CC BY
22
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 581.526.33 001: 10.24412/2071-6176-2021-1-20-28
РАЗНООБРАЗИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВОДОРАЗДЕЛЬНЫХ КАРСТОВЫХ БОЛОТ СРЕДНЕРУССКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ (НА ПРИМЕРЕ БОЛОТ У Д. ЯСНАЯ ПОЛЯНА, ТУЛЬСКАЯ
ОБЛАСТЬ)
Д.В. Зацаринная, Е.М. Волкова
Рассматривается разнообразие растительности водораздельных болот, сформировавшихся в депрессиях карстово-суффозионного происхождения у д. Ясная Поляна (Тульская область). Показано, что на небольших по площади болотах сформированы сообщества 16 ассоциаций и 1 безрангового сообщества, что отражают картосхемы растительного покрова.
Ключевые слова: болотные экосистемы, растительность болот, картографирование растительности, Тульская область.
Введение
Болотные экосистемы, особенно в слабозаболоченных регионах, являются центрами биологического разнообразия. Это проявляется не только в произрастании редких видов растений и грибов, обитании уникальных насекомых, но и в формировании разнообразных растительных сообществ [1 - 3].
Основной причиной ценотического разнообразия болот является характер водно-минерального питания. При доминировании в питании болота одного источника (грунтовые, делювиальные или атмосферные воды) растительность обычно гомогенна, в ее структуре наибольшую площадь занимают сообщества одной ассоциации [1]. При этом размеры болота и особенности микрорельефа поверхности влияют на характер увлажнения отдельных участков. В результате, растительность может быть представлена разными ассоциациями, которые формируются в близких условиях по трофности, но отличаются по режиму увлажнения. При смешанном питании горизонтальная структура растительности болот всегда является гетерогенной и может быть представлена не только разными ассоциациями и группами формаций, но и типами болотной растительности. Помимо режима увлажнения и питания, на гомогенность/гетерогенность растительного покрова оказывают влияние продолжительность развития болота, особенности его генезиса, что, в свою очередь, зависит от положения в рельефе и геологического строения территории. Совокупное взаимодействие указанных факторов определяет специфику растительности болот.
Водораздельные болота на Среднерусской возвышенности занимают небольшие площади (0,5 - 1 га), формируясь в депрессиях карстово-суффозионного происхождения. Питание болот происходит в результате выклинивания подземных вод, стекания делювиальных вод, а также атмосферных осадков. Доминирование минерализованных вод обусловливает эвтрофный характер растительности большинства карстовых болот. Переход на атмосферное питание способствует формированию мезо- и олиготрофной растительности, что свойственно сплавинным болотам.
Водораздельные карстовые болота достаточно часто встречаются на территории Тульской области: комплексы болот у п. Озерный -Ломинцево, у д. Лобынское (Ленинский р-н), у д. Ясная Поляна - болота Кочаки (Щекинский р-н), между п. Морковщино и Липки, у д. Быковка (Киреевский р-н), у д. Челюстино (Белевский р-н) и др.
Объекты и методы исследования
Объектом данного исследования явился комплекс болот Кочаки (у д. Ясная Поляна), который представляет собой цепочку из 4 карстовых болот (рис. 1, болота 1, 2, 3, 4), расположенных в 15 км к ЮЮЗ от г. Тулы. Окружающая территория представлена антропогенно нарушенными участками. Северная часть комплекса примыкает к д. Ясная Поляна, с юга и востока болота ограничены лесопосадками, а также участком Орловского шоссе, с запада - кладбищем «Кочаки». По данным ближайшей гидрорежимной скважины у д. Кочаки Щекинского района (примерно 3 км к ЮВ от изучаемых болот) средний за 1988 - 2008 гг, уровень грунтовых вод составляет 1,5 м.
Рис. 1. Схема комплекса болот Кочаки у д. Ясная Поляна
Торфяная залежь исследуемых объектов представлена сплавиной мощностью от 1 до 2,5 м, сложенной переходными и низинными видами торфа, за исключением болота 3. Для последнего характерна сплошная торфяная залежь мощностью 5,5 м [4].
Детальное изучение растительного покрова модельных болот выявило неоднородность их растительного покрова. Согласно эколого-фитоценотической классификации [1] растительность болот у Кочаки представлена 16 ассоциациями и 1 безранговым сообществом, относящимися к 11 формациям, 5 типам растительности.
На основе данной классификационной схемы космических снимков платформы Google Earth, а также полевой глазомерной съемки, нами были построены картосхемы растительного покрова исследуемых болот (рис. 2). Всего было выделено 18 картируемых единиц. Основной для них стали фитоценозы ранга ассоциации (1 - 16). Исключение составили 1 безранговое сообщество (см. табл.), а также открытые водные участки (18).
Классификационная схема растительности болот Кочаки
у д. Ясная Поляна
Классификационная схема № картируемой единицы
Тип - Древесный (Lignetion) Группа формаций - Эвтрофная Формация - Betuleta pubescentis асс. Betula pubescens - Phragmites australis 1
Тип - Древесно-моховой (Lignomuscetion) Группа формаций - Мезотрофная Формация - Betuleto-Sphagneta асс. Betula pubescens - Menyanthes trifoliata+Calla palustris -Sphagnum angustifolium +S. fallax асс. Betula pubescens - Carex lasiocarpa - S. fallax Группа формаций - Олиготрофная Формация - Betuleto-Sphagneta асс. Betula pubescens - Eriophorum vaginatum - S. angustifolium 2 3 4
Тип - Кустарниковый (Salicetion) Группа формаций - Эвтрофная Формация - Salicieta асс. Salix cinerea - Calla palustris 5
Общая биология
Продолжение таблицы
Классификационная схема № картируемой единицы
Тип - Гидрофильно-травяной (Humido-herbetion) Группа формаций - Эвтрофная Формация - Phragmiteta australis асс. Phragmites australis Формация - Scirpeta sylvaticis асс. Scirpus sylvaticus Формация - Typheta latifoliae асс. Typha latifolia 6 7 8
Тип - Гидрофильно-моховой (Humido-muscetion) Группа формаций - Мезотрофная Формация - Sphagneta teresi асс. Comarum palustre - Sphagnum teres Формация - Sphagneta falacis Формация - Sphagneta angustifoli асс. Comarum palustre - Sphagnum angustifolium асс. Molinia caerulea - Sphagnum angustifolium асс. Phragmites australis - Sphagnum angustifolium+S. fallax асс. Carex lasiocarpa - Sphagnum fallax+S. angustifolium Группа формаций - Олиготрофная Формация - Sphagneta angustifoli асс. Carex rostrata - Sphagnum angustifolium+S. fallax асс. Rhynchospora alba - Sphagnum angustifolium+S. fallax асс. Chamaedaphne calyculata+Oxycoccus palustris -Sphagnum angustifolium Безранговые сообщества - Andromeda polifolia - Sphagnum magellanicum+S. angustifolium 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Наиболее простым растительным покровом отличается болото 3 (рис. 2), для него было выделено всего лишь 3 картируемые единицы. Окрайкам соответствуют рогозовое с участием сабельника (субасс. Typha latifolia - Comarum palustre) ивово-травяное (асс. Salix cinerea - Calla palustris) сообщества, а в центральной, наиболее глубокой части, сформирован травяно-сфагновый фитоценоз (Comarum palustre - Sphagnum angustifolium) при участии Sphagnum squarrosum.
Остальные болота характеризуются более сложным растительным покровом, который формируется благодаря особенностям генезиса различных участков болот. Следует отметить, что все мезо-олиготрофные
сообщества произрастают на болотах или их участках со сплавинной торфяной залежью.
Рис.2. Картосхемы растительного покрова модельных болот (условные обозначения см. табл.)
Растительный покров самого крупного по площади (около 2 га) болота 4 (рис. 2) представлен сообществами, относящимися к пяти ассоциациям. Из них большую по площади часть занимают фитоценозы, требовательные к богатому водно-минеральному питанию.
Для окраинных частей характерна сплошная торфяная залежь, сложенная низинными видами торфа. Здесь сформированы евтрофные ивовые (асс. Salix cinerea - Calla palustris), травяные сообщества (асс. Typha latifolia, асс. Phragmites australis). С продвижением к центру они сменяются березово-тростниковым сообществом (асс. Betula pubescens -Phragmites australis), в составе которого присутствуют сфагновые мхи (Sphagnum angustifolium + S. squarrosum, редко Sphagnum russowii), приуроченные к кочкам. Формула древестоя 10Б, сомкнутость 0,4 - 0,5. Кустарниковый ярус хорошо выражен и представлен Salix cinerea.
В центральной части болота на сплавине сформировано олиготрофное березово-пушицево-сфагновое сообщество (асс. Betula pubescens - Eriophorum vaginatum - Sphagnum angustifolium) с вахтой. Рельеф этой части болота кочковатый. Кочки занимают 40 - 50 % и образованы пристволовыми повышениями березы и пушицей. Древостой представлен березой пушистой (сомкнутость 0,6 - 0,7, высота 18 - 20 м). Покрытие травяно-кустарничкового яруса составляет 55 - 65 %. Доминирует Eriophorum vaginatum (30 - 45 %), а в межкочьях Menyanthes trifoliata (20 %). Моховой покров имеет покрытие 45 - 55 %. По вершинам кочек произрастает Sphagnum centrale, по их склонам - Sphagnum angustifolium.
Болото 1 в исследуемом комплексе имеет минимальную площадь около 0,5 га. Тем не менее, разнообразие его растительного покрова не ниже, чем на предыдущем объекте (рис. 2). Узкая окраинная часть занята евтрофными ивово-травяным (асс. Salix cinerea - Calla palustris) и камышовым (асс. Scirpus sylvaticus) сообществами. При движении к центру болота они сменяются мезотрофным березово-осоково-сфагновым фитоценозом (асс. Betula pubescens - Carex lasiocarpa- Sphagnum fallax) со S. angustifolium и ивой. Высота берез 6 - 8 м, сомкнутость 0,3 - 0,4. Центральная часть болота представлена олиготрофными сообществами, которые занимают основную часть сплавины. Таковыми являются сообщества асс. Chamaedaphne calyculata + Oxycoccus palustris - Sphagnum angustifolium с участием Phragmites australis, Sphagnum magellanicum и молодой березой. Сомкнутость древесного яруса 0,1 - 0,2 при высоте 4-5 м. Для этого сообщества характерны крупные кочки (высота до 40 - 50 см, диаметр 1 - 2 м) с узкими (10 - 20 см) мочажинами между ними. Необходимо отметить, что тростник активно наступает на небольшую по площади ковровую часть сплавины, представленную очеретниково-осоково-сфагновым фитоценозом (асс. Rhynchospora alba + Carex rostrata +
Oxycoccus palustris - Sphagnum angustifolium +Sphagnum magellanicum). Количество кочек здесь уменьшается примерно до 20 %.
Растительный покров болота 2 (площадь около 1 га) имеет более сложную структуру (рис. 2). По окрайкам болота представлены ивово-травяные (асс. Salix cinerea - Calla palustris), травяные (асс. Comarum palustre) и березово-травяно-сфагновые (асс. Betula pubescens-Menyanthes trifoliata+Calla palustris-Sphagnum angustifolium +S.fallax) сообщества.
Небольшие озерки, происхождение которых, вероятно, связано с деятельностью человека, подвержены зарастанию сплавиной, которую формируют травяно-сфагновые фитоценозы (асс. Comarum palustre -Sphagnum teres). Зарастание озер происходит достаточно быстро. Так, в 2004 г. на болоте было отмечено 4 озерка, а спустя 2 года одно из них полностью затянулось сплавиной и зеркало воды исчезло [4]. Более крупное озеро в противоположной части болота зарастает сабельниковым сообществом (асс. Comarum palustre) с участием рогоза.
Центральная часть болота представлена разнообразными мезо- и олиготрофными сообществами: осоково-сфагновым (асс. Carex lasiocarpa -Sphagnum fallax+S. angustifolium), тростниково-сфагновым (асс. Phragmites australis-Sphagnum angustifolium+S. fallax), очеретниково-осоково-сфагновым (асс. Rhynchospora alba + Carex rostrata + Oxycoccus palustris -Sphagnum angustifolium + Sphagnum magellanicum), молиниево-сфагновым (Molinia caerulea - Sphagnum angustifolium) ценозоми. Последнее является достаточно редким для Тульской области. В составе сообществ, помимо Carex rostrata и Eriophorum angustifolium, встречаются редкие виды -Chamaedaphne calyculata, Oxycoccus palustris, Rhynchospora alba, Drosera rotundifolia, Sphagnum magellanicum.
Особо следует отметить формирование в центральной части сплавины безрангового олиготрофного сообщества Andromeda polyfolia -Sphagnum magellanicum + S. angustifolium. Популяция подбела на этом болоте является самой крупной в области из известных на сегодняшний день. В составе сообщества, помимо Andromeda polyfolia, произрастают Oxycoccus palustris, Chamaedaphne calyculata, Carex rostrata. В моховом покрове доминирует Sphagnum magellanicum, занимающий до 75-95%. Значительно реже (по узким межкочечным понижениям) встречается Sphagnum angustifolium. Данное сообщество на территории Тульской области является редким.
Таким образом, растительный покров карстовых болот Кочаки (у д. Ясная Поляна) отличается высоким ценотическим разнообразием, что обусловлено особенностями водно-минерального питания различных частей болот. Формирование эвтрофных сообществ на окрайках обусловлено активным делювиальным и грунтовым стоком. Центральные части болот характеризуются сплавинным строением торфяных отложений, что способствует увеличению доли атмосферных осадков в
питании корнеобитаемого горизонта и формированию мезо- и олиготрофной растительности.
Как видно, болота Кочаки являются не только местами произрастания редких видов, но и характеризуются уникальными растительными сообществами, что является основанием для придания им статуса «особо охраняемой природной территории» и внесения в систему ООПТ Тульской области.
Благодаря экологическим особенностям болота Кочаки у д. Ясная Поляна являются центрами сохранения фитоценотического и ландшафтного разнообразия в нашем регионе и нуждаются в охране.
Список литературы
1. Волкова Е.М. Болота Среднерусской возвышенности: генезис, структурно-функциональные особенности и природоохранное значение: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Санкт-Петербург, 2018. 46 с.
2. Зацаринная Д.В. Волкова Е.М. Карстовые болота Тульской области и их роль в сохранении биологического разнообразия региона. Болотные экосистемы: фундаментальные аспекты охраны и рационального природопользования: сб. статей. Йошкар-Ола. 2012. С. 306-312
3. Зацаринная Д.В., Волкова Е.М. О разнообразии растительности болот Тульской области (Россия). // Актуальные проблемы геоботаники (Сборник статей и лекций IV Всероссийской школы-конференции). Уфа. 2012. С. 200-203.
4. Волкова Е.М., Бурдыкина Е.С. Возникновение, развитие и современное состояние карстовых болот у д. Кочаки (Щекинский район, Тульская область) // Природа Тульской области (сб. науч. трудов). Вып. 1. Тула - 2006. С. 88-105.
Зацаринная Дина Владимировна, кандидат биол. наук, ассистент dvisloguzova@,gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет, Тульский областной краеведческий музей,
Волкова Елена Михайловна, доктор биол. наук, доц., convallaria@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE DIVERSITY OF VEGETATION OF WATERSHAID KARST MIRES OF MID-RUSSIAN UPLAND (ON EXAMPLE OF MIRES NEAR V. YASNAYA POLYANA, TULA REGION)
D.V. Zatsarinnaya, E.M. Volkova
The article shows the diversity of vegetation of watershed mires, which were formed in depressions of karst-suffusion origin near the village of Yasnaya Polyana (Tula region). It is shown that communities of associations and rankless communities were formed in small mires, which reflect the maps of vegetation cover.
Key words: mire ecosystems, mire vegetation, vegetation mapping, Tula region.
Zatsarinnaya Dina Vladimirovna, candidate of biological science dvisloguzova@gmail.com, Russia, Tula The Local history museum,
Volkova Elena, doctor of biological sciences, docent, convallaria@mail.ru, Russia, Tula State University
