CC BY
67
ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 574.3:58.009
К ХАРАКТЕРИСТИКЕ НЕКОТОРЫХ ПРИРЕЧНЫХ ТРАВЯНЫХ БОЛОТ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ
С.В. Асминг1, 2, Н.Р. Кириллова1
1Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН 2Кольский филиал Петрозаводского государственного университета
Аннотация
Описаны особенности трех травяных приречных болотных сообществ в юго-восточных окрестностях г. Апатиты: флористический состав, экологические характеристики среды и др. Травяные приречные болота, находящиеся под воздействием кальцийсодержащих потоков с горы Доломитовая, высоким содержанием редких видов сосудистых растений не отличаются, но при этом имеют ресурсное и народохозяйственное значение. Ключевые слова:
травяные болота, ресурсы, флора, Мурманская обл.
Болотные сообщества в биосфере выполняют комплекс важных функций - поддерживают газовый и гидрологический баланс, ландшафтное и биологическое разнообразие. В окрестностях г. Апатиты, как и во всей Мурманской обл., болота занимают значительную часть территории. В 2011 г. сотрудниками лаборатории популяционной биологии выделена группа травяных болот в юго-восточных окрестностях г. Апатиты [1]. Исследования по ним были включены в тему НИР «Демографические особенности ценопопуляций сосудистых растений в фитоценозах травяных болот Мурманской области», так как для изучения популяций необходимо знать, в каких эколого-фитоценотических условиях они существуют. По мере накопления материала и его анализа была выделена группа минеротрофных болот [2]. Оставшиеся сообщества отличаются видовым составом и тем, что находятся на границе лесных и водных экосистем и представляют экотонную зону. Расположение по периферии водотоков обусловливает их характерную форму (линейную). Находящаяся в этом районе гора Доломитовая, богатая высококальциевыми горными породами, обеспечивает приречные сообщества кальцийсодержащими соединениями.
Цель данной работы - описание трех приречных заболоченных сообществ, включающее особенности их экологии и флористического состава. Эти исследования вносят определенный вклад в изучение болотных сообществ в регионе.
Материалы и методы
Работы выполнены в 2011-2014 гг. в юго-восточных окрестностях г. Апатиты Мурманской обл. (67°54’ с.ш., 33°47’ в.д.) в трех приречных заболоченных сообществах (рис. 1, 2).
В течение вегетационного сезона проводили геоботанические описания по стандартной методике в естественных границах сообществ (табл.).
92
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
К характеристике некоторых приречных травяных болот в центральной части...
Рис. 1. Карта востоко-юго-восточных окрестностей г. Апатиты с указанием расположения участка (красный квадрат) с изучаемыми приречными травяными болотами
Рис. 2. Приречные травяные болота в юго-восточных окрестностях г. Апатиты: ерниковое вахтово-осоковое болото (ski_fen1); приречный елово-берёзовый лес таволго-астрагалово-осоковый (riv_fen1); калганово-пушицево-осоковое болото с сосной и берёзой (riv_fen2)
Для определения границ и площадей сообществ использовали навигатор Garmin Etrex 10 (Garmin Ltd., США). Нуль высот принят стандарта WGS84. Для определения кислотности почвы использовали портативный pH-метр (Pen Type pH Meter) PH-009(I) (Kelilong, Фуцзянь, Китай), предназначенный для измерения уровня pH - концентрации свободных ионов водорода в воде с диапазоном измерений 0-14 и ценой деления 0.1. Для установления общей минерализации в почве нами был использован солемер TDS Meter 4 (HM Digital, Китай) с диапазоном измерений 0-9990 ppm (мг/л) и ценой деления 1 мг/л. Освещенность измеряли с помощью портативного прибора Digital lux meter AR813A (Smart sensor, США, Техас),
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
93
С.В. Асминг, Н.Р. Кириллова
диапазон 1-100000 лк, цена деления 1 лк и погрешность ±5 %. Электропроводность растворов определяли кондуктомером AP-2 (HM Digital, Китай) с диапазоном измерений от 0 до 9999 мкСм и ценой деления 1 мкСм.
Экологические характеристики и флористический состав приречных болот юго-восточных окрестностей г. Апатиты
Показатели Приречные болота
ski fenl riv fen1 riv fen2
Освещенность, лк 31826 37319 26717
Кислотность почвы (рН) 6.6±0.6 6.7±0.5 6.9±0.4
Минерализация почвы, мг/л 37±29 35±38 41 ±22
Электропроводность, мкСм/см 61±21 66±11 91±54
Общее проективное покрытие, %, в т.ч. 100 100 100
древесный ярус, % 1 5 3
травяно-кустарничковый ярус, % 90 95 80
Общее число видов, в т.ч.
сосудистых 80 71 78
споровых 3 5 4
голосеменных 2 4 3
покрытосеменных 75 62 71
однодольных 25 17 24
двудольных 50 45 47
Древесный ярус
Betula subarctica + + +
Picea obovata + + +
Pinus friesiana + + +
Кустарниковый ярус*
Betula nana + + +
Juniperus communis +
Juniperus sibirica + +
Salix arbuscula +
Salix borealis +
Salix myrsinites + + +
Salix myrtilloides 1 +
Salix nigricans +
Salix phylicifolia 1 + +
Травяно-кустарничковый ярус*
Agrostis tenuis +
Andromeda polifolia 2 + 1
Angelica sylvestris + + +
Antennaria dioica +
A stragalus frigidus 2 2
Baeothryon alpinum + 1 +
Baeothryon cespitosum + +
Bartsia alpina + + 1
Bistorta vivipara + 1
94
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
К характеристике некоторых приречных травяных болот в центральной части...
Показатели Приречные болота
ski fenl riv fen1 riv fen2
Calamagrostis neglecta + + +
Calluna vulgaris 2 + 1
Cardamine dentata + +
Carex adelostoma +
Carex capillaris +
Carex cespitosa + +
Carex chordorhiza +
Carex cinerea 1 + 1
Carex dioica 1 + 1
Carex flava + + +
Carex lasiocarpa 2 2
Carex limosa 1 +
Carex media +
Carex nigra + +
Carex panicea + 1
Carex rostrata 2а 2 2а
Carex vaginata + +
Cerastium scandicum +
Chamaenerion angustifolium 1 1 +
Cirsium heterophyllum + 3 1
Comarum palustre + +
Corallorrhiza trifida + +
Crepis paludosa 1
Dactylorhiza maculata + +
Deschampsia cespitosa 1 +
Drosera anglica + +
Eleocharis quinqueflora +
Empetrum hermaphroditum + 1 2
Epilobium palustre + +
Equisetum fluviatile + 1
Equisetum hiemale 1 1
Equisetum palustre 2 + +
Equisetum variegatum +
Eriophorum latifolium +
Eriophorum polystachion + +
Eriophorum vaginatum + +
Festuca ovina +
Filipendula ulmaria + 3 3
Galium uliginosum + 1 2
Geranium sylvaticum 1 2 1
Geum rivale + 1 1
Gymnocarpium dryoptheris + +
Juncus atrofuscus +
Juncus filiformis +
Juncus nodulosus +
Ledum palustre +
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
95
С.В. Асминг, Н.Р. Кириллова
Показатели Приречные болота
ski fen1 riv fen1 riv fen2
Listera cordata + +
Luzula multiflora + +
Luzula pilosa 1 +
Melampyrum pratense 1 + +
Melampyrum sylvaticum + + 1
Melica nutans +
Menyanthes trifoliata 2 +
Molinia caerulea + 2 2
Moneses uniflora + + +
Orthilia secunda +
Oxyccoccus microcarpus 1 +
Parnassia palustris 1 + 2
Pedicularis palustris +
Pedicularis sceptrum-carolinum 2 1
Pinguicula alpina 1 + +
Pinguicula vulgaris + +
Potamogeton alpinus r
Potentilla erecta 2 2 3
Pyrola media + +
Pyrola rotundifolia + + +
Ranunculus acris + +
Rhinanthus minor + +
Rubus chamaemorus 1 +
Rubus saxatilis + +
Sanguisorba officinalis 1 1 2
Saussurea alpina + 1 1
Saxifraga aizoides + +
Selaginella selaginoides + 1
Solidago virgaurea + 1 +
Taraxacum sp. +
Thalictrum alpinum + 2 2
Tofieldia pusilla + +
Trientalis europaea + + +
Trifolium pratense r
Triglochin palustre +
Trollius europaeus r + +
Utricularia minor +
Vaccinium uliginosum + 1 1
Vaccinium vitis-idaea + 1 1
Viola epipsila + +
Viola montana 1 + +
*
"2b" =
Шкала покрытия: "г" = 1-3 особи; "+" = 15-25 %; "3" = 25-50 %; "4" = 50-75 %; "5
= меньше, чем " = 75-100 %.
1 %; "1"
1-5 %; "2а" = 5-15 %;
96
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
К характеристике некоторых приречных травяных болот в центральной части...
Латинские названия высших растений приведены по С.К. Черепанову [3], таксон Sanguisorba officinalis принимается авторами настоящей статьи по Т.А. Зайцевой [4], которая показала, что на европейской территории России он представлен единым, неделимым видом, состоящим из серии эколого-географических популяций. Под численностью популяции понимали общее число побегов данного вида в сообществе.
Результаты и обсуждение
Из девяти болотных сообществ, выявленных в юго-восточных окрестностях г. Апатиты, три - приречные. Два сообщества - заболоченные елово-берёзовые леса (приречный еловоберёзовый лес таволго-астрагалово-осоковый (riv_fen1) и калганово-пушицево-осоковое болото с сосной и берёзой (riv_fen2)) - находятся в непосредственной близости от р. Нивастровская и прилегают к её берегам, третье - ерниковое вахтово-осоковое болото (ski_fen1) - располагается на расстоянии около 170 м от её русла в непосредственной близости от ручья (притока р. Нивастровская), протекающего на расстоянии 40 м от центра болота. Приречные болота характеризуются хорошей освещенностью (26717-37319 лк), нейтральной кислотностью почвы (рН 6.6-6.9), довольно высокой минерализацией (35-41 мг/л) и электропроводностью (6191 мкСм/см). Приручьевые и приречные болота занимают небольшие площади (433-1987 м2), протяженные вдоль водотоков. Флористический состав изучаемых сообществ хотя и довольно разнообразен (в общей сложности 108 видов), но содержит в основном обычные и широко распространенные виды, отсутствуют виды, характерные для минеротрофной группы травяных болот [2]. Древесный ярус принимает значительное участие в сложении сообществ, однако не отличается разнообразием, состоит из трех пород. Кустарники представлены ерником, ивами и можжевельниками. Характерными видами сообществ являются Astragalus frigidus, Pedicularis sceptrum-carolinum, Filipendula ulmaria, Cirsium heterophyllum, Geum rivale, Rhinanthus minor, Salix arbuscula, Potamogeton alpinus, доминантами и содоминантами - Carex rostrata, Carex lasiocarpa, C. dioica, Menyanthes trifoliata. В изучаемых сообществах отмечено четыре охраняемых в Мурманской обл. вида сосудистых растений, включенных в региональную Красную книгу [5]. Один вид - Salix arbuscula - относится к редким (категория 3), три (Viola montana, Eriophorum latifolium, Saxifraga aizoides) - представлены в перечне видов, нуждающихся в особом внимании к их состоянию в природной среде Мурманской обл. (бионадзор).
Ерниковое вахтово-осоковое болото (skifenl) площадью 1987 м2 находится в ~3.3 км на юго-восток от центра г. Апатиты, в долине р. Нивастровская (рис. 1-3), на севере граничит с сосновым кустарничковым лесом, а на юге полоса соснового травяно-кустарничкового леса с берёзой и можжевельником отделяет его от таволго-пушицево-осокового болота (ski_fen2). По периферии болота произрастают ивы (Salix phylicifolia, S. myrsinites, S. myrsinifolia). Растительный покров довольно однородный, образованный осоками (Carex lasiocarpa, C. rostrata) и Menyanthes trifoliata в западной части. Древесно-кустарниковый ярус по всей площади сообщества разреженный, единично Betula subarctica, Picea obovata, Pinus friesiana.
Приречный елово-берёзовый лес таволго-астрагалово-осоковый (riv_fen1) занимает 808 м2 площади, находится в ~3.4 км на юго-восток от центра г. Апатиты (рис. 1-3). Имеет форму узкой полосы ~52 м длиной и ~15 м шириной, с одной стороны ограниченной р. Нивастровская, с другой - елово-сосновым кустарничковым лесом. Сообщество представляет собой заболоченный разреженный елово-берёзовый лес с ивами, растительный покров довольно однородный. На приствольных кочках деревьев растут кустарнички (Vaccinium uliginosum, V. vitis-idaea), а во влажных понижениях микрорельефа - осоки (Carex limosa, C. rostrata, C. cespitosa), Molinia caerulea, Geranium sylvaticum, Cirsium heterophyllum, Potentilla erecta, Solidago lapponica и Trollius europaeus. Приречная болотная растительность, помимо перечисленных видов, представлена Astragalus frigidus, Filipendula ulmaria, Deschampsia cespitosa, Geum rivale, Pedicularis sceptrum-carolinum, Sanguisorba officinalis и Thalictrum alpinum.
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
97
С.В. Асминг, Н.Р. Кириллова
Калганово-пушицево-осоковое болото с сосной и берёзой (riv_fen2) площадью 433 м2 находится приблизительно в 3.4 км на юго-восток от центра г. Апатиты (рис. 1-3), протянулось узкой полосой между берегом р. Нивастровская и елово-сосновым кустарничковым лесом. Болото представляет собой серию обводненных понижений с господством осок (Carex lasiocarpa, C. rostrata, C. flava, C. dioica) и повышений, образованных приствольными кочками деревьев с кустарничками (Andromeda polifolia, Vaccinium uliginosum), Astragallus frigidus. В числе видов приречной растительности доминируют почти исключительно Equisetum fluviatile и Geum rivale. Кроме того, значительное участие в покрове сообщества принимают Potentilla erecta и Filipendula ulmaria.
Приречный елово-берёзовый лес таволго-астрагалово-осоковый (riv_fen1)
Ерниковое вахтово-осоковое болото Калганово-пушициево-осоковое болото
(ski_fen1) с сосной и березой (riv_fen2)
Рис. 3. Внешний вид приречных болот в юго-восточных окрестностях г. Апатиты
В результате исследований приречных болот в окрестностях г. Апатиты выявлено, что флористический состав высших сосудистых растений включает 108 видов, относящихся к 72 родам и 35 семействам. К споровым растениям относится 6 видов (5 %), которые представлены папоротниками, хвощами, плаунами. Четыре вида принадлежат к голосеменным
98
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
К характеристике некоторых приречных травяных болот в центральной части...
хвойным растениям - сосна, ель, можжевельники. Остальные (91 %) - покрытосеменные или цветковые растения, из которых 33 % - однодольные (сем. Poaceae, Cyperaceae, Juncaceae, Orchidaceae и др.), а 58 % - двудольные. Соотношение дву- и однодольных составляет приблизительно 2:1. Наибольшим разнообразием отличаются семейства Cyperaceae с 17 видами, Ericaceae и Rosaceae с 7 видами, Scrophulariaceae с 6 видами, Asteraceae, Poaceae, Salicaceae, Juncaceae - по 5 видов. Всего в восьми ведущих семействах представлено 57 % флоры.
Сравнение приречных болот с региональными минеротрофными болотами [2] показывает некоторые отличия в строении сообществ, ценности флористического состава и экологических параметрах. В отличие от минеротрофных, на приречных болотах менее разнообразен древесный ярус, отсутствуют Alnus kolaensis, Sorbus gorodkovii, Salix caprea, однако в кустарничковом ярусе есть Juniperus communis, Salix arbuscula, S. Nigricans, не отмеченные для минеротрофных болот. Не встречаются на приречных болотах такие доминантные и редкие виды минеротрофных болот, как Triglochin maritimum, Carex echinata, Carex hostiana, C. juncella, C. pauciflora, C. rariflora, Phragmites australis и др. Число охраняемых видов отличается в разы - 16 видов на минеротрофных и только 4 вида - Salix arbuscula, Viola montana, Eriophorum latifolium, Saxifraga aizoides - на приречных болотах.
Большинство видов приречных болотных сообществ обычные и широко распространенные, однако среди них присутствуют ценные ресурсные растения, например, доминант сообществ Potentilla erecta, известный своими лекарственными свойствами [6]. Численность популяций этого вида значительная (80-100 побегов/м2), что определяет высокий ресурсный потенциал данных болотных экосистем. Значимость таких видов, как, например, Carex rostrata - кормовые для водоплавающих птиц, более выражена на болотах, связанных с водоемами. На минеротрофных болотах Carex rostrata встречается только на участках с низкими значениями рН по окраине сообществ и не образует крупных фрагментов с высокой плотностью, в отличие от приречных сообществ, где этот вид - содоминант с плотностью популяций около 50 (36-90) побегов/м2.
Многие авторы в своих работах [7-10] по Северо-Западу России в целом и по Кольскому п-ову в отдельности отмечали болота с травяным покровом. По классификации
H. Е. Королевой [11] сообщество ski_fen1, на взгляд авторов настоящей статьи, близко к соснякам с берёзой кустарничково-травяно-сфагновым (11b), riv_fen1 и riv_fen2 - к ельникам кустарничково-разнотравным приручьевым и приречным (8а) и соснякам с берёзой кустарничково-травяно-сфагновым (11b). Травяные болота достаточно трудно классифицировать, видимо, в связи с тем, что раньше исследователями больше внимания уделялось болотным сообществам других типов, поэтому в существующих классификациях есть ряд пробелов и несоответствий. На сегодняшний день классификация травяных болот для Мурманской обл. недостаточно хорошо разработана.
Болота представляют собой малонарушенные системы, которые играют важную гидрологическую роль, регулируя водный баланс территории. Но в результате человеческой деятельности (активного сбора ягод и грибов и пр.) происходят негативные изменения в растительности, выражающиеся в вытаптывании, замусоривании, нарушении травянопочвенного покрова болот мототранспортом. Роль приречных болот в природе и для народного хозяйства как ресурсных и средообразующих велика, они занимают значительные площади, что в совокупности делает актуальным их изучение в регионе.
Авторы благодарят д.б.н. И.В. Блинову, зав. лабораторией популяционной биологии растений ПАБСИ КНЦ РАН, за критические замечания и редакцию статьи.
ЛИТЕРАТУРА
I. Блинова И.В. О некоторых особенностях структуры популяций сосудистых растений в фитоценозах травяных болот Мурманской области // Биоразнообразие и культуроценозы в экстремальных условиях: материалы докл. всерос. науч. конф. с междунар. участием. Апатиты: K&M, 2012. С. 17-19. 2. Блинова И.В., Петровский М.Н. К характеристике минеротрофных травяных болот в центральной части Мурманской области и о необходимости
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
99
С.В. Асминг, Н.Р. Кириллова
их охраны // Вестник Кольского научного центра РАН. 2014. № 3. С. 38-55. 3. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.
4. Зайцева Т.А. К систематике Кровохлебки лекарственной // Бюлл. ГБС. М.: Наука, 1980. Вып. 117. С. 31-36.
5. Красная книга Мурманской области. 2-е изд., перераб. и доп. / отв. ред. Н.А. Константинова, А.С. Корякин, О.А. Макарова, В.В. Бианки. Кемерово: Азия-принт, 2014. 584 с. 6. Растительные ресурсы России. Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 3: Семейства Fabaceae-Apiaceae. 2010. 608 c. 7. Боч М.С. О болотах лесной полосы Кольского полуострова // Бот. журн. 1989. Т. 74, № 12. С. 17471756. 8. Боч М.С., Смагин В.А. Редкие ассоциации болот Северо-Запада европейской части СССР. (ll. Primulo-Schoenetum ferruginei Oberd. 62, Caricetum hostianae ass. nova, Cladietum marisci Allorge 22) // Бюл. МОИП. 1987. Т. 92, вып. 4. С. 104-110. 9. Смагин В.А. Растительность болот таежной зоны Европейской России // Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века: материалы всерос. конф. (г. Петрозаводск, 22-27 сентября 2008 г.). Ч. 5: Геоботаника. Петрозаводск: Кар. науч. центр РАН, 2008. С. 286289. 10. Смагин В.А. Комплексы растительных сообществ болот таежной зоны Европейской России // Бот. журн. 2014. Т. 99, № 11. С. 1185-1223. 11. Королева Н.Е. Основные биотопы северо-таежных лесов и березовых криволесий Мурманской области: ландшафтное и ботаническое разнообразие, основания для охраны // Вестник МГТУ. 2011. Т. 14, № 4. С. 819-832.
Сведения об авторах
Асминг Светлана Викторовна - к.б.н., лаборант-исследователь Полярно-альпийского
ботанического сада-института им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН, доцент Кольского филиала Петрозаводского государственного университета; e-mail: [email protected] Кириллова Наталья Руслановна - м.н.с. Полярно-альпийского ботанического сада-института им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН; e-mail: [email protected]
100
ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)
