водоёмов и водотоков Среднего Поволжья. Ярославль, 2001. 214 с.
12. Садчиков А. П., Кудряшов М. А. Экология прибрежно-водной растительности (учебное пособие для студентов вузов). М.: Изд-во НИА-Природа, РЭФИА, 2004. 220 с.
13. Синкявичене 3. В. Характеристика растительности средних и малых рек Литвы. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Вильнюс, 1992. 28 с.
14. Судницына Д. Н., Козырева К. Б. Современное состояние высшей водной растительности Псков-ско-Чудского озера // Запад России и ближнее зарубежье: устойчивость социально-культурных и эколого-хозяйственных систем. Материалы межрегион. общ.-науч. конф. с межд. участием: ст. и тез. Псков: ПГПУ, 2005. С. 148-151.
15. Цвелёв Н. Н. Определитель сосудистых растений Северо-Западной России (Ленинградская, Псковская и Новгородская области). СПб.: Издательство СПХФА, 2000. 781 с.
16. Чеботарёв А. И. Гидрологический словарь. Л. Гидрометеоиздат, 1978. 308 с.
Об авторе
Судницына Диана Николаевна — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Псковского отделения ФГБНУ ГосНИОРХ, г. Псков, Россия. E-mail: [email protected]
D. Sudnitsyna
FEATURES OF OVERGROWNING OF THE VELIKAYA RIVER IN THE CENTRAL PART OF PSKOV
Although hydrobotany is considered to be an actively developing science, processes of water bodies overgrowing are still paid little attention in the literature. As a result of research conducted by the author in 2010—2011 and 2016 during the period of full development of the plants on the main watercourse of the city of Pskov — Velikaya River, 31 species of higher aquatic plants and macroscopic algae were identifed. Macrophytes cause overgrowing of the Velikaya river bed in the central part of the city of Pskov. The dominant taxa in plant communities are three species of vascular plants: Sagittaria sag-ittifolia L., Nuphar lutea (L.) Smith, Schoenoplectus lacustris (L.) Palla, Potamogeton perfoliatus L, and two species of macroscopic green algae: Cladophora glomerata (L.) Kutz. and Ulothrix zonata (Web. Et Mohr.) Kutz. The article describes the character and type of overgrowth of the Velikaya river, factors affecting the water body overgrown, species of aquatic plants and their characteristics. As overgrowth always leads to the degradation of the water body, it is necessary to develop methods to manage the process of river overgrowth in the urban environment.
Key words: aquatic vegetation, ecological types, ecotypes, overgrowing type.
About the author
Dr Diana Sudnitsyna, Leading Research Fellow, State Research Institute of Lake and River Fisheries, Pskov, Russia. E-mail: [email protected]
Статья поступила в редакцию 30.01.2017 г.
