Зависимость видового богатства некоторых семейств флоры от степени антропогенной трансформации территории (на примере Самарской области) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК: 581.9 ББК: 28.080.3

Иванова А.В., Костина Н.В., Рухленко И.А. ЗАВИСИМОСТЬ ВИДОВОГО БОГАТСТВА НЕКОТОРЫХ СЕМЕЙСТВ ФЛОРЫ ОТ СТЕПЕНИ АНТРОПОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ)*

Ivanova A.V, Kostina N.V., Ruhlenko I.A.

THE DEPENDENCE OF SPECIES RICHNESS OF SOME FLORA'S FAMILIES FROM DEGREE OF ANTHROPOGENIC TRANSFORMATION OF THE TERRITORY (ON THE EXAMPLE OF SAMARA REGION)

Ключевые слова: экологические факторы среды, семейственный спектр, Самарская область, антропогенная трансформация.

Keywords: ecological factors of environment, family range, Samara region, anthropogenic transformation.

Аннотация: рассмотрена зависимость видового богатства в некоторых ведущих семействах флоры от степени антропогенной трансформации территории.

Abstract: in the article considered the dependence of species richness of some leading flora's families from degree of anthropogenic transformation of the territory.

Семейственный спектр является одной из важнейших характеристик флоры. При этом расположение конкретного семейства в спектре зависит от его видового богатства. Очевидно, что в состав одного семейства могут входить виды, экологически отличающиеся. Однако определенной степенью экологической общности отдельное семейство можно охарактеризовать. Особенно это касается крупных семейств, находящихся в головной части спектра. Это позволило по первой триаде семейств выделить "зоны" флоры, которые имеют географическую привязку1.

Согласно упомянутому делению, флора Самарской области2 принадлежит Fabaceae-зоне, территориально располагаясь внутри нее, так как третье место в семейственном спектре занимает семейство бобовых. По причине значительного различия природных условий области, а также реакции экосистем на антропогенное воздействие, был отмечен полиморфизм семейственных спектров флор3.

Экологические условия изучаемой территории формируются под воздействием целого

* Работа выполнена в рамках гранта РФФИ № 15_44_02160 р_поволжье_а.

1 Клаус К. Флоры местные приволжских стран. СПб.: Типография Императорской Академии наук, 1852. 312 с.;

Хохряков А.П. Таксономические спектры и их роль в сравнительной флористике // Ботанический журнал. Т.85., №5. 2000. С. 1-11.

2 Саксонов С.В., Сенатор С.А. Путеводитель по Самарской флоре (1851-2011). Флоры Волжского бассейна. Т.1. Тольятти: Кассандра, 2012. 512 с.

3 Иванова А.В., Костина Н.В. Характеристика

флоры Самарского Заволжья по семейственному

спектру // Самарский научный вестник. 2015. №2(11). С. 86-89.

ряда факторов среды, среди которых условно возможно выделить две группы: природные и антропогенные. Используя информационную экспертную систему REGION4, базу данных FD SUR5 и имеющиеся официальные данные , было проанализировано влияние экологических факторов на видовое богатство некоторых ведущих семейств флоры.

Анализ семейственных спектров флоры проводился по 27 муниципальным районам Самарской области. Обилие видов в семействе оценивалось по месту данного семейства в спектре. Два ведущих семейства (Asteraceae и Poaceae) ввиду их постоянного месторасположения в спектрах флор изучаемой территории нами не рассматривались. Перечень рассмот-

4 Костина Н.В. REGION: экспертная система состояния и управления биоресурсами / Под ред. чл.-корр. РАН, проф. Г.С. Розенберга. Тольятти: СамНЦ, 2005. 132 с.; Костина Н.В. Экспертная система REGION для оценки изменений состояния социо-экономических систем Волжского бассейна // Поволжский экологический журнал. 2014. №1. С. 110-114.; Костина Н.В., Розенберг Г.С., Шитиков В.К. Экспертная эколого-информационная система REGION для бассейна крупной реки // Информационные ресурсы России. 2010. №4. С. 7-13.

5 Костина М.А. База данных «Флористические описания локальных участков Самарской и Ульяновской областей» (FD SUR): информационная основа, структура данных, алгоритмы обработки и результаты использования // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2015. Т. 24. № 2. С.161-172.

6 Атлас земель Самарской области / Глав. редактор Л.Н. Порошина. М. : Федеральная служба геодезии и картографии России. 2002. 100 с.; Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсов Самарской области за 2013 год. Выпуск 24. Самара, 2014. 283 с.

Иванова А.В., Костина Н.В., Рухленко И.А. ренных экологических факторов представлен в таблице 1.

Таблица! - Рассмотренные экологические факторы

Природные Антропогенные

Сумма ^р за период с ^10 С Земли под дорогами, %

Сумма осадков в зимний период (Х1-Ш), мм Распаханность земель, %

Сумма осадков за летний период ("У1-Х), мм Адвентивность флоры, %

Лесные земли, % Плотность населения, чел/кв.км (2013 г.)

Водные объекты, % Коэффициент трансформации природных ландшафтов

Засоленные с/х угодья, %

Площадь ООПТ, %

Природные кормовые угодья, %

Глубина залегания подземных вод

Густота овражной сети (среднее), км/кв.км

Влияние рассматриваемых факторов на некоторые семейства оказалось недостоверным. К тому же данный перечень не охватывает весь список влияющих факторов. Степень влияния каждого экологического фактора на обилие видов оказывалась двоякой. Она могла приводить к увеличению порядкового номера в спектре по причине снижения количества видов или наоборот.

Чувствительность семейств к группам факторов оказалась различной (рисунок 1). Семейства Chenopodiaceae и Brassicaceae, содержащие существенную долю адвентивных видов, более зависят от группы антропогенных факторов. В семействе Ьат1асеае велика доля синантропных видов, видовое разнообразие которых возрастает при антропогенных воздействиях. Семейство Rosaceae, вероятно, реагирует на аридизацию ландшафта, как следствие увеличения сельскохозяйственной освоенности земель.

Одним из наиболее значимых антропогенных факторов, влияющих на видовой состав семейств, оказался коэффициент трансформации природных ландшафтов. Данный показатель упоминается как "важный параметр оценки экологической сбалансированности современного природопользования"1 и представляет собой отношение суммы площадей "антропогенных" земельных угодий к сумме площадей "природных" земельных угодий. "Антропогенные" земельные угодья - пашня, земли под застройкой, дорогами, нарушенные земли - земли, являющиеся результатом исключительно хозяйственной деятельности человека, их существование невозможно без его поддержки. "Природные" земельные угодья - многолетние насаждения, природные кормовые угодья, земли под лесами и т.д. - земли с естественным или искусственно созданным растительным покровом, водной поверхностью и прочими компонентами природных экосистем2.

Caryopfoyllaceae Brassicaceae

Rosaceae La^n iaceae

о 10 20 30 40 50 60

□ Природные факторы □ ^^нтропогенныхе факторы

Рисунок 1 - Доля влияния природных и антропогенных факторов на видовое богатство

семейств флоры

1 Атлас земель Самарской области / глав. редактор Л.Н. Порошина. М.: Федеральная служба геодезии и картографии России, 2002. 100 с.

2 Атлас земель Самарской области / глав. редактор Л.Н. Порошина. М.: Федеральная служба геодезии и картографии России, 2002. 100 с.

Таким образом, коэффициент трансформации природных ландшафтов является важным показателем нарушенности комплекса экосистем изучаемого региона, в то же время являясь комплексным показателем. Например, доля пашни в составе "антропогенных" земель может

быть различной.

Рассмотрим зависимость видового разнообразия некоторых семейств от данного показателя при помощи коэффициента удельного влияния фактора (рисунок 2).

Cyperaceae Chenopodiaceae

Brassicaceae Caryophyllaceae

Fabaceae Lamiaceae

Apiaceae

Рисунок 2 - Зависимость местоположения некоторых семейств по коэффициенту множественной регрессии от трансформации природных ландшафтов

Можно видеть, что самое существенное влияние изучаемый фактор оказывает на видовое разнообразие семейства Chenopodiaceae, увеличивая его долю во флоре (снижая порядковый номер в семейственном спектре). Аналогичным образом происходит воздействие на большинство рассматриваемых семейств, испытывающих достоверное влияние. Однако маревые, безусловно, более чувствительны к данному фактору.

Остальные семейства, возможно, увеличивают свое разнообразие при некоторой антропогенной трансформации природных ландшафтов вследствие возрастания разнообразия биотопов при определенной стадии нарушения.

Особенно это заметно для Brassicaceae и CaryophyПaceae. Brassicaceae, также как и Chenopodiaceae, является "поставщиком" адвентивных видов. Их доля возрастает во флорах с высокой степенью синантропизации.

Семейство Rosaceae реагирует на трансформацию природных ландшафтов по иному: снижая свои позиции во флоре. Вероятно, это объясняется сведением лесов в процессе антропогенной трансформации. Было показано, что его высокое положение в спектре соответствует обилию лесных сообществ рассматриваемой территории1, а также характеризует лесостепное расположение флор2.

БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК

1. Атлас земель Самарской области / глав. редактор Л.Н. Порошина. - М.: Федеральная служба геодезии и картографии России, 2002. 100 с.

2. Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсов Самарской области за 2013 год. Выпуск 24. - Самара, 2014. - 283 с.

3. Иванова, А.В. Таксономический анализ локальных флор лесных массивов Самаро-Ульяновского Поволжья // Экология и география растений и сообществ Среднего Поволжья. -Тольятти: Кассандра, 2014. - С. 163-169.

4. Иванова, А.В., Костина Н.В. Характеристика флоры Самарского Заволжья по семейственному спектру // Самарский научный вестник. - 2015. - №2(11). - С. 86-89.

5. Клаус, К. Флоры местные приволжских стран. - СПб.: Типография Императорской Академии наук, 1852. - 312 с.

Иванова А.В. Таксономический анализ локальных флор лесных массивов Самаро-Ульяновского Поволжья // Экология и география растений и сообществ Среднего Поволжья. Тольятти: Кассандра, 2014. С. 163-169.

2 Иванова А.В., Костина Н.В. Характеристика флоры Самарского Заволжья по семейственному спектру // Самарский научный вестник. 2015. №2(11). С. 86-89.

10

Вестник Волжского университета имени В.Н. Татищева № 4 (19) 2015

6. Костина, М.А. База данных «Флористические описания локальных участков Самарской и Ульяновской областей» (FD SUR): информационная основа, структура данных, алгоритмы обработки и результаты использования // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. - 2015. Т. 24. - № 2. - С.161-172.

7. Костина, Н.В. REGION: экспертная система состояния и управления биоресурсами / под ред. чл.-корр. РАН, проф. Г.С. Розенберга. - Тольятти: СамНЦ, 2005. - 132 с.

8. Костина, Н.В. Экспертная система REGION для оценки изменений состояния социо-экономических систем Волжского бассейна // Поволжский экологический журнал. - 2014. - №1. -С. 110-114.

9. Костина, Н.В., Розенберг Г.С., Шитиков В.К. Экспертная эколого-информационная система REGION для бассейна крупной реки // Информационные ресурсы России. - 2010. - №4. -С. 7-13.

10. Саксонов, С.В., Сенатор С.А. Путеводитель по Самарской флоре (1851-2011). Флоры Волжского бассейна. - Т.1. Тольятти: Кассандра, 2012. - 512 с.

11. Хохряков, А.П. Таксономические спектры и их роль в сравнительной флористике // Ботанический журнал. - 2000. - Т.85. - №5. - С. 1-11.