CC BY
65
УДК 581.95+633.2.03 ББК 28.080.3
Герасимова (Старичкова) К.А., Голуб В.Б., Бармин А.Н., Иолин М.М., Сорокин А.Н. ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В СРЕДНЕЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНОЙ ДЕЛЬТЫ Р. ВОЛГИ I. ДИНАМИКА ФЛОРЫ
Gerasimova (Starichkova) K.A., Golub V.B., Barmin A.N., Iolin M.M., Sorokin A.N. ESTIMATION OF VEGETATION CHANGES IN THE MIDDLE PART OF EASTERN VOLGA RIVER DELTA
I. DYNAMICS OF FLORA
Ключевые слова: дельта р. Волги, луга, динамика флоры. Keywords: Volga river delta, meadows, dynamics of flora.
Аннотация: были проведены учеты состава травостоя в средней части восточной дельты р. Волги в 1979, 1980, 1981, 2011 гг. на 486-и пробных площадках. Изменение состава флоры свидетельствует о снижении пастбищной нагрузки, уменьшении засоления почвы и интенсивности сенокосного использования лугов, одновременно с увеличением воздействия пиро-генного фактора.
Annotation: grass composition in the middle part of the eastern Volga river delta surveys were carried out in 1979, 1980, 1981, and 2011 on the 486 sample plots. Changing the composition of flora shows a decline of grazing impact, reducing the salinity of the soil and the intensity of the use of hay meadows, increasing exposure of the pyrogenic factor at the same time.
Введение
В результате гидростроительства к началу 70-х годов прошлого века в бассейне р. Волги сохранился лишь один крупный регион с естественной пойменной растительностью. Это Волго-Ахтубинская пойма и дельта р. Волги. Существование здесь в зоне пустыни азональных сообществ с луговой, болотной и лесной растительностью обусловлено регулярными специальными попусками воды в нижний бьеф Волгоградского гидроузла. Эти искусственные попуски заменили естественные половодья, которые отличались большей продолжительностью и более высоким подъемом воды. Двумя другими важнейшими факторами, определяющими характер растительного покрова долины Нижней Волги, являются сенокошение и выпас скота.
Значительный интерес представляет периодическая оценка изменений растительности долины Нижней Волги под воздействием антропогенных и природных факторов. Такая оценка для растительности Волго-Ахтубинской поймы была сделана нами в серии публикаций [1-5]. В данной статье мы приводим результаты исследований по изучению динамики растительности в средней
части восточной дельты р. Волги.
Материал и методика
В 1979 г. в восточной части дельты р. Волги (рисунок 1) на нескольких трансек-тах была заложена на расстоянии 15 м друг от друга серия пробных геоботанических площадок 2 х 2 м. Площадки располагали только на экотопах, испытывающих влияния половодий: они либо затапливались, либо подтапливались во время половодий. На вершинах и высоких участках склонов бэров-ских бугров, не подверженных воздействию половодий, пробные площадки не закладывали.
Высоты пробных площадок над меженью реки были определены с помощью нивелира. Их положение и линии трансект были нанесены на топографическую карту масштаба 1:2000. Кроме того, чтобы трансекты легче было найти, в 1979 г. в концевых их частях были вкопаны металлические трубы.
Геоботанические описания площадок проводили в 1979, 1980, 1981 и 2011 гг. Во все годы описания осуществлялись в августе. Полностью сопоставить описания в 2011 г.
7777 - бэровские бугры • • • • - геоботанические площадки
Рисунок 1 - Схематическая карта района проведения исследований
оказалось возможным на 486 пробных площадках. Разумеется, абсолютно точно пробные площадки в разные годы учетов не совпадали по своему положению. Но для статистических оценок, которые мы приводим ниже, это не имеет значения.
Названия сосудистых растений мы даем по их списку в базе «Flora Europaea» [8], помещенной на сайте Эдинбургского королевского ботанического сада: http://rbg-
web2.rbge.org.uk/FE/fe.html. В случае их отсутствия в этой базе растения называем с указанием авторов. Мхи и лишайники, зафиксированные в 1980 и 1981 гг., перед обработкой были удалены из описаний, поскольку в 1979 и в 2011 гг. их присутствие на геобо-танических площадках не регистрировали.
Для названий некоторых таксонов необходимо сделать пояснения. Мы плохо различали в вегетативном состоянии ряд растений, особенно, если они находились в ювенильной стадии развития. Поэтому в качестве названий таксонов использовали агрегации видов.
Bidens tripartita + B. frondosa. Преиму-
щественно во все годы учетов это была B. frondosa.
Teutliopsis sect. (Atriplex micrantha+ A. prostrata) + A. aucheri. При этом преимущественно это был вид A. prostrata.
Cuscuta sp. - группа видов: Cuscuta approximata, C. campestris, C. europaea.
Eleocharis palustris + E. uniglumis.
Glyceria arundinacea + G. maxima.
Suaeda confusa + S. maritima ssp. salsa.
Typha angustifolia s. l. (incl. T. austro-orientalis Mavrodiev).
Rorippa palustris + R. brachycarpa.
Xanthium strumarium s. l. включает X. strumarium и X. strumarium ssp. strumarium x X. strumarium ssp. italicum.
Scirpus lacustris agr. (Scirpus lacustris +
S. hippolyti).
При анализе динамики флоры мы ограничили список видов только теми, встречаемость которых в геоботанических описаниях хотя бы в каком-либо году наблюдений превышала 5%. При анализе видов-доминантов к их числу формально относили один вид, отмеченный на площадке с наибольшим обили-
ем. Если равное большое обилие имели два или большее число видов, то выбирали первый по алфавиту. Для сопоставления домина-тов за разные годы мы взяли только те из них, которые встретились чаще, чем в 10% описаний хотя бы в одном из годов наших учетов.
Данные о метеорологических и гидрологических факторах получены в Астраханской гидрометеообсерватории. За объем половодий мы условно принимаем сток воды в створе Волгоградской ГЭС в течение второго квартала, в период которого проводятся специальные попуски воды в нижний бьеф Волгоградского гидроузла [6].
Косвенно о пастбищной нагрузке мы судим по количеству поголовья скота в Астраханской области.
Результаты
Прежде всего, обратим внимание на изменения экологических условий в регионе наших исследований. Осадков в 2002-2011 гг. стало выпадать несколько больше, чем в десятилетие, включавшее учеты в 1979-1981 гг.; повысились среднегодовые температуры и среднегодовые суммы температур за вегетационный период; возрос объем водного стока за год и за второй квартал (таблица 1). Можно сказать, что в целом увлажнение учетных площадок увеличилось.
Резко сократилось поголовье скота, как в целом по Астраханской области, так и в регионе проведения исследований. Молочнотоварная ферма, отмеченная на карте (см. рисунок 1), перестала существовать. Изменились и особенности сенокосного использования угодий. Если раньше для заготовки сена в районе расположения трансект выкашивали всю площадь, то теперь траву скашивают выборочно. Участки с преобладанием грубостебельных плохо поедаемых трав, таких как Phragmites australis, Typha angustifolia s. l., Scirpus lacustris agr., Glycyrrhiza glabra, перестали скашивать. Зимой и ранней весной нескошенную траву, как правило, сжигают. Так, по нашим наблюдениям в апреле 2011 г. нескошенный в предыдущий год травостой был выжжен, одновременно с ним была сожжена и значительная часть стерни на скошенных участках.
Что касается метеорологических и гидрологических условий в годы учетов, то сле-
дует отметить, что половодье 2011 г. было самым маломощным в годы учетов, зато количество осадков, выпавших перед началом геоботанических описаний пробных площадок, в этом году было самым большим (таблица 2).
Изменения флористического состава на учетных площадках в 1979, 1980, 1981 гг. можно трактовать как флуктуационные. Изменения, значительно превосходящие эти флуктуации, произошедшие к 2011 г., можно условно относить к сукцессионным.
Количество видов и их агрегаций, встречаемость которых хотя бы в одном из лет учетов превышала 5%, составило 76 (таблица 3). Во многих случаях колебания значений их представленности можно квалифицировать как флуктуирующие. Однако, существуют изменения встречаемости ряда таксонов, которые, по нашему мнению, можно трактовать как отражающие долговременные направленные изменения.
Прежде всего, следует отметить резкое уменьшение представленности к 2011 г. одно-, двулетних растений. Среди них можно выделить две группы: пастбищно-
рудеральные (Echinochloa crus-galli, Bidens tripartita + B. frondosa, Xanthium strumarium s. l., Teutliopsis sect. + A. aucheri, A. tatarica, Euphorbia chamaesyce, Solanum nigrum, Eriochloa succincta, Amaranthus retroflexus) и галофиты (Chenopodium rubrum, Suaeda confusa + S. maritima ssp. salsa, Crypsis schoenoides, C. aculeata, Atriplex intracontinentalis Sukhor., Salicornia prostrata, Bassia hyssopifolia). Некоторые из названных растений можно отнести и к той, и другой группе одновременно (Chenopodium rubrum, Crypsis schoenoides, C. aculeata). Уменьшение встречаемости этих растений можно объяснить снижением пастбищной нагрузки и засоления почвы. Сокращение встречаемости одно- и двулетних растений на достаточно хорошо увлажняемых экотопах можно также приписать регулярному сжиганию остатков нескошенного травостоя. При таких пожарах затрудняется возобновление этих растений, так как гибнут их плоды и семена, находящиеся на растениях, или лежащие на поверхности почвы.
Годы м м в, вок дка с о а S S у с яян д е Л С Среднегодовая температура, °С Среднегодовая сумма температур более 10°С Гидротермический коэффициент по Г.Т. Селянинову Объем водного стока в створе Волгоградской ГЭС, км3 Максимальный уровень подъема воды по рейке водомерного поста в Астрахани, см Поголовье скота в Астраханской обл., тыс. усл. голов крупного рогатого скота
за год за период с температурами более 10°С
за год за второй квартал
1972- 1981 156.9 118.1 10.0 3661 0.32 232 93 247 564
2002- 2011 189.9 134.6 11.4 4127 0.33 245 112 307 381
Примечание. Температуры и осадки приводятся по г. Астрахань.
Таблица 2 - Метеорологические и гидрологические показатели в годы проведения
исследований на учетных площадках
Год Объем водного стока в створе Волгоградской ГЭС, км3 Максимальный уровень подъема воды по рейке водомерного поста в г. Астрахань, см Сумма осадков за І-УІІ месяцы (по г. Астрахань), мм
за год за второй квартал
1979 320 146 355 106
1980 247 83 235 68
1981 293 128 288 113
2011 201 77 241 245
Таблица 3 - Встречаемость видов растений и их агрегаций, %
Год 1979 1980 1981 2011
Bolboschoenus glaucus 61 63 67 39
Eleocharis palustris +E. uniglumis 55 59 65 68
Phalaris arundinacea 52 54 54 44
Echinochloa crus-galli 51 43 50 1
Bidens tripartita + B. frondosa 48 63 73 <1
Teutliopsis sect. + A. aucheri 44 48 53 2
Oenanthe aquatica 44 48 53 1
Xanthium strumarium s. l. 39 53 53 5
Rorippa palustris +R. brachycarpa 42 37 49 1
Cirsium arvense 22 17 15 46
Rubia tatarica 41 38 40 48
Althaea officinalis 40 41 51 44
Lythrum virgatum 34 39 43 46
Год 1979 1980 1981 2011
Crypsis schoenoides 38 29 31 1
Polygonum arenarium spp. pulchellum 37 37 12 15
P. amphibium 25 29 32 16
Lysimachia vulgaris 24 20 28 21
Stachys palustris 24 21 25 33
Rumex stenophyllus 23 41 33 0
Aeluropus pungens 21 21 22 18
Sonchus arvensis 21 22 19 29
Chenopodium polyspermum 19 7 16 4
Hierochloe repens 18 21 23 22
Chenopodium rubrum 17 6 19 <1
Elymus repens 16 18 16 29
Alisma lanceolatum 16 37 49 39
Euphorbia esula spp. esula 15 17 13 24
Butomus umbellatus 14 25 39 8
Glyceria arundinacea + G. maxima 14 24 0 15
Suaeda confusa + S. maritima ssp. salsa 14 11 10 2
Argusia sibirica 13 10 12 11
Phragmites australis 12 11 12 29
Glycyrrhiza echinata 12 11 15 12
Eleocharis acicularis 11 19 22 11
Agrostis stolonifera 11 13 17 1
Cuscuta sp. 11 12 3 9
Lythrum salicaria 10 11 15 10
Lepidium latifolium 10 13 13 13
Inula britannica 9 21 41 27
Polygonum minus 9 27 31 9
Juncus gerardi 9 9 9 1
Atriplex tatarica 9 8 6 1
Mentha arvensis 8 13 20 3
Senecio jacobaea 8 11 9 3
Euphorbia palustris 8 5 8 10
Glycyrrhiza glabra 8 7 5 10
Solanum nigrum 8 7 5 0
Dodartia orientalis 7 6 7 8
Eremopyrum triticeum 7 8 7 8
Euphorbia chamaesyce 7 5 6 <1
Thalictrum flavum 7 8 6 11
Achillea cartilaginea 7 6 10 19
Alisma gramineum 6 35 38 1
Polygonum hydropiper 6 28 21 18
Plantago major 6 14 17 <1
Rorippa amphibia 6 7 13 2
Atriplex intracontinentalis Sukhor. 6 5 3 0
Gratiola officinalis 5 7 10 10
Carex acuta 5 6 6 5
Typha angustifolia 5 22 37 38
Crypsis aculeata 5 4 4 1
Год 1979 1980 1981 2011
Eriochloa succincta 5 4 7 <1
Bassia hyssopifolia 4 6 4 <1
Calystegia sepium 4 4 5 25
Scirpus lacustris agr. 3 5 6 30
Sparganium erectum 3 10 15 6
Convolvulus arvensis 3 4 4 12
Galium palustre 3 6 3 <1
Aster tripolium ssp. pannonicus 3 9 5 1
Cynodon dactylon 3 3 5 3
Petrosimonia oppositifolia 3 5 4 2
Descurainia sophia 1 4 3 9
Scutellaria hastifolia 1 1 1 8
Lemna trisulca 0 3 7 0
Lepidium perfoliatum 0 7 3 12
Marsilea quadrifolia 0 0 1 16
Уменьшилась к 2011 г. встречаемость и некоторых многолетников (Alisma
gramineum, Rumex stenophyllus, Juncus
gerardii, Agrostis stolonifera, Plantago major). Первые три тяготеют к засоленным почвам, последнее - типичное пастбищное растение.
Среди видов, увеличивших свою встречаемость, следует указать Phragmites
australis, Scirpus lacustris agr., Cirsium arvense, Calystegia sepium, Convolvulus
arvensis, Marsilea quadrifolia, Lepidium perfoliatum, Descurainia sophia. Первые три вида встречаются чаще по причине того, что участки с их большим обилием перестали косить. Marsilea quadrifolia оптимальные условия находит под пологом Phragmites australis и Scirpus lacustris agr. , что и привело к ее распространению на трансектах. Встречаемость Calystegia sepium и Convolvulus arvensis также увеличилась за счет Phragmites
australis и Scirpus lacustris agr. , так как они служат опорой для этих лиан.
Эфемеры Lepidium perfoliatum и Descurainia sophia произрастают на шлейфах бэровских бугров. Повышение их встречаемости можно связать с уменьшением пастбищной нагрузки на этих экотопах, которые особенно сильно подвергались выпасу в 1979-1981 гг., поскольку во время половодий только на буграх Бэра можно было осуществлять выпас скота. Способствовать высокой встречаемости эфемеров в 2011 г. могло также большое количество осадков в год последних учетов на трансектах.
Что касается состава доминантов растительных сообществ, то изменение их состава также свидетельствует о снижении засоления почвы, отражающееся на уменьшении встречаемости среди них Crypsis schoenoides, Bolboschoenus glaucus и сокращении пастбищного и сенокосного использования угодий (падение встречаемости среди доминантов Echinochloa crus-galli и значительное увеличение представленности Phragmites australis, Typha angustifolia s. l.). Последние два растения очевидно стали вытеснять из числа доминантов Phalaris arundinacea, который лучше переносил ежегодное удаление надземной массы при сенокошении, чем тростник и рогоз. Elymus repens стал чаще входить в число доминантов на тех местах, где ранее господствовали Crypsis schoenoides и Bolboschoenus glaucus (таблица 4).
В итоге следует отметить, что процессы, происходящие в разных частях долины Нижней Волги, имеют различную направленность. Если в северной части поймы происходят явные процессы ксерофитизации растительного покрова, его насыщение руде-ральными и пастбищными растениями, то в дельте р. Волги - наоборот: увеличивается представленность гигрофитных растений и уменьшается доля рудеральных и пастбищных видов.
Благодарности
Исследования выполнены при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 12-04-32202).
Год 1979 1980 1981 2011
Phalaris arundinacea 18 17 19 5
Aeluropus pungens 13 14 13 10
Rubia tatarica 13 8 10 15
Crypsis schoenoides 11 10 8 <1
Eleocharis palustris + E. uniglumis 10 6 13 11
Echinochloa crus-galli 8 13 9 <1
Elymus repens 6 4 4 17
Bolboschoenus glaucus 4 4 15 1
Phragmites australis 1 1 2 23
Typha angustifolia s. l. <1 1 2 12
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Голуб, В.Б., Бармин, А.Н., Иолин, М.М., Старичкова, К.А., Сорокин, А.Н., Шарова, И.С., Николайчук, Л.Ф. Оценка динамики растительности южной части Волго-Ахтубинской поймы на трансекте в районе села Хошеутово // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. № 5. - С. 107-113.
2. Голуб, В.Б., Бондарева, В.В., Сорокин, А.Н., Бармин, А.Н., Иолин, М.М, Николайчук, Л.Ф. Динамика луговой растительности северной части Волго-Ахтубинской поймы (19282009 гг.) 1. Динамика флоры // Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева. Серия «Экология». - Тольятти: ВУиТ, 2011. Вып. 12. - С. 110-120.
3. Голуб, В.Б., Бондарева, В.В., Сорокин, А.Н., Бармин, А.Н., Иолин, М.М., Николайчук, Л.Ф. Динамика луговой растительности северной части Волго-Ахтубинской поймы (19282009 гг.) 2. Динамика растительных сообществ // Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева. Серия «Экология». - Тольятти: ВУиТ, 2011. Вып. 12. - С. 120-130.
4. Иолин, М.М., Сорокин, А.Н., Старичкова, К.А., Бармин, А.Н., Николайчук, Л.Ф., Голуб, В.Б. Оценка динамики растительности Волго-Ахтубинской поймы на трансекте в районе с. Капустин Яр // Поволжский экологический журнал. - 2011. - № 4. - С. 431-442.
5. Старичкова, К.А., Бармин, А.Н., Иолин, М.М., Шарова, И.С., Сорокин, А.Н., Николайчук, Л.Ф., Голуб, В.Б. Оценка динамики растительности на трансекте в северной части Волго-Ахтубинской поймы // Аридные экосистемы. - 2009. T. 15. - № 4 (40). - C. 36-48.
6. Грин, Г.Б. Попуски в нижние бьефы. - М.: Энергия, 1971. - 95 с.
7. Flora Europaea. Royal Botanic Garden Edinburgh. 2010. Published on the Internet. http://rbg-web2.rbge.org.uk/FE/fe.html, accessed July 2010.
