Научная статья на тему 'Мониторинг эколого-физиологических показателей растительности в рекреационной зоне озера Тус Ширинской озерно-котловинной степи'

Мониторинг эколого-физиологических показателей растительности в рекреационной зоне озера Тус Ширинской озерно-котловинной степи Текст научной статьи по специальности «Сельское и лесное хозяйство»

CC BY
9
0
Поделиться

Аннотация научной статьи по сельскому и лесному хозяйству, автор научной работы — Г. Д. Рудакова, Т. М. Зоркина

Прибрежная растительность озера Туе подвержена рекреационной нагрузке, которая отражается на их биологических и эколого-физиологических характеристиках.

Похожие темы научных работ по сельскому и лесному хозяйству , автор научной работы — Г. Д. Рудакова, Т. М. Зоркина,

The coastal vegetation of Tus is subject to recreational loading which is reflected in their biological and ecological characteristics

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Мониторинг эколого-физиологических показателей растительности в рекреационной зоне озера Тус Ширинской озерно-котловинной степи»

3. Czyzewska K. Syntaksonomia srodl^dowych, pionierskich muraw napiaskowych // Monogr. Bot., 1992. - No 74.

4. Czyzewska K., Olaczek R. Belchatowski Okr^g Przemyslowy w badaniach Instytutu Biologii Srodowiskowej Uniwersytetu Lodzkiego // Acta Univ. Lodz., Folia Sozol., 1983. - No 1. - C. 89-123.

5. Kobendzina J., Kobendza R. Rozwiewanie wydmy Puszczy Kampinoskiej. - Wydmy srodl^dowe Polski. - Warszawa: PWN, 1958.

6. Marshall J. K. Corynephorus canescens (L.) Beauv // J. Ecol., 1967. - No 55. - C. 207-220.

7. Matuszkiewicz W. Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roslinnych Polski. - Warszawa: PWN,

2001.

8. Rahmonov O. Relacje pomi^dzy roslinnosci^ a gleb^ w inicjalnej fazie sukcesji na obszarach pias-zczystych. - Katowice: US, 2007. - 198 c.

9. Rychnovska-Soudkova. Corynephorus canescens (L.) P. Beauv. (Physiologisch-ökologische Studie einer Pflanzenart). - Rozpr. Ceskoslov. Akad. Ved., 1961. - No 71. - C. 1-84.

10. Szczypek T., Wach J., Wika S. Zmiany krajobrazow Pustyni Bl^dowskiej. - Sosnowiec: WNoZ US, 1994. - 87 c.

11. Zielinska J. Porosty Puszczy Kampinoskiej // Monogr. Bot., 1967. - No 24. - 130 c.

УДК 502.7(571.513)

МОНИТОРИНГ ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В РЕКРЕАЦИОННОЙ ЗОНЕ ОЗЕРА ТУС ШИРИНСКОЙ ОЗЕРНО-КОТЛОВИННОЙ СТЕПИ

Г.Д. Рудакова1, Т.М. Зоркина2

'Красноярский государственный университет, Россия, г. Красноярск, galunchik-hart@mail.ru 2Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, Россия, г. Абакан

Прибрежная растительность озера Тус подвержена рекреационной нагрузке, которая отражается на их биологических и эколого-физиологических характеристиках.

The coastal vegetation of Tus is subject to recreational loading which is reflected in their biological and ecological characteristics

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Введение

В России засолению подвержено около 10% всей территории, сосредоточены в основном в Поволжье и Западной Сибири. Данные территории слабо изучены, так как отличаются низкой продуктивностью и в сельском хозяйстве используются слабо. Исследуемый район расположен в Ширинской котловинной степи с большим количеством озер разной степени засоления и характеризуется резкоконтинентальным климатом. Особенно интересны растительность и почвы минерализованных озер, так как они испытывают сильную рекреационную нагрузку, которая отмечается значительным нарушением растительного покрова, связанным с выпасом скота и деятельностью человека. В результате исчезают основные виды растений, образующие растительные сообщества, снижается проективное покрытие, изменяются их структура, урожайность и качества почвы. Поэтому изучение биолого-экологических и физиологических особенностей растительности и почв имеет теоретическое и практическое значение, тем более, что 60% всей площади Хакасии используется в качестве кормовых угодий. С целью сохранения биоразнообразия уникальной территории необходимо детально изучать растительность и почвы, их состояние, динамику, устойчивость к экстремальным факторам, чтобы прогнозировать изменения и разрабатывать меры по улучшению. Цель работы - изучить эколого-физиологические особенности фитоценозов рекреационной зоны озера Тус.

Условия и методы исследования

Объектом исследования является растительность и ее эколого-биологические и физиологические особенности в рекреационной зоне озера Тус Ширинского района. Изучение растительных сообществ проводилось с 2005 по 2009 год согласно общесоюзной ин-

струкции геоботанических исследований (1984) [1] с дополнениями из методики «Фитоценология» (2003) [4] и «Экология растений» (2006) [5]. Растительность изучалась методом закладки стационарных площадок 10x10 м в направлении к северу и югу от зеркала воды озера: на северной стороне выбрано 4 участка, на южной - 3. Запасы фитомассы определяли методом укосов (1 м2) в четырехкратной повторности с последующим разделением на хозяйственно-ботанические группы: осоки, злаки, бобовые, полыни, остальное разнотравье. Каждая группа взвешивалась отдельно. Название фитоценозов дано по фито-топологической классификации, где доминирующие виды ставятся на первое место. Всего выделено 4 фитоценоза на северном склоне и 3 - на южном. Определение видового состава растений проводили по определителю растений юга Красноярского края под редакцией И.М. Красноборова (1979) [5]. Экологические группы выделили по методике А.В. Куми-новой (1974) [6], водный дефицит - по Е.П. Прокопьеву (1997) [8]. Определение засухоустойчивости определяли по формуле Ф.Я. Сказкина (1948) [9]:

Х=В*1000/А, где

А - исходный вес снопика;

Б - потеря влаги за 30, 60, 90 минут;

Х - количество потерянной воды в граммах на 1 кг сырой массы.

Химический анализ почв выполняли в агрохимической лаборатории аграрного факультета Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова. Математическая обработка урожайности проведена с помощью компьютерной программы Excel [3]. К примеру, НСР05ц/га за 2007 год на северном склоне составляет F1 - 1,5, F2 - 1,9, F3 - 3,1, F4 - 1,5; на южном склоне - F1 - 1,2, F2 - 2,4, F3 - 1,1.

Результаты и их обсуждение

На территории объекта исследования с северной стороны озера Тус наблюдается характерная смена почв: солончак типичный, луговой солончак, лугово-солончаковая почва и чернозем южный; на южном склоне - типичный солончак, лугово-болотный солончак и чернозем южный. К данным типам почв приурочены растительные сообщества (табл. 1).

Таблица 1

Химические свойства почв фитоценозов в окрестности озера Тус

Название фитоценоза, координаты Гумус, % Р Н Степень засоления,%

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

2007 2009 2007 2009 2007 2009

Северный склон

Деградированный (F0) (N 54044,826, E89057, 168) 0,96 0,89 8,0 8,1 2,183 2,301

Злаково-тростниково-разнотравный (F1) (N 54044,834, E89057, 160) 1,64 1,77 7,80 8,55 1,444 1,721

Ирисово-злаково- термопсисовый (F2) (N 54044,843, E89057, 149) 4,12 3,25 7,80 8,65 0,405 0,450

Овсяницево-полынный с кара-ганой (F3) (N 54044,889 E89057, 134) 3,84 3,27 7,30 7,5 0,214 0,249

Овсяницево-

ковыльно-

полынно-

лапчатковый с ка- 4,48 4,08 7,4 8,3 0,356 0,385

раганой (Б4) (К 54044,921

Е 89057, 109)

Южный склон

Солеросовый со

сведои изрежен-ный (Б0) (К 54043,445, Е89056, 1,1 1,27 8,4 7,9 3,501 3,43

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

908)

Тростниково-

осоково-

разнотравный (Б1) (К 54043,434 4,5 3,97 7,9 7,6 0,645 0,75

Е 89056, 910)

Овсяницево-

полынно-

эдельвейсовый(Р2) (К 54043,424 3,84 3,16 7, 4 8,2 0,21 0,19

Е 89056, 923)

Тырсово-полынно-

разнотравный (Б3) (К 54043,415 3,67 2,92 7,3 8,3 0,201 0,28

Е 89056, 935)

Во всех почвах наблюдается неравномерное распределение гумуса по профилю. Преимущественные запасы гумуса концентрируются в слое 0-20 см. Во втором фитоценозе северного склона ирисово-злаково-термопсисового (Р2) почвы отличаются наибольшим количеством гумуса, так как он достаточно увлажнены, менее засолены по сравнению с первым. Он имеет высокое проективное покрытие травостоя, четырехъярусную структуру, урожайность достигает 26,5 ц/га сухой массы. Высокому засолению соответствуют более высокие показатели рН среды. Однако наибольшее значение засоления и рН в Б0 деградированном фитоценозе.

На южном склоне в солеросовом со сведой (Б0) отмечается самая высокая степень засоления и низкое содержание гумуса. Тростниково-осоково-разнотравный (Б1) фитоценоз имеет четырехъярусную структуру, довольно высокий травостой, до 60 см, общее проективное покрытие до 90%, урожайность составляет 24,2 ц/га. Здесь мы наблюдаем наибольшее количество гумуса, резкое снижение засоления и рН среды. Остальные два фитоценоза (Б2 и Б3) являются степными, которые приуроченны к черноземам южным, к тому же тырсово-полынно-разнотравный (Б3) значительно защебнен. В них содержание гумуса колеблется в пределах от 3,6 до 3,84%, значительно снижается засоление. Такие показатели почв соответствуют черноземам южным, где расположена степная растительность с урожайностью от 9,7 до 13,4 ц/га сухой массы. Следует отметить, что значение рН среды и засоление на северном склоне увеличивается во всех растительных сообществах в 2009 году, на южном склоне отмечается подобная закономерность, кроме Б2, где повышается засоление за счет увеличения рекреационной нагрузки.

Разнообразный комплекс природных условий и рельефа озера Тус, а также разностороннее воздействие со стороны хозяйственной деятельности человека послужили причиной большого разнообразия растительных сообществ с неодинаковым водным дефицитом. Водный дефицит объединяет в себе потенциальную способность тканей к водонасыще-нию и реальный уровень их оводненности. Кроме того, величина водного дефицита

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

наиболее полно характеризует потерю воды листом и является ценным физиологическим показателем степени зависимости интенсивности фотосинтеза от обеспеченности влагой. В силу своей относительности он позволяет сравнивать между собой фитоценозы в период вегетационного сезона (рис. 1). В представленном сезонном ритме изучаемых нами фи-тоценозов видно, что динамика водного баланса растений в фитоценозах изменяется по месяцам и отличается в разные годы, что зависит от выпавших осадков, температурного режима, степени засоления, хозяйственной деятельности. Кроме того, водный баланс ухудшается от начала к концу вегетации в связи с возрастными изменениями листьев. За годы исследований водный дефицит на северном и южном склонах луговых фитоценозов (Б1сев., Б2сев., Б1южн.) находился в пределах нормы или незначительно повышен, так как в 2009 году отмечается повышенное засоление почвы и более высокая рекреационная нагрузка.

60 540

ч

о

северный склон

£

I

Ш

1

II

р

1

^ V

::: К\

12 3 4

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

фитоценоз

I июнь ЕЭ июль Ш август И сентябрь

60

,40

I

а20

0

южный СКЛОН

_

в

1

1 . 2 3

фитоценоз

Iиюнь Е3ав[ус1 Ысентябрь

А - 2007 год

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

1 2 3 4 1 2 3

фитоценоз фитоценоз

Шиюиь ЕЭ и юл ь ЕЗавгуст □ сентябрь Ниюнь Ииюль ^август Ысентябрь

Б - 2009 год

Рисунок 1. Водный дефицит прибрежной зоны озера Тус 2007-2009 гг.

Из физиологических особенностей можно сказать, что в данных фитоценозах доминируют мезофиты (к примеру в сев. Встречаются гидромезофиты - 30%, эумезофиты -54,7%, ксеромезофиты - 15,3%), для которых характерно свободное протекание водного обмена, в связи с произрастанием их в оптимальных условиях. Степные растительные сообщества как северного, так и южного склонов (Б3 сев., Б4 сев., 2 юж., Б3 юж.) имеют значения водного дефицита довольно высокие - от 38% до 45%. В них преобладают до 7072% ксерофитов и 25-28% ксеромезофитов, которые относятся к гидролябильным видам и характеризуются поэтому резкопеременным водным балансом.

Засухоустойчивость - это способность растений удерживать воду в клетках и тканях. Данный признак показывает способность растений выносить засуху (рис. 2).

л

I-

и

о

а ^

т

О ь

и >-

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

О

X >

и ГЗ ГО

330

Его

По

Р1 Злаково-тростниково-разнотравный

42,7 38,2

33,8 1 29,3

июнь

июль август сентябрь Месяц

Северный склон

Южный склон

50 40 30 20 10 0

Р1 Тростниково-осоково-разнотравный

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Овсяницево-полынно-эдельвейсовый

41,7 г> с л

19,1 18,9

50

40

30

20

10

43,6 39,8

20,4 22,3

1

июнь

июль Месяц

август сентябрь

июнь июль август сентябрь

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Месяц

50 40 30 20 10 0

РЗ Тырсово-полынно-разнотравный

38,7

30,6 29,5

июнь июль август сентябрь

Месяц

Рисунок 2. Засухоустойчивость растительных сообществ озера Тус.

Показатели засухоустойчивости изменяются по месяцам. На северном склоне злако-во-тростниково-разнотравный (F1) и ирисово-злаково-термосисовый (F2) фитоценозы лугового типа быстрее и в большем количестве отдают влагу на 1 кг сырой массы, следовательно, они менее засухоустойчивы. Более устойчивые фитоценозы к засухе это - овсяни-цево-полынный с караганой (F3) и овсяницево-ковыльно-полынно-лапчатковый с карага-ной (F4). Это типичные степные фитоценозы, где доминируют Festuca valesiaca, Stipa capillata, Artemisia frigida и Caragana pygmaea, которые отдают влагу в меньшем количестве и постепенно.

На южном склоне тростниково-осоково-разнотравный (F1) характеризуется меньшей засухоустойчивостью, так как располагается в более увлажненном месте, и может себе позволить отдать лишнюю влагу. А остальные два фитоценоза степного типа испаряют влагу достаточно резко в июле, а в последующие месяцы постепенно и экономно. Следовательно, они еще более засухоустойчивы.

Выводы

1. Выделенные растительные сообщества различны по эколого-физиологическим параметрам, приурочены к разным почвенным условиям и отличаются степенью рекреационной нагрузки. На северном склоне фитоценозы наиболее подвержены рекреационной нагрузке и достаточно засолены F0-F3. На южном склоне - F1 имеет самое высокое засоление, а степные фитоценозы F2 и F3 почти не засолены, испытывают меньшую рекреационную нагрузку.

2. Водный дефицит в первых фитоценозах северного и южного склонов находится в пределах нормы в 2007 и 2009 годах. В растительных сообществах степного типа отмечается значительное увеличение водного дефицита (до 45%). Засухоустойчивость луговых фитоценозов, находящихся вблизи озера, низкая, по сравнению со степными, которые расположены на выровненных плато или склонах.

3. Такие исследования помогут не только выявить, но и систематизировать растительные сообщества по степени рекреационной нагрузки и в дальнейшем наметить мероприятия по их использованию и восстановлению.

Список литературы

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

1. Гайдамака Е.И., Деркаева Н.Я., Черкесов А.М., Фриева Т.А. и другие. Общесоюзная инструкция по проведению геоботанического исследования природных кормовых угодий и составлению крупномасштабных геоботанических карт / Министерство сельского хозяйства СССР. - М.: Колос, 1984. - 105 с.

2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1968. - 335 с.

3. Егунова Н.А. Материалы по химическому анализу почв окрестностей озера Тус. - Абакан, 2006. - 30 с.

4. Зоркина Т.М. Фитоценология: учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальности 011600 - Биология. - Абакан: Изд-во Хакасского гос. ун-та им. Н.Ф. Катано-ва, 2003. - 48 с.

5. Красноборов И.М. Определитель растений юга Красноярского края. - Новосибирск: Наука, 1979.

6. Куминова А.В. Растительный покров Хакасии. - Новосибирск: Наука, 1976. - 273 с.

7. Ларин И.В. Луговодство и пастбищное хозяйство. - М.: Колос, 1975. - 167 с.

8. Прокопьев Е.П. Экология растений, ТГУ, 2001. - 330 с.

9. Сказкин Ф.Я., Ловчинская Е.И. Практические занятия по физиологии растений: Лабораторный практикум. - М.: Сов. наука, 1948. - 378 с.