CC BY
33
УДК 528.9 (075.8), 581.526.55(470)
И.М. Микляева1, Н.Г. Кадетов2, Е.Г. Суслова3, О.В. Вахнина4
МНОГОЛЕТНЯЯ ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ПОЛИГОНА САТИНСКОЙ УЧЕБНО-НАУЧНОЙ СТАНЦИИ
Рассмотрены особенности динамики флоры и растительных сообществ полигона Сатинской учебно-научной станции географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова (Боровский район Калужской области) за пятидесятилетний период, в том числе за девятилетний период - особенности сезонной динамики и флуктуации разных типов лугов долины р. Протвы и обусловленные ими изменения величины фитомассы и значений нормализованного разностного вегетационного индекса NDVI, полученного при наземном спектрометрировании.
На основе собранных материалов составлена и постоянно пополняется база данных о динамическом состоянии различных компонентов растительного покрова полигона. Эти данные используются при проведении учебной практики студентов первого курса географического факультета и будут положены в основу легенды обновляемой карты растительности.
Ключевые слова: мониторинг флоры и растительности, фиторазнообразие, современное состояние растительности, сезонная динамика лугов, флуктуации лугов, NDVI.
Введение. Мониторинг растительного покрова на полигоне Сатинской учебно-научной станции географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова (УНС-Сатино) проводится с 1968 г. Полигон площадью около 20 км2 расположен в северной полосе зоны широколиственно-хвойных лесов европейской части России вблизи границы с ее южной полосой (Калужская область, Боровский район). Он находится в бассейне среднего течения р. Протвы. Растительный покров полигона имеет сходные черты с растительностью северной части Калужской и западной части Московской областей, а также сходные формы хозяйственного использования. На плакорах здесь распространены широколиственно-хвойные леса и их дериваты, по склонам долин рек -широколиственные и фрагменты сосновых лесов, по понижениям встречаются небольшие по площади низинные болота. В долине р. Протвы преобладают влажные, реже встречаются свежие и сырые луга. На сельскохозяйственные угодья, включая залежные земли и сеяные луга, приходится до 50% общей площади полигона.
Многолетние ботанико-географические исследования на полигоне направлены на выявление изменений его ботанического разнообразия, в том числе на уточнение состава и структуры флоры, а также структуры, современного состояния, особенностей распространения и разнообразия растительных сообществ.
Цель работы - рассмотрение многолетней динамики растительного покрова полигона УНС-Са-тино. Для ее решения выполнялись следующие за-
дачи: актуализация флоры; выявление направленности изменения лесопокрытых площадей; характеристика разногодичных и сезонных изменений видового состава долинных лугов и их влияния на величину продукции и NDVI.
Краткая история изучения динамики растительного покрова. С 1968 г. на территории полигона УНС-Сатино ежегодно проводится комплексная общегеографическая практика студентов первого курса, включая ботанико-географическую практику. Одновременно исследуются флора и растительность полигона. В их изучение огромный вклад внесли Н.А. Егорова, Н.Я. Таскаева и Н.Л. Соколова, составившие первые описания флоры и растительности и собравшие справочный гербарий, длительное время служивший наглядным пособием для студентов и преподавателей полевых практик. Первые научные результаты, обобщенные Н.А. Егоровой и Н.Я. Таскаевой [1972], содержат флористический список, состоящий из 574 видов, относящихся к 323 родам и 84 семействам, а также общие сведения о характере растительности.
В конце 70-х годов список флоры полигона и его окрестностей дополнен 93 видами, в том числе редкими и охраняемыми [Таскаева с соавт., 1979], в него вошли 667 видов, 358 родов и 89 семейств. Доля флоры полигона от флоры Калужской области в тот период составила соответственно около 67, 84 и 90% (около 45, 61 и 71% в сравнении с современными данными [Калужская ..., 2010]), а доля адвентивной фракции не превышала 20% от общего числа видов. Для начального периода исследований фло-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра биогеографии, канд. геогр. н., доцент; e-mail: inessa-miklyaeva@yandex.ru
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра биогеографии, магистр географии, науч. с.; e-mail: biogeonk@mail.ru
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. географический факультет, кафедра биогеографии, канд. геогр. н., доцент; e-mail: lena_susl@mail.ru
4 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра картографии и геоинформатики, лаборатория аэрокосмических методов, науч. с.; e-mail: vachnina-ov@yandex.ru
ра полигона и его окрестностей была выявлена достаточно полно, что позволяет рассматривать ее как экологически дифференцированную «конкретную флору» однородной фитохории крупного масштаба. Однако в списке, опубликованном в 1979 г., выявлены некоторые ошибки в определении видов растений и неточные привязки некоторых сборов.
В 80-90 гг. специальные флористические исследования на полигоне практически не проводились. В начале 2000-х годов в список флоры добавлены новые виды, включенные затем в монографию по флоре области, исключены некоторые отсутствующие на полигоне виды [Замесова, Серегин, 2006; Калужская ..., 2010]. С 2010 г. работы по обновлению списка флоры полигона проводятся по нескольким направлениям: поиск не отмеченных ранее видов, актуализация сведений о включенных в список аборигенных видах, проверка спорных и сомнительных указаний наличия или отсутствия на полигоне тех или иных видов, выявление адвентивной фракции флоры.
Таким образом, в настоящее время назрела необходимость инвентаризации флоры полигона, уточнения сведений о распространении видов на полигоне, а также публикации актуального флористического списка согласно современной номенклатуре.
За продолжительный период произошли значительные изменения в растительном покрове. Основой для изучения динамики служат работы, опубликованные в семидесятых годах в депонированных сборниках [Суслова, 1977], а также труды
A.И. Алексеева, А.К. Евдокимовой, Д.Н. Козлова,
B.А. Низовцева, и других исследователей [Алексеев с соавт., 1977]. В результате хозяйственной деятельности и естественной динамики изменилось соотношение лесопокрытых площадей на плакорах, а также - структура лесных сообществ; отмечены восстановительные сукцессии на пашнях, выведенных из сельскохозяйственного оборота. Произошла смена видового состава лугов долины р. Протвы в результате проведенного в начале 2000 г. и в 2010 г. коренного преобразования влажных лугов - распашки и посева кормовых трав на сенокосных угодьях и пастбищах крупного рогатого скота; а в последнее десятилетие - рекреационного использования влажных и свежих лугов.
Материалы о растительности полигона и прилегающей территории в 1974 г. были обобщены и представлены на карте растительности полигона, масштаба 1:5000, составленной под руководством Г.Н. Огуреевой. Картографирование растительного покрова проводилось по регулярной сетке трансект, заложенных через 100 м, на которых через 50 м делали краткие описания фитоценозов, а на типичных участках - полные описания ассоциаций. Карта растительности была обновлена в 2000 г. в масштабе 1:25 000 [Лурье с соавт., 2006]. Основной картографируемой единицей является растительная ассоциация. Для лесов полигона установлено 16 классов ассоциаций, объединяющих 21 эпиассоциацию.
В 2005 г. совместно с сотрудниками кафедры картографии и информатики, при участии аспиранта Д.И. Михайлова, для второй (векторной) версии ГИС-Сатино, наряду с другими, разработан блок «Биота», состоящий из пяти слоев: «Растительность», «Грибы», «Ягоды и плоды», «Лекарственные растения» и «Местообитания животных». На созданной карте растительности были учтены изменения в состоянии лесов и лугов за истекший период, без существенной переработки легенды [Лурье с соавт., 2006]. Наиболее полно были обследованы сообщества на профилях и учебных маршрутах, на других участках детальные обследования не проводились. Для обновления имеющейся карты растительности на основе современных космических снимков высокого разрешения и создания ее электронной версии необходимы новые наземные полевые обследования, особенно на территории от д. Бутовки до с. Беницы.
Исследования разногодичных (флуктуаций) и сезонных изменений видового состава лугов долины р. Протвы, а также связанных с ними изменениями количества и качества формируемой фитомас-сы и отражательной способности лугов, проводятся с 2008 г. совместно с сотрудниками кафедры картографии и геоинформатики, лаборатории аэрокосмических методов. Луга - наиболее динамичный тип растительности, в котором сезонные и разного-дичные изменения видового состава, структуры и величины продукции обусловлены различиями сезонных ритмов развития растений разных жизненных форм, динамикой экологических и метеорологических параметров, а также формы и интенсивности хозяйственного использования. Изменения состава доминантов существенно влияют на отражательную способность лугов, вызывая изменения в окраске, расположении листьев в пространстве (горизонтальное, вертикальное и др.), их формы и соответственно - на результаты спектрометрирова-ния. Флуктуация сильнее проявляется на пойменных лугах с неустойчивым паводковым режимом. На лугах со средними условиями увлажнения они выражены во влажные годы, а на сырых лугах флуктуация практически незаметна [Работнов, 1974].
Материалы и методы. Для уточнения состава флоры полигона в течение семи последних лет проведена ревизия гербарных сборов, хранящихся на УНС-Сатино и в гербарии географического факультета МГУ (MWG), насчитывающих более 1000 листов. Организованы дополнительные маршруты (общая протяженность более 250 км) для обследования редко посещаемых частей полигона, весной и в конце лета проведены маршруты общей протяженностью более 150 км. Особенности расселения адвентивных видов за пятнадцатилетний период установлены путем сравнения видового состава геоботанических описаний, введенных в базу данных.
Изменение лесистости полигона рассмотрено за период с 2000 по 2015 гг. Использованы карта «Растительность полигона» [Лурье с соавт., 2006] и ее модификация, составленная в 2015 г. на основе мар-
шрутных наблюдений и дешифрирования снимка Landsat-8.
Сезонная и многолетняя динамика лугов рассмотрена по результатам наблюдений на девяти мониторинговых площадях в 100 м2, девяти постоянных и более 50 временных учетных площадках в 0,25 м2, на которых получены 162 укоса и более 900 синхронных измерений наземного спектрометриро-вания. Геоботанические описания лугов составлены по стандартной методике с измерением границ (нижней и верхней) трех основных фитоценотичес-ких горизонтов (слоев), отражающих распределение фитомассы по высоте. Наземное спектрометриро-вание полевым спектрометром SpectroSense2 (компания Skyelnstruments), регистрирующим излучение 650 и 800 нм, проведено по ранее разработанной методике в околополуденные часы [Микляева, Вах-нина, 2016]. Величина NDVI на учетных площадках рассчитана по результатам пяти измерений, среднее отклонение ее значений при одинаковых метеоусловиях составляет ±0,2-0,3%. Значения NDVI сравнивались с сырой продукцией в г/0,25 м2.
Влияние сезонной динамики на величину NDVI установлено по серии спектрометрирования лугов с интервалом около десяти дней с конца мая - начала периода формирования фитомассы, до последней декады июля - максимального накопления, а также однократно в конце сентября в фазу затухания вегетации.
Результаты исследований. Актуализация флоры полигона. В ходе исследований были обнаружены 27 ранее не отмечавшихся аборигенных видов, в том числе редкие и охраняемые: многоряд-ник Брауна (Polystichum braunii (Spenn.) Fee), ба-ранец обыкновенный (Heperzia selago (L.) Bernh. ex Schrank et Mart.), лютик длиннолистный (Ranunculus lingua L.).
В течение последнего десятилетия с помощью маршрутных обследований полигона выявлено отсутствие некоторых видов, указанных в первой сводке по флоре [Егорова, Таскаева, 1972]. Так, в 2013 и 2015 гг. в ходе весеннего обследования широколиственных лесов полигона, в том числе липового широкотравного леса на крутом склоне долины р. Ись-мы установлено, что хохлатка полая (Corydalis cava (L.) Schweigg. et Körte), имеющая светлоцвет-ковые формы, ранее была неверно определена как хохлатка Маршалла (Corydalis marschalliana (Pallas ex Willd.) Pers.).
За последнее десятилетие на полигоне впервые выявлены 62 вида адвентивных растений, в том числе многие агрессивные, распространяющиеся на лугах - ослинник двулетний (Oenothera biennis L.), золотарник канадский (Solidago сanadensis L.) и золотарник гигантский (S. gigantean Aiton), райграс высокий (Arrhenatherum elatius (L.) J. et C. Presl). Тенденция внедрения этих видов в природные экосистемы свойственна для центральной части Европейской России [Виноградова с соавт., 2009]. Путями расселения адвентивных видов служат обочины дорог, окрестности дачных поселков, в частности
СНТ «Винт», заброшенные сельскохозяйственные угодья и залежные земли. Например, к северо-западу от д. Рыжково, на залежных землях повсеместно встречается мелколепестник однолетний (Erigeron annuus (L.) Pers.), а в тенистых лесах - недотрога мелкоцветковая (Impatiens parviflora DC.). Историю расселения адвентивных видов на территории полигона позволяет восстановить сравнение видового состава геоботанических описаний, введенных в базу данных.
В ходе исследований флористический список дополнен 89 видами. В настоящее время флора полигона насчитывает 735 видов сосудистых растений, относящихся к 402 родам и 101 семейству, что составляет, соответственно, 59, 69 и 87% от флоры Калужской области, а доля адвентивной фракции -26% [Кадетов, 2017]. Значительная доля адвентивных видов может служить показателем сильной на-рушенности растительного покрова.
Основные тенденции изменения растительности. Леса. Изучение растительности полигона показало, что описанные в первые годы исследований [Егорова, Таскаева, 1972] чистые еловые и ело-во-сосновые зеленомошные леса таежного типа и плакорные дубравы к настоящему времени изменили видовой состав, вертикальную и горизонтальную структуру: в этих типах леса отмечено внедрение в древесный ярус широколиственных пород, разрастание кустарников, а в травяном ярусе - доминирование неморальных видов. Березовые и бере-зово-осиновые леса с подростом ели заместились березово-осиново-еловыми лесами, на обширных вырубках идет активное восстановление леса с доминированием мелколиственных пород и густым подлеском из лещины, появились новые вырубки. Еловые леса в северной части полигона, прежде считавшиеся эталоном ельников-кисличников, были повреждены короедом-типографом и вырублены. В ряде случаев в мелколиственно-еловых лесах в результате антропогенных воздействий сократилась встречаемость некоторых бореальных видов растений на фоне увеличения доли лугово-опушечных. Луга, зарастающие вейником наземным (Calamagrostis epigeios (L.) Roth) и кустарниками, окружавшие Сенокосную балку, сменились молодыми мелколиственными лесами с сосной и елью.
Динамика лесистости полигона. В конце 60-х и 70-е годы XX в. лесистость полигона составила около 40%, из них 15% приходилось на условно-коренные леса и 25% - на коротко-производные мелколиственные. Изменения в структуре и распространении лесного покрова в конце XX в. и начале XXI в. нашли отражение на обновленной карте растительности полигона [Лурье с соавт., 2006]. По состоянию на 2000 г. лесистость полигона практически не изменилась, составила 38%, но отметилось сокращение до 11% доли условно-коренных сообществ и увеличение до 27% производных.
В последующее десятилетие в результате разнонаправленных воздействий произошли изменения в составе и структуре лесных сообществ, а также в
соотношении лесопокрытых площадей. Были вырублены еловые леса в урочище Соколиха, поврежденные в 2012-2014 гг. короедом-типографом. В некоторых лесах, например, в юго-западной части полигона между урочищем «Серебряная гора» и Чолоховс-кой балкой, проводилась сплошная рубка. В то же время, отмечено активное восстановление леса через мелколиственные породы на залежных землях на Рыжковском холме, оставленных в начале 2000 г. для восстановления плодородия почв. К настоящему времени сформировались молодые и средневозрастные березово-осиновые леса с участием ели и широколиственных деревьев на вырубках в юго-западной части полигона, занятых в конце 90-х годов
культурой ели с подростом мелколиственных деревьев и кустарниками. В результате лесистость полигона увеличилась до 42%.
В западной части полигона за пятнадцатилетний период (2000-2015 гг.) произошло небольшое увеличение лесопокрытой площади (рис.) за счет восстановления лесов на залежных землях и зарастания старых вырубок. В структуре лесопокрытых площадей увеличилась доля мелколиственных лесов с участием хвойных и широколиственных пород с 30 до 45%. В то же время в южной части рассматриваемого участка в результате рубки сократилась доля хвойных и хвойно-мелколиственных лесов, соответственно с 6 и 19% до 5 и 17%.
Лесопокрытые площади в западной части Сатинского полигона в 2000 г. и 2015 г. Леса: 1 - хвойные; 2 - мелколиственные на месте хвойных; 3 - хвойно-широколиственные; 4 - мелколиственные на месте хвойно-широколиственных; 5 - широколиственные; 6 -мелколиственно-широколиственные; 7 - сероольховые и черемуховые; сукцессионные стадии лесов на вырубках: 8 - культура
ели с осиново-березовым и кустарниковым подростом; 9 - травяная
The forested area in the western part of the Satino training station area (as of 2000 and 2015). Forests: 1 - coniferous; 2 - secondary small-leaved after coniferous; 3 - mixed (coniferous-broad-leaved); 4 - secondary small-leaved after coniferous-broad-leaved; 5 - broad-leaved; 6 - small-leaved-broad-leaved; 7 - gray alder and bird-cherry. Successional stages within cuttings: 8 - forest cultures (spruce) with
aspen-birch and shrub undergrowth; 9 - grasslands
Увеличение лесопокрытой площади за счет восстановления лесов на залежных землях в целом характерно для зон тайги и широколиственно-хвойных лесов европейской части России, что подтверждают маршрутные исследования и анализ космических снимков.
Луга. Характерные особенности долинных лугов. Долинные луга значительно различаются по видовому богатству, величине фитомассы и характеру экотопов. Для свежих лугов характерны максимальное видовое богатство и небольшая фито-масса, для влажных - среднее видовое богатство и максимальная фитомасса, для сырых лугов - минимальное видовое богатство и средняя по величине фитомасса (табл.).
Сезонные изменения видового состава, сырой продукции и значений NDVI. В мае на свежих лугах разнотравно-овсяницевой ассоциации проективное покрытие достигает 80%, видовое богатство низкое (16 видов). Доминируют овсяница красная (Festuca rubra L.) и виды разнотравья с субгоризонтально расположенными листовыми пластинками - земляника зеленая (Fragaria viridis (Duch.)
Weston), репешок обыкновенный (Agrimonia eupatoria L.) и др. В середине июня видовое богатство увеличивается до 33 видов, проективное покрытие практически не изменяется, величина фи-томассы колеблется от 169 до 191 г/0,25 м2, соответственно изменяются значения NDVI - 0,802-0,841. К сентябрю во всех ассоциациях уменьшается активность вегетации, и постепенно снижаются значения NDVI.
Весеннее развитие растений замедляется на не используемых сырых и влажных лугах в результате накопления мощной подстилки, на долю которой приходится до 80% общего покрытия, сырые луга также испытывают влияние избыточного весеннего увлажнения. Поэтому в мае в камышовой ассоциации вегетируют только три вида: камыш лесной (Scirpus sylvaticus L.), вербейник монетчатый (Lysimachia nummularia L.) и крапива двудомная (Urtica dioica L.); в наземновейниковой - 14 видов, но обилен только Calamagrostis epigeios, остальные встречаются единично. В обеих ассоциациях покрытие живых растений, имеющих субвертикальное расположение листовых пластинок, составляет
Эколого-ценотические особенности ассоциаций долинных лугов
Ассоциации Число видов/ 100 м2 Сухая фитомасса ц/га Рельеф Почвы Средние многолетние параметры У / БЗ**
Разнотравно-овсяницевая Таволгово-снытевая Ежово-овсяницевая Полевицево-овсяницевая Сероватовей-никовая Наземновей-никовая Камышовая 42-45 11-17 27 24 23 35 16 29-38 62-200 60 57 65 50 44 Свежие лу Склон средней поймы, <15°, южная экспозиция Склон II НПТ, <3°, южной экспозиции Влажные л; Склон междуречья, <5°, северной экспозиции Эрозионный склон, <5°, северной экспозиции Пришовная часть высокой поймы, на правобережье р. Протвы III НПТ, субгоризонтальная поверхность Сырые лу Ложбина на эрозионном склоне долинного зандра, <3°, северной экспозиции га Аллювиальные слоистые карбонатные Дерновые карбонатные маломощные уга Глееватые дерново-подзолистые Дерново-карбонатные маломощные Аллювиальные дерновые карбонатные Дерново-подзолы иллювиально-железисто-гумусовые а Дерново-глеевые намытые Свеже-луговое (61) / довольно богатые (11) Свеже-луговое (62) / довольно богатые (11) Влажно-луговое (71) / довольно богатые (10) Влажно-луговое (69) / довольно-богатые (11) Влажно-луговое (70) / довольно-богатые (12) Влажно-луговое (70) / довольно-богатые (13) Влажно-луговое (73) / довольно-богатые (12) Влажно-луговое (65) / довольно-богатые (11) Сыро-луговое (77) / богатые (14)
*Названия почв [Гаврилова с соавт., 2007].
"Увлажнение (У) и активное богатство почв (БЗ) [Раменский с соавт., 1956].
всего 20%, значения NDVI в этих ассоциациях минимальные (0,590) из сравниваемых. В середине июня отмечается соответственное увеличение всех параметров - числа видов до 14 и 20, максимальной фитомассы в сыром весе до 350-318 г/0,25 м2, а NDVI до 0,873-0,862.
На влажных лугах таволгово-снытевой ассоциации уже в мае достигается максимальное проективное покрытие >90% за счет субгоризонтально расположенных листьев доминантов. Видовое богатство к середине июня увеличивается с 13 до 30 видов, но проективное покрытие не изменяется. В этот период отмечается массовое цветение доминантов с крупными белыми соцветиями, вызывающее инверсию значений NDVI - они не уменьшаются, а увеличиваются при уменьшении величины фитомассы. Так, при величине сырой фитомассы с соцветиями, равной 1108 г/0,25 м2, значения NDVI достигли 0,834; после удаления соцветий фитомасса уменьшилась на 9-12%, а значения NDVI увеличились на 11-12%.
В остальных ассоциациях после срезания единичных небольших соцветий возникает незначительная инверсия - фитомасса уменьшается на 1-6%, а значения NDVI увеличиваются на 1-2%. Величину инверсии мы выражали разностью средних многолетних измерений NDVI при наличии соцветий и после их удаления. Инверсию, вызванную массовым цветением доминантов с крупными белыми соцветиями, необходимо учитывать для внесения поправок в значения NDVI при выявлении взаимосвязи с величиной фитомассы лугов в разные фазы их развития - вегетации и цветения доминантов, в том числе при дистанционных исследованиях. Установлено, что в пределах одного типа луга взаимосвязь значений фитомассы и NDVI не линейная; при размерах фитомассы до 400-500 г/0,25 м2, ее увеличение на 10% сопровождается ростом NDVI в среднем на 2%, при больших значениях фитомассы NDVI увеличивается всего на 0,2% [Микляева, Вах-нина, 2016].
Наличие флуктуации лугов отражает небольшая степень сходства их видового состава, рассчитанная по коэффициенту Чекановского. У большинства ассоциаций выявлена средняя (36-70%) степень сходства видов. Низкое (0-35%) сходство характерно для вейниковых ассоциаций - наземно-вейниковой на залежных землях и сероватовейнико-вой в пришовной части высокой поймы, периодически находящаяся под воздействием делювиального смыва со склона и, в основном, с насыпной дороги во время ливней, что служит показателем активных восстановительных процессов. Значительное сходство (71-100%) имеет небольшое число пар геоботанических описаний влажных лугов таволгово-сны-тевой, полевицево-овсяницевой, сероватовейниковой и камышовой ассоциаций, имеющих низкое и довольно низкое видовое богатство. Различия ассоциаций
по степени сходства свидетельствуют об их разной устойчивости к изменению экологических и метеорологических условий. Различия в устойчивости ассоциаций отражают также значения NDVI, полученные в разные годы, в период максимального накопления фитомассы.
Выводы:
- длительные ежегодные наблюдения за составом и распространением видов растений на полигоне имеют важное значение для изучения флоры региона. Они позволяют выявить угрозу исчезновения редких видов растений, а также активность расселения адвентивных видов. За пятидесятилетний период исследований флористический список дополнен 89 видами: обнаружено 27 ранее не отмечавшихся аборигенных видов, в том числе редких и охраняемых, включенных в Красную книгу Калужской области. Впервые выявлены 62 вида адвентивных растений, включая многие агрессивные, распространяющиеся в естественных сообществах;
- установлено, что флора полигона насчитывает 735 видов сосудистых растений, относящихся к 402 родам и 101 семейству, что составляет соответственно 59, 69 и 87% от флоры Калужской области, а доля адвентивной фракции - 26%. За период исследований список флоры полигона увеличился на 22%;
- выявлено, что в первые годы исследований лесистость полигона достигала 40%, из них только 15% приходилось на условно-коренные леса. За последние 15 лет произошло увеличение лесопокрытых площадей за счет восстановления лесов на залежных землях. Изменилась структура лесопокрытых площадей: доля мелколиственных лесов с участием хвойных и широколиственных пород, сформировавшихся на старых вырубках увеличилась с 30 до 45%. В южной части полигона под воздействием рубок сократилась доля хвойных и хвойно-мел-колиственных лесов соответственно с 6 и 19% до 5 и 17%. В настоящее время лесистость полигона составляет около 42%. Выявленные изменения структуры растительного покрова полигона вызывают необходимость обновления карты растительности. В очередные задачи входит также разработка новой электронной версии блока «Растительность» в системе ГИС;
- комплексные исследования долинных лугов, включая наземное спектрометрирование, показали возможность и ограничения в использовании нормализованного разностного вегетационного индекса NDVI для определения фитомассы, изучения их сезонной и многолетней динамики. Выявленный характер зависимости значений NDVI от величины сырой фитомассы позволяет их применять с учетом поправок в период обильного цветения доми-нантов. Ограничения вызваны большими погрешностями при исследовании высокопродуктивных лугов, величина сырой фитомассы которых более 2 кг/м2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алексеев А.И., Молева Н.М., Низовцев В.А., Глушкова В.Г., Ким Э.В. и др. Край наш Московский: история, природа, современность. М.: Экопрос, 1997. 240 с.
Виноградова Ю.К., Майоров С.Р., Хорун Л.В. Черная книга флоры Средней России. М.: ГЕОС, 2009. 494 с.
Гаврилова И.П., Герасимова М.И., Исаченкова Л.Б. Почвы и почвенный покров Сатинского полигона // Общегеографическая практика в Подмосковье. М.: Геогр. ф-т МГУ, 2007. С 147-176.
Егорова Н.А., Таскаева Н.Я. Флора и краткий обзор растительности района Сатинской географической станции Московского государственного университета. М.: Изд-во Моск. унта, 1972. 116 с.
Замесова Е.Ю., Серегин А.П. Новые флористические находки и изменение состава флоры Сатинского учебного полигона за 30 лет // Экосистемы широколиственно-хвойных лесов южного Подмосковья. М.: Геогр. ф-т МГУ, 2006. С. 120-122.
Кадетов Н.Г. Некоторые итоги инвентаризации флоры окрестностей Сатинской учебно-научной станции географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова // Бюл. Брянского отд. РБО. 2017. № 4(12). С. 13-15.
Калужская флора: аннотированный список сосудистых растений Калужской области / Под ред.: Н.М. Решетниковой, С.Р. Майорова, А.К. Скворцова и др. М.: Т-во науч. изд. КМК, 2010. 548 с.
Лурье И.К., Микляева И.М., Михайлов Д.И., Огуреева Г.Н., Суслова Е.Г. Использование ГИС-технологий для исследования и картографирования растительности Московского региона // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2006. № 4. С. 40-45.
Микляева И.М., Вахнина О.В. Фитомасса долинных лугов. Взаимосвязь с величиной вегетационного индекса (по результатам наземного спектрометрирования) // Использование и охрана природных ресурсов в России. Научно-информационный и проблемно-аналитический бюл. М.: НИА-Природа, 2016. № 4. С. 29-35.
Работнов Т.А. Луга как биогеоценозы // Проблемы биоге-оценологии. М.: Наука, 1973. С. 189-197.
Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М.: Гос. изд-во с.-х. лит-ры, 1956. 472 с.
Суслова Е.Г. Основные закономерности распределения растительных сообществ Сатинского учебного полигона и их эколого-фитоценотический анализ // Мат-лы географических исследований Сатинского учебного полигона и смежных территорий в бассейне Средней Протвы (депонировано ВИНИТИ -№ 4550-77). М.: ВИНИТИ, 1977. Т. 3. С. 100-122.
Таскаева Н.Я., Егорова Н.А., Соколова Н.Л., Огуреева Г.Н., Суслова Е.Г. Дополнение к флоре Сатинского учебного полигона географического факультета Московского государственного университета. М.: Геогр. ф-т МГУ, 1979. 13 с.
Поступила в редакцию 02.03.2018 Принята к публикации 21.05.2018
I.M. Miklyaeva1, N.G. Kadetov2, E.G. Suslova3, O.V. Vakhnina4
LONG-TERM DYNAMICS OF VEGETATION COVER WITHIN THE SATINO TRAINING AND RESEARCH STATION AREA
Specific features of flora and plant communities dynamics of the of the Satino training and research station of the MSU Faculty of Geography (Borovsk raion of the Kaluga oblast) are considered for a fifty-year period, including the results of nine-year long studying of seasonal dynamics and fluctuations of different types of meadows in the valley of the Protva River and the resulting changes in the phytomass and the NDVI values, obtained by terrestrial spectrometry.
Basing on the received materials, the database on the dynamic state of various components of vegetation cover of the area has been compiled and is constantly augmented. The data are used during the training of the first-year students of the Faculty of Geography and will become a basis for the legend of the updated vegetation cover map.
Key words: flora and vegetation monitoring, phytodiversity, actual state of vegetation, seasonal dynamics of meadows, meadows fluctuations, NDVI.
1 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Department of Biogeography, Associate Professor, PhD in Geography; e-mail: inessa-miklyaeva@yandex.ru
2 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Department of Biogeography, Scientific Researcher, Master of Geography; e-mail: biogeonk@mail.ru
3 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Department of Biogeography, Associate Professor, PhD in Geography; e-mail: lena_susl@mail.ru
4 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Department of Cartography and Geoinformatics, Laboratory of Aerospace Methods, Scientific Researcher; e-mail: vachnina-ov@yandex/ru
REFERENCES
Alekseev A.I., Moleva N.M., Nizovtsev VIA., Glushkova V.G., Kim E. V. et al. Krai nash Moskoskii: istoiya, priroda, sovremennost' [Our Moscow land: history, nature and the present]. M.: Ecopros, 1997. 240 p. (in Russian).
Egorova N.A., Taskaeva N.Ya. Flora i kratkii obzor rastitel'nosti raiona Satinskoi geograficheskoi stantsii Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta [Flora and a short review of vegetation of the area of the Satino geographical station of the Moscow State University]. M.: Izd-vo Mosk. un-ta, 1972. 116 p. (in Russian).
Gavrilova I.P., Gerasimova M.I., Isachenkova L.B. Pochvy i pochvennii pokrov Satinskogo poligona [Soils and soil cover of the Satino training station area] // Obshchegeograficheskaya praktika v Podmoskov'e. M.: Geogr. f-t MGU, 2007. P. 147-176 (in Russian).
Kadetov N.G. Nekotorye itogi inventarizacii flory okrestnostej Satinskoj uchebno-nauchnoj stancii geograficheskogo fakulteta MGU imeni M.V.Lomonosova [Some results of flora inventarization in the vicinity of the Satino training and research station (Faculty of Geography, Lomonosov Moscow State University)] // Bul. of Bryansk dpt. of RBS. 2017. № 4(12). P. 13-15 (in Russian).
Kaluzhskaya flora: annotirovannyi spisok sosudistykh rastenii Kaluzhskoi oblasti [Flora of the Kaluga oblast: annotated list of vascular plants] / Pod red. N.M. Reshetnikovoi, S.R. Maiorova, A.K. Skvortsova i dr. M.: T-vo nauch. izd. KMK. 2010. 548 p. (in Russian).
Lurie I.K., Miklyaeva I.M., Mikhailov D.I., Ogureeva G.N., Suslova E.G. Ispolzovanie GIS-tekhnologii dlya issledovaniya i kartografirovaniya rastitel'nosti Moskovsogo regiona [Application of GIS technologies for studying and mapping of the vegetation of the Moscow region] // Vestnik. Mosk. Un-ta. Ser. 5. Geogr. 2006. № 4. P. 40-45 (in Russian).
Miklyaeva I.M., Vakhnina O.V Fitomassa dolinnykh lugov. Vzaimosvyaz' s velichinoi vegetatsionnogo indeksa (po rezul'tatam nazemnogo spektrometrirovaniya) [Plant biomass of valley meadows. Correlation with the vegetation index values (on the results of the ground spectrometry)] // Ispol'zovanie i okhrana prirodnykh
resursov v Rossii. Nauchno-informatsionnyi i problemno-analiticheskii byulleten'. M.: Izd-vo NIA-Priroda. 2016. № 4. P. 2935 (in Russian).
Rabotnov T.A. Luga kak biogeotsenozy [Meadows as biocenoses] // Problemy biogeotsenologii. M.: Nauka, 1973. P. 189197 (in Russian).
Ramenskii L.G., Tsatsekin I.A., Chizhikov O.N., Antipin N.A. Ekologicheskaya otsenka kormovykh ugodii po rastitel' nomu pokrovu [Ecological assessment of forage lands by their vegetation cover]. M.: Gos. izd-vo. s-kh. lit-ry, 1956. 472 p. (in Russian).
Suslova E.G. Osnovnye zakonomernosti raspredeleniya rastitel'nykh soobshchestv Satinskogo uchebnogo poligona i ikh ecologo-fitotsenoticheskii analiz [Regular patterns of spatial distribution of plant communities over the Satino training station area and their ecological-phytocenological analysis] // Materialy geograficheskikh issledovanii Satinskogo uchebnogo poligona i smezhnykh territorii v basseine Srednei Protvy (dep. VINITI -№ 4550-77). M.: VINITI, 1977. T. 3. P. 100-122 (in Russian).
Taskaeva N.Ya., Egorova N.A., Sokolova N.L., Ogureeva G.N., Suslova E. G. Dopolnenie k flore Satinskogo uchebnogo poligona geograficheskogo fakul'teta Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta [Additions to the flora of the Satino training station area (Faculty of Geography, Moscow State University)]. M., 1979. 13 p. (in Russian).
Vinogradova Yu.K., MaiorovS.R., KhorunL.V. Chernaya kniga flory Srednei Rossii: chuzherodnye vidy rastenii v ecosistemakh Srednei Rossii [Black book of the Central Russia flora: invasive plant species in the ecosystems of Central Russia]. M.: GEOS, 2010. 512 p. (in Russian).
Zamesova E.Yu., Seregin A.P. Novye floristicheskie nakhodki i izmenenie sostava flory Satinskogo uchebnogo poligona za 30 let [New floristic discoveries and the changes of flora composition within the Satino training station area over 30 years] // Ekosistemy shirokolistvenno-khvoinykh lesov yuzhnogo Podmoskov'ya. M.: Geogr. f-t MGU, 2006. P. 120-122 (in Russian).
Received 02.03.2018 Accepted 21.05.2018
