CC BY
42УДК 368.55 (574.1)
DOI: 10.24412/cl-36359-2021-237-242
ЦЕНОТИЧЕСКОЕ И ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ПОЙМЕННЫХ ЛЕСОВ РЕКИ УРАЛ В ПРЕДЕЛАХ ЗАПАДНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ
COENOTIC AND SPECIES DIVERSITY OF FLOODPLA IN FORESTS OF THE URAL RIVER WITH IN THE WEST KAZAKHSTAN REGION
Т.Е. Дарбаева1, Б.С. Альжанова1*, Н.Е. Рамазанова2, А.Н. Сарсенова2, С.Н. Бохорова1 Т.Ye. Darbayeva1, B.S. Alzhanova1*, N.Y. Ramazanova2, A.N. Sarsenova2, S.N. Bohorova1
Западно-Казахстанский университет имени Махамбета Утемисова, Уральск, Республика
Казахстан
2Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева, Нур-Султан, Республика
Казахстан
1Makhambet Utemisov West Kazakhstan University, Uralsk, Republic of Kazakhstan 2L.N. Gumilyov Eurasian national University, Nur-Sultan, Republic of Kazakhstan
E-mail: 1zapkazgu@mail.ru, * aljanB@mail.ru, 2enu@enu.kz
Аннотация. В результате многолетних исследований (1981-2019 гг.) выявлено, что в пойменных лесах р. Урал произрастает 630 видов сосудистых растений, относящихся к 72 семействам и 309 родам. Наиболее крупными семействами являются Poaceae, Asteracae, Fabaceae, Rosaceae, Lamiaceae, Caryophyllaceae, Brassicaceae, Chenopodiaceae, Apiaceae, Liliaceae, Scrophulariaceae, Cyperaceae, Polygonaceae, в которых содержится 448 видов или 71,1% от общего числа видов. Анализ количественного состава фитоценотических групп пойменных лесов р. Урал показывает, что ведущее положение занимают степные (208; 18,4%) группы. На их доминирование повлияло то, что река пересекает три подзоны (разнотравно-дерновиннозлаковые, сухие дерновиннозлаковые и опустыненные полынно-дерновиннозлаковые степи). Почти одинаковое число приходится на лесные (116; 18,4%) и луговые (113; 17,9%) группы, для некоторых входящих в их состав видов по р. Урал проходят южные и восточные границы распространения. Доля лесостепных (65; 10,3%) меньше, они занимают опушку пойменных и байрачных лесов. В прирусловой и центральной поймах рек характерны прибрежно-водные (31; 4,9%) и болотные (14; 2,2%) группы, сорные (74; 11,7%) виды встречаются неравномерно по всем пойменным типам лесов.
Ключевые слова: районирование, пойменные леса, река Урал, анализ флоры, доминанты.
Abstract. As a result of long-term research (1981-2019), it was revealed that 630 species of vascular plants belonging to 72 families and 309 genera grow in the floodplain forests of the Ural River. The largest families are Poaceae, Asteracae, Fabaceae, Rosaceae, Lamiaceae, Caryophyllceae, Brassicaceae, Chenopodiaceae, Apiaceae, Liliaceae, Scrophulariaceae, Cyperaceae, Polygonaceae, which contain 448 species or 71.1% of the total number of species. Analysis of the quantitative composition of phytocenotic groups of floodplain forests of the Urals shows that the leading position is occupied by steppe groups (208; 18.4%). Their dominance was influenced by the fact that the river is an ecotone of three subzones (mixed grass-turf-slag, dry turf-slag and desolate sagebrush-turf-slag). Almost the same number falls on forest (116; 18.4%) and meadow (113; 17.9%) of the group, which indicates that the southern and eastern boundaries of the distribution of these species pass along the Ural River. The share of forest-steppe (65; 10.3%) is less, they occupy the edges of floodplain and bayrachny forests. The coastal-water (31; 4.9%) and swamp (14; 2.2%), groups of weed (74; 11.7%) species are characteristic of the river's near-river and central floodplains.
Keywords: zoning, floodplain forests, Ural river, flora analysis, dominants.
В результате многолетних исследований (1981-2019 гг.) выявлено, что в пойменных лесах р. Урал произрастает 630 видов сосудистых растений, относящихся к 72 семействам и 309 родам. Наиболее крупными семействами являются Poaceae - 72 вида (11,4%), Asteracae - 65 видов (10,3%), Fabaceae - 38 видов (6,0%), Rosaceae - 37 видов (5,9), Lamiaceae - 36 видов
(5,7%), Caryophyllaceae - 35 видов (5,6%), Brassicaceae - 29 видов (4,6%), Chenopodiaceae - 25 видов (4,0%), Apiaceae - 24 вида (3,8%), Liliaceae - 24 вида (3,8%), Scrophulariaceae - 23 вида (3,7%), Cyperaceae - 20 видов (3,2%), Polygonaceae - 19 видов (3,0%). В 13 ведущих семействах содержится 448 видов или 71,1% от общего числа видов. Из остальных семейств по количеству видов заслуживает внимания Boraginaceae - 13 (2,1%), Ranunculaceae - 16 (2,5%), Salixacae -15 (2,4%). В остальных 59 семействах насчитывается 28% всех видов, из них 21 семейство (3,3%) содержит по одному виду.
13 семейств являются богатыми по числу родов (от 31 до 5 видов). Первое место по количеству видов занимает род Salix - 15 видов (2,4%), который широко распространен в пойменных лесах р. Урал. Второе место приходится на род Carex - 14 видов (2,2%), занимающий влажные местообитания поймы. К третьему месту относится род Potentilla - 11 видов (1,7%), произрастающий в различных экологических условиях. Род Salix и Carex включают бореальные виды, они характерны для северной части р. Урал, а к югу их количество уменьшается. Род Veronica насчитывает 9 видов. По 8 видов в Chenopodium, Rumex, Silene, Dianthus. Juncus, Euphorbia, Galium содержит по 7 видов. Poa, Festuca, Atriplex, Astragalus, Ranunculus, Plantago по 6 видов. По 5 видов содержат Agrostis, Calamagrostis, Glycyrrhiza, Mentha, Artemisia. В 10 ведущих родах отмечено 107 видов (17%). В 21 семействе содержится по одному роду с одним видом. От 2 до 4 родов насчитывается в 27 семействах.
Таким образом, в пойменных лесах прослеживается присутствие широкоареальных семейств, таких как Poaceae, Cyperaceae, Scrophulariacae, Polygonaceae, которые распространены по всей пойме Урала. Наличие локальных субэндемичных семейств Fagaceae, Betulaceae, Tiliaceae, Gentianaceae, Ulmaceae, Dryopteridaceae, Trapaceae, Thelypteridaceae свидетельствует о сохранении неморальных широколиственных видов в пойменных лесах.
В пойме реки Урал различаются три генетические части: прирусловая, центральная, притеррасная, которые отличаются эколого-морфологическими признаками в верхнем, среднем и в нижнем течении реки.
В исследуемых пойменных лесах в зависимости от генетической однородности территории дифференцировались физико-географические районы [1, 2, 5, 10]. При этом учитывалась окружающая плакорная территория, которая оказывает значительное влияние на формирование и развитие растительности пойменных лесов. Нами было проведено секторальное районирование бассейна р. Урал на территории Западно-Казахстанской области, где выделили четыре природных района с подрайонами:
I. Платформенный степной Урал.
1. Илеко-Утвинский.
2. Январцевско-Рубежинский.
3. Утвинско-Уральский.
4. Рубежинско-Уральский.
II. Прикаспийский степной Урал.
5. Уральск - Янайкино.
III. Прикаспийский пустынно-степной Урал.
6. Янайкино - Атамекен.
IV. Прикаспийский пустынный Урал.
7. Атамекен - до южной границы ЗКО.
При сравнении списков по выделенным геоботаническим районам в пойменных лесах р. Урал оказалось, что наиболее богата флора поймы Платформенного степного Урала (таблица 1), где отмечено 337 видов, относящихся к 61 семейству, что составляет 55% и 85% от всей флоры в целом соответственно.
На богатство этого региона, по-видимому, повлияло близкое расположение широколиственных лесных рефугиумов, таких как Общий Сырт и Приволжская возвышенность [3, 4, 8].
В пойменных лесах этого района широко распространены коренные дубняковые (Quercus robus), вязовые (Ulmus laevis), тополевые (Populus alba, P. nigra, P.canescens), ветловые (Salix alba) леса [6, 12].
В типологической структуре дубрав выделяются дубняки ландышевые, ежевичные, хвощовые, кирказоновые; вязо-дубняково-ежевичные, дубняково-кустарниково-ежевичные. По байрачным лесам встречаются дубняки орляково-папоротниковые, лещино-ландышевые, чистотеловые.
Таблица 1.
Состав флоры районов пойменных лесов р. Урал__
Районы и подрайоны Семейства Роды Виды
число % число % число %
Платформенно-степной Урал 61 85 197 64 337 54
Прикаспийский степной Урал 38 53 168 54 257 41
Прикаспийский пустынно-степной Урал 32 44 120 39 189 30
Прикаспийский пустынный Урал 27 38 76 25 107 17
В типологии белотополевых лесов выделяются следующие подтипы: белотополевник ежевичный, ландышевый, кирказоновый, костровый, вейниковый, осоковый.
В типологическом спектре черно-тополевых (осокоревых) лесов преобладают осокорники солодковые, кирказоновые, осоковые, ежевичные, рудеральные.
Ветловые леса характерны для центральной поймы, из них наиболее типичными являются ветловники ежевичные, осоковые, ежевично-костровые, рудеральные.
По понижениям центральной поймы характерны осиновые (Populus tremula), липовые (Tilia cordata) лески.
В прирусловой пойме наиболее типичными кустарниковыми ивами являются Salix caprea, S. cinerea, S. daphnoides, S. pentandra, S. triandra, S. viminalis. По берегам малых степных рек Быковки и Ембулатовки впадающих в р.Урал произрастают ольховые (Alnus glutinosa) леса. В подлеске таких лесов произрастают боярышник (Crataegus аmbigua), черемуха (Padus avium), крушина (Frangula alnus), терн (Prunus spinosa), жимолость (Lonicera tatarica), шиповник (Rosa cinnamomea) и др.
Особенно богатым разнообразием отличаются байрачные лески между п. Красная школа и п. Джамбул. Склоны балок заняты дубняками и осинниками. В нижней части склонов произрастают березовые (Betula pendula, Betula pubescens), ивовые (Salix caprea) лески. В их подлеске встречаются лещина (Corylus avellana), калина (Viburnum opulus), бересклет (Euonymus verrucosa), смородина (Ribes nigrum) и др.
Следует отметить, что в результате пожаров, усыхания и отмирания коренных лесообразующих пород в пойме реки происходит смена на антропогенно-производные вторичные сообщества, состоящие из клена (Acer negundo) u ясеня (Fraxinus exilsior). Доля кленовых сообществ местами достигает 70%, а ясеневых - 40%.
В пойме Прикаспийского степного Урала нами отмечено 257 видов, относящихся к 38 семействам, что составляет в целом 52% от всей флоры. В прирусловой пойме произрастают Salix caprea, S. fragilis, S. livida. Для центральной поймы типичными коренными лесообразующими породами являются Populus alba, P. nigra, Salix alba, Ulmus laevis. Вторичные производные леса представлены: Acer negundo, Fraxinus exilsior. В кустарниковом ярусе отмечены крушина, жимолость, терн, шиповник.
На обеднение флористического состава, по-видимому, повлияло близкое плакорное расположение трех подзон степной Евразиатской зоны.
Для пойменных лесов Прикаспийского пустынно-степного Урала характерно обеднение флоры на 40%. Здесь мы отметили 189 видов, 32 семейства, 120 родов. В растительном покрове здесь еще сохраняется лесное ядро из Populus alba, P. nigra, Salix alba, а кустарниковый покров представлен Prunus spinosa, Rhamnus cathartica, Rosa majalis. Вторичными лесами являются кленовые и ясеневые, возникшие на местах гарей и пожарищ.
Бедность флоры Прикаспийского пустынного Урала - 27 семейств, 76 родов, 107 видов обуславливается, с одной стороны, геологической молодостью территории, с другой -
природно-климатическими условиями пустынной зоны. В центральной пойме встречаются изреженные осокоревые леса с единичными экземплярами ивы белой. Место отмерших и усохших деревьев занято кустарниковыми зарослями из тамарикса (Tamarix laxa, T. ramossisima).
Анализ биоморф по Серебрякову (1964) показывают наличие 19 жизненных форм [11]. Основу растительного покрова пойменных лесов составляют деревья (19 видов 3%), кустарники (42 вида 6,7%), полукустарники (8; 1,3%) и полукустарнички (9; 1,4%).
По количеству видов в лесах господствуют травянистые поликарпики (396; 62,9%), причем большая часть их относится к стержнекорневым (123; 19,5%). За ними следуют длиннокорневищные (96; 15,2%) и короткокорневищные (72; 11,4%) поликарпики. Доля участия корневищных (33; 5,2%) и луковичных (20; 3,2%) невелика (таблица 2).
Таблица 2.
Биоморфологический спектр флоры пойменных лесов__
№ Жизненные формы Количество %
1 Древесные и полудревесные виды 78 12,4
1.1 Деревья 19 3,0
1.2 Кустарники 42 6,7
1.3 Полукустарники 8 1,3
1.4 Полукустарнички 9 1,4
2 Травянистые многолетние растения (поликарпики) 396 62,9
2.1 Длиннокорневищные 96 15,2
2.2 Корневищные 33 5,2
2.3 Короткокорневищные 72 11,4
2.4 Стержнекорневые 123 19,5
2.5 Кистекорневые 10 1,6
2.6 Клубне-корневищные 6 1,0
2.7 Луковичные 20 3,2
2.8 Рыхлодерновинные 10 1,6
2.9 Дерновинные 7 1,1
2.10 Плотнодерновинные 10 1,6
2.11 Корнеотпрысковые 8 1,3
2.12 Лианы 1 0,2
3 Травянистые однолетние (монокарпики) 156 24,8
3.1 Двулетники 47 7,5
3.2 Однолетники 109 17,3
Всего: 630
Заметную роль играют травянистые монокарпики (156; 24,8%), большую часть которых представляют однолетники (109; 17,3%). Большинство из них представлены сорно-рудеральными видами или факультативными однолетниками [7].
Результаты биоморфологического анализа показывают разнообразие жизненных форм и преобладание травянистых поликарпиков и монокарпиков. На обилие стержнекорневых поликарпиков повлияло то, что р. Урал пересекает не только разнотравно-дерновиннозлаковые, но так же и сухие дерновиннозлаковые и опустыненные полынно-дерновиннозлаковые степи
[9].
Анализ количественного состава фитоценотических групп видов пойменных лесов р. Урал показывает, что ведущее положение занимают степные (206; 32,6%) группы. На их доминирование повлияло то, что река пересекает три подзоны (разнотравно-дерновиннозлаковые, сухие дерновиннозлаковые и опустыненные полынно-
дерновиннозлаковые степи). Почти одинаковое число приходится на лесные (116; 18,4%) и луговые (113; 17,9%) группы, для некоторых входящих в их состав видов по р. Урал проходят южные и восточные границы распространения. Доля лесостепных (65; 10,3%) меньше, они занимают опушку пойменных и байрачных лесов (таблица 3).
Таблица 3.
Фитоценотический спектр флоры пойменных лесов бассейна р. Урал_
№ Фитоценотическая группа Количество видов % от общего количества
1 Лесной 116 18,4
1.1 Лесной 89 14,1
1.2 Лугово-лесной 25 3,9
1.3 Болотно-лесной 1 0,1
1.4 Опушечно-лесной 1 0,1
2 Лесо-степной 65 10,3
3 Степной 206 32,6
3.1 Степной 147 23,3
3.2 Пустынно-степной 13 2,0
3.3 Горно-степной 12 1,9
3.4 Лугово-степной 34 5,3
4 Пустынный 11 1,7
5 Луговой 113 17,9
5.1 Луговой 110 17,4
5.2 Лесо-луговой 2 0,3
5.3 Степно-луговой 1 0,1
6 Прибрежно-водный 31 4,9
6.1 Прибрежно-водный 19 3,0
6.2 Водный 3 0,4
6.3 Прибрежный 9 1,4
7 Сорный 74 11,7
8 Болотный 14 2,2
8.1 Болотный 6 0,9
8.2 Лугово-болотный 7 1,1
8.3 Прибрежно-болотный 1 0,15
Всего: 630
В прирусловой и центральной пойме реки характерны прибрежно-водные (31; 4,9%) и болотные (14; 2,2%) группы, сорные виды (74; 11,7%) встречаются неравномерно по всем пойменным типам леса.
Таким образом, в пойменных лесах платформенно-степного Урала доминируют дубняковые, вязовые, тополевые и ивовые леса. Прикаспийско-степной район занят вязовыми и тополевыми лесами, здесь возрастает участие кленовых (от 30 до 70%) и ясеневых (20%) сообществ. Для Прикаспийско-пустынного района характерны тополевые леса, а освободившиеся места от отмирания и усыхания деревьев заняты кустарниковыми зарослями из тамарикса.
В пойменных лесах наиболее крупными являются 10 семейств, которые распространены по всей реке Урал, кроме того встречаются 8 субэндемичных семейств, свидетельствующих о сохранении здесь лесного ядра.
Доминирующими родами в пойменных лесах является рода Salix (15 видов), Carex (14), Potentilla (11), Veronica (8 видов), Chenopodium и Rumex по 8 видов, Populus (5).
Список литературы
1. Агелеуов Е.А. Пойменные луга реки Урал. Алма-Ата: Наука, 1982. 221 с.
2. Агелеуов Е.А. Флора поймы реки Урал. Алма-Ата: Наука, 1987. 104 с.
3. Дарбаева Т.Е., Альжанова Б.С. Современное состояние пойменных сообществ реки Урал в пределах Западно-Казахстанской области // Степи Северной Евразии: материалы седьмого междунар. симпоз. (г. Оренбург (Россия), 2015). Оренбург: ИС УрО РАН, Печатный дом «Димур», 2015. С. 285-287.
4. Дарбаева Т.Е., Альжанова Б.С., Бохорова С.Н. Типология пойменных лесов среднего течения реки Урал в пределах Западно-Казахстанской области // Современные фундаментальные проблемы классификации растительности: материалы Междунар. науч. конф. (г. Ялта, Республика Крым, 4-9 окт. 2016 г.). Ялта: ННЦ Никитский ботанический сад, 2016. С. 38-40.
5. Дарбаева Т.Е., Альжанова Б.С., Бохорова С.Н. Перспективы организации экологической сети на территории Западно-Казахстанской области // Природное наследие России: Сб. науч. статей Междунар. науч. конф., посвящ. 100-летию национального заповедного дела и Году экологии в России. Пенза, 2017. С. 375-377.
6. Дарбаева Т.Е., Альжанова Б.С., Бохорова С.Н., Чукалина О.Н. Исторический анализ флоры пойменных лесов бассейна реки Урал в пределах Западно-Казахстанской области // Вестник КазНУ. Серия биологическая. 2016. Том 69. № 4. С. 32-40.
7. Камелин Р.В. Флорогенетический анализ естественной флоры горной Средней Азии. Л., 1973. 356 с.
8. Дарбаева Т.Е., Альжанова Б.С.,Темешов Е.И. Флористический анализ пойменных лугов среднего течения реки Урал // Международный научный журнал «Научные вести». 20220. № 4(21). С. 211-220.
9. Лавренко Е.М., Карамышева З.В., Никулина Р.И. Степи Евразии. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1991. 144 с.
10. Молдагулов Н.М. К вопросу о физико-географическом (ландшафтном) районировании среднего течения долины реки Урала и прилегающей к ней территории // Материалы по флоре и растительности Северного Прикаспия. Л., 1966. Вып. 2. Ч. 2. С. 27-43.
11. Серебряков И.Г. Жизненные формы высших растений и их изучение // Полевая геоботаника: в 5 т. М.-Л.: Наука, 1964. Т. 3. С. 146-205.
12. Darbayeva, T; Ramazanova, N; Chashina, B; Berdenov, Zh; Mendybayev, E; et all. Modeling soil erosion in the Chagan river basin of the west Kazakhstan with using RUSLE and GIS tools // Journal of Environmental Biology. 41. Special Issue; (Lucknow (India), 396-404. DOI:10.22438/jeb/41/2 (SI)/JEB-18. published in March, 2020).
