CC BY
18
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
«НАУКА. ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ», № 2,2013
УДК 712:911.7(470.6)
Д. В. Олейникова [D. V. Oleynikova]
использование ландшафтного
подхода при изучении
особенностей луговой растительности высокогорных ландшафтов
западного кавказа
The use of landscape approach in the study of peculiarities of the meadow vegetation of the West Caucasian high-mountain landscapes
Было показано, что наиболее измененным является субальпийский пояс, в котором осуществляется вмешательство в естественный биоценоз человека. В результате этого идет нарушение в распространении видового состава растительности, более устойчивые и приспособленные виды доминируют, нарушая тем самым равновесие в фитоценозе. Альпийский и субнивальный пояса в силу своей труднодоступности испытывают меньшее воздействия и тем самым отличаются сохранностью естественной растительности.
Ключевые слова: ландшафтный подход; луговая растительность; высокогорный ландшафт; Западный Кавказ.
Ithas been shown that the most change disthesubalpinebeltin which the human inter feringin natural biocenosis is carriedout. As a result of it there is a violation in extending of a specific composition of vegetation, more inconvertible and fitted species dominate, breaking thereby an equilibrium in phytocenosis. Alpine and subniveal belts owing to the inaccessibility test smaller actions and by that differ preservation of natural vegetation.
Keywords: landscape approach; meadow vegetation; high-mountain landscape; West Caucasus.
Проблема сохранения биологического разнообразия является одним из приоритетных направлений в современной биогеографии. В настоящее время возрастает антропогенное воздействие на биотические компоненты природы, создается угроза разрушения биоэкосистем и биологического разнообразия биосферы. Эта проблема актуальна в региональных исследованиях горных территорий, хрупких и восприимчивых к человеческой деятельности, для которых характерны быстрое сужение качественной среды обитания, утрата биоразнообразия.
В настоящее время изучение биоразнообразия горных экосистем носит наиболее актуальных характер. Ландшафтный подход в изучении
луговой растительности высокогорий Западного Кавказа позволил проследить ее вертикальную и горизонтальную внутриландшафтную дифференциацию и отметить некоторые закономерности этой дифференциации. Разнообразие мезоформ рельефа — древние цирки и крутые склоны водораздельных хребтов — вносят свои особенности в распределение растительного покрова субальпийских лугов.
На кафедре физической географии и ландшафтоведения СКФУ под руководством профессора В. А. Шальнева ведется работа по созданию ГИС-проекта «Высокогорная растительность». В качестве базовой программной платформы используется ArcGIS от компании ESRI. С помощью флористических списков разработана пространственная база данных, позволяющая рассчитывать коэффициент флористического сходства по формуле Жаккара, коэффициент видового обилия и долю автономных видов на изучаемых ключевых участках, результаты чего и легли в основу построения картографических материалов, реализуемых на базе программной платформы ArcGIS, в которой были осуществлены принципы построения карт, позволяющие сравнивать ключевые участки, выявлять особенности внутриландшафтной дифференциации высокогорной растительности северного склона Западного Кавказа.
Работа проводится в четыре основных этапа.
Начальный этап заключался в определении ключевых участков на территории высокогорных ландшафтов с различными природно-климатическими условиями и степенью антропогенной преобразованности растительного покрова.
Второй этап включил сбор геоботанического материала с использованием стандартных ландшафтных и группы геоботанических методов. На основе полученных данных создавался банк пространственных данных, отличающийся мобильностью и возможностью систематического обновления и дополнения.
Заключительный этап сводился к анализу полученных материалов, оценке и прогнозу об особенностях пространственной дифференциации растительного покрова регионального и внутриландшафтного содержания.
Растительность является составной частью биосферы, которая входит в состав географической оболочки. Растительный покров в пределах ландшафта представлен большим разнообразием видов и жизненных форм. В пределах ландшафта растительность играет важную системоор-ганизующую роль. Она влияет на внутриклиматические различия, свойс-
тва почвы, распределение и видовой состав животных и микроорганизмов. Биогеоценоз является образователем первичного органического вещества и основным накопителем энергии.
Высокогорная растительность Западного Кавказа изучалась на протяжении нескольких веков, и во многом это связано с уникальностью и труднодоступностью района исследования. В большинстве изученных работ проводится общее описание распространения растительности в пределах основных геоботанических поясов. Однако в настоящее время возрастает воздействие человека на природные геосистемы, и проблемы сохранения биоты еще далеки от разрешения.
Оригинальность и значительное морфологическое разнообразие высокогорных ландшафтов представляет большой интерес в научных исследованиях и требует детальных полевых изучений. Ландшафтный подход, на наш взгляд, является основным и представляет собой ветвь общенаучного системного подхода.
Сущность ландшафтного подхода заключается, во-первых, в учете индивидуальности природы земной поверхности, организованной в сочетания ПТК, образующих относительно однородные по генезису территории, называемые ландшафтами; во-вторых, в учете их пространственно-временной иерархической структуры; в третьих, учете причинно-следственных взаимосвязей между отдельными компонентами. Отсюда происходит важное следствие: ландшафтный подход может выступать в качестве общеметодологической базы или составной части в обосновании и реализации социальной, экономической, экологической, военной и других «политик» и программ [1].
Понятие о горном ландшафте неоднозначно. Это связано с тем, что зональные закономерности претерпевают здесь значительные изменения в связи с ярусностью гор, которая отражает этапы формирования горной системы, возраст отдельных ее частей, характер экзогенного расчленения, климатическую дифференциацию. Горным природным ландшафтом называется генетически однородный участок ландшафтного пояса, расположенного в пределах определенного высотного яруса, имеющего одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа, одинаковый климат, определенный набор геоботанических поясов и других морфологических единиц [4].
Ландшафтный пояс формируется в пределах округов и приурочен к определенному ярусу гор. Он имеет однородность в геоморфологическом
и литологическом отношениях. Климатогенные и биогенные компоненты более разнородны и представлены набором генетически однородных геоботанических поясов [3].
Геоботанические высотные пояса относятся к категории внутрилан-дшафтной вертикальной дифференциации. Они формируются под влиянием изменения с высотой климатических факторов и фиксируют качественные изменения фонирующего (растительного) или нескольких компонентов среды — растительности, почв, климата. Поэтому такие пояса неоднородны по своей сущности и могут быть доминантными и переходными. Доминантный геоботанический пояс относится к ядру ландшафта и формируется в условиях ведущего фактора — климатогенного поля однородности. Переходный геоботанический пояс образуется на границе климатогенных полей однородности, где наиболее заметны количественные и качественные изменения климатических показателей. Для него характерно господство не одного, а нескольких типов растительности и других компонентов природы. Переходные пояса сочетают в себе свойства двух пограничных доминантных поясов и отражают закономерности, получившие названия горного экотона [4].
Таким образом, суть ландшафтного подхода заключается в восприятии растительности как равно изучаемого компонента ландшафта с позиции моносистемной модели, так и набора микрогруппировок растительного покрова, формирующих территориальную неоднородность. Горизонтальная дифференциация отчетливо проявляется в пределах морфологических единиц ландшафта, по которым она изучается.
Одно из основных морфологических подразделений ландшафта — урочище. На уровне урочищ наиболее четко и явственно выявляется гетерогенность растительного покрова, обусловленная набором фаций с различной совокупностью видов фоновой растительности. Среди урочищ различают фоновые, занимающие большие площади в ландшафте и образующие фон, в который вкраплены остальные урочища; и урочища-субдоминанты, хотя не составляющие фон, но встречающиеся часто в ландшафте.
Любой ландшафт и его морфологические единицы имеют мозаичное строение. Элементы мозаичной структуры обозначают по-разному: фи-зиотоп, экотоп, клеточка ландшафта [5]. Предлагаются и другие термины — биотоп, местообитание, фация. Все это синонимы, применяемые для обозначения однородных участков земной поверхности. В ландшафтове-
дение термин «фация» ввел Л. С. Берг (1945), который употребляет его как применительно к конкретному участку (индивидуальный смысл), так и к совокупности генетически близких или однородных по режиму сред участков (типологический смысл).
В фитоценологии много работ посвящено мозаичности растительного покрова изучаемых в ранге фаций. В их пределах проводится ландшаф-тно-экологический анализ, который позволяет определить среду жизни фитоценозов, а также выделить особые структурные образования, называемые микрогруппировками, или микрофитоценозами, ценоэлементами и парцеллами [2].Растительный компонент ландшафта играет ведущую роль в горизонтальной неоднородности. Пространственное сложение его отражают обычно вариации в густоте стояния, размещении отдельных видов и степени развития.
На фациальном уровне были проведены исследования по изучению видового состава растительности доминантных фаций в горном экотоне верхней границы леса и субальпийских лугов Санчарского ландшафта.
При описании растительности закладывались пробные площадки, которые выбирались субъективно с хорошей сохранностью травяного покрова. Описания выполнялись по методике Браун-Бланке на пробной площади 10 м2. В каждом описании в полевых условиях отмечны высота, фенофаза, экспозиция склона и проективное покрытие.
Пробная площадка № 1 располагалась на конусе выноса восточной экспозиции с активной лавинной деятельностью (восточной экспозиции), сложенной проллювиально-коллювиальными отложениями и выходами коренных пород на прискальных участках с очень крутыми склонами и разнотравно-злаковой субальпийской растительностью на горно-луговых грубоскелетных почвах. Средняя величина проективного покрытия сосудистых растений 100 %, мхи и лишайники практически отсутствуют. Среднее видовое богатство — 35 видов в описании. Специфический облик сообществ определяется бело-желтыми цветами Cirsium obvalatum и Inula magnifica.
Описание площадки № 2 проходило в кленово-буково-березовом кри-волесье того же конуса выноса, где подлесок образован из Rhododendron caucasicum, Rubus idaeus, Fragaria vesca. Травянистые растительные сообщества характеризуются незначительным проективным покрытием. Средняя величина покрытия сосудистых растений варьирует в пределах 40-60 %, моховое покрытие — 20-25 %, а лишайниковое — разреженное.
Видовое богатство представлено16 видами. Обильно произрастают типичные лесные виды, влияние субальпийских видов ослаблено.
Площадка № 3 располагалась в фации 3е урочища конечной морены, где в древостое преобладает Abies nordmanniana с примесью Picea orientalis, Rhododendron luteum. Видовое богатство ниже, чем в других ассоциациях, — в среднем 8 видов в описании. Проективное покрытие сосудистых растений развито очень слабо. Весьма значителен моховой покров, который развит практически повсеместно и тяготеет к сырым и затемненным местам.
Исследования растительного покрова Гондорайско-Узункольского ландшафта дали определенные результаты. Изучение субальпийской растительности показало, что наибольшей сохранностью отличается растительность второго цирка, где наибольшие показатели обилия составляют 0,7 %. Тогда как в зоне нижнего цирка субальпийского пояса коэффициент обилия приблизительно равен 0,5 %. Выпас скота сказался на доминировании злаково-разнотравных сообществ, где широкое распространение получают колючие, жесткие, плохо поедаемые растения. На площадках № 6 и № 7 идет процесс задернения осыпных участков, и коэффициент обилия невелик: всего 0,4 %. На других же участках это связано, прежде всего, с тем, что в этом поясе находится зона интенсивного использования растительных ресурсов в качестве пастбищ для животных. Наиболее измененными фитоценозами отличаются склоны восточной экспозиции. Изучение альпийской растительности показало наличие разнообразных микрокомплексов, получивших распространение в альпийском и субни-вальном поясах. Это, прежде всего, свидетельствует об автономности развития растительных сообществ и естественной видовой миграции. Тогда как измененная субальпийская растительность отличается слабовыражен-ной микрокомплексностью вызванной распространением видов менее поедаемых скотом, которые и заменяют типичные фитоценозы.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что наиболее измененным является субальпийский пояс, в котором осуществляется вмешательство в естественный биоценоз человека. В результате этого идет нарушение в распространении видового состава растительности, более устойчивые и приспособленные виды доминируют, нарушая тем самым равновесие в фитоценозе. Альпийский и субнивальный пояса в силу своей трудно-доступности испытывают меньшее воздействия и тем самым отличаются сохранностью естественной растительности.
Сравнивая видовое разнообразие луговой растительности зоны эко-тона березовых криволесий и сосновых редколесий, которое составило 85 видов и субальпийских лугов (99 видов), получили 43 общих вида. Таким образом, коэффициент флористического сходства составил 30 %. Сравнивая видовое разнообразие субальпийского (99 видов) и альпийского (48 видов) поясов, получили 26 общих видов. Коэффициент флористического сходства — 21,5 %. Сопоставляя видовое разнообразие альпийского (48 видов) и субнивального (16 видов) поясов, имеем 12 общих видов. Коэффициент флористического сходства равен 23 %.
Наибольшей общностью видовых списков отличается зона экотона и субальпийский пояс. Данная территория находится в зоне непосредственного влияния человека. В результате этого происходят изменения не только в фитоценозе, но и во всем биогеоценозе. Наименьшей общностью видов отмечены альпийский и субальпийский пояса. Во многом это зависит от суровых внешних условий, в которых альпийской растительности приходится существовать и приспосабливаться к короткому вегетационному периоду.
При проведении исследования выделялись жизненные формы по классификации Раункиера, которая базируется главным образом на положении почек, переносящих неблагоприятные сезоны года. Так, нами были выявлены четыре основные жизненные формы, к которым относятся растения, собранные в данном высокогорном ландшафте. Наибольшую часть составили гемикриптофиты, у которых почки расположены вблизи уровня почвы и укрыты старыми частями растений или землей. Возвышающиеся надземные части к неблагоприятному сезону отмирают до поверхности почвы (подтипы: частично розеточные гемикриптофиты — Achillea, Campanula и др. и розеточные гемикриптофиты — Leontodon, Primula и другие). Они составили 89 % всех собранных растений. Терофиты составили 7 % собранных растений. К ним относятся однолетники, переносящие неблагоприятный сезон в виде семян. Наименьшее распространение получили криптофиты и хамефиты по 2 %. К криптофитам относятся виды, у которых почки расположены ниже уровня почвы, и хамефиты — растения, у которых почки развиваются на многолетних побегах вблизи поверхности земли.
ЛИТЕРАТУРА 1. Дьяконов К. Н. Ландшафтная политика в современном обществе // География на рубеже тысячелетий. Труды XII съезда Русского географического общества. Т. 1. СПб., 2005.
2. Работнов Г. А. Фитоценология. М.: МГУ, 1983.
3. Шальнев В. А., Джанибекова Х. А. Ландшафты Карачаево-Черкесии // Вестник Ставропольского государственного университета. 1996. №6.
4. Шальнев В. А., Юрин Д. В. Ландшафтный подход в изучении эко-тона горных территорий // Вестник СГУ. 1997. №2.
5. Treter U. Landschaftsociologische Einheiten im Stauchmoranengebiet Huttener Berge // Schr. Naturwiss. Ver. Schleswig. 1974.
ОБ АВТОРЕ Олейникова Дина Вячеславовна, доцент кафедры физической
географии и ландшафтоведения СКФУ, кандидат географических наук.
Oleynikova Dina Vyacheslavovna, North Caucasus Federal University, Institute of Mathematics and Natural Sciences, associate professor of the physical geography and landscape science department. E-mail o_dina@mail.ru
