Динамика растительности подтопленных придорожных участков Южной Карелии

Канцерова Любовь Викторовна; Кузнецов Олег Леонидович; Kantserova L.V.; Kuznetsov O.L.

Научные статьи \ Математика. Естественные науки \ Ботаника \ Общая ботаника \ Экология растений. Этология. Растение и окружающая среда

Динамика растительности подтопленных придорожных участков Южной Карелии

Автор: Канцерова Любовь Викторовна, Кузнецов Олег Леонидович

Журнал: Ученые записки Петрозаводского государственного университета @uchzap-petrsu

Рубрика: Биология

Статья в выпуске: 4 (125), 2012 года.

Бесплатный доступ

В статье приводятся результаты исследования динамики растительности подтопленных придорожных участков Южной Карелии. На основании обработки 200 геоботанических описаний выделены 10 ассоциаций. С помощью методов ординации прослежены динамические связи ассоциаций и основные факторы, определяющие их флористическое разнообразие, - богатство питания и степень увлажнения почвы.

Растительность, придорожные участки, динамика, карелия

Короткий адрес: https://sciup.org/14750149

IDR: 14750149 | УДК: 581.524.349

Vegetation dynamics of flooded roadside habitats in South Karelia

Research results of the vegetation dynamics on flooded roadside habitats in South Karelia are presented. Based on the analysis of 200 sample plots, 10 associations of vegetation were revealed. Dynamic relations and main composition factors critical for the floral diversity (site fertility and soil humidity) were defined by the DCA ordination method.

Текст научной статьи Динамика растительности подтопленных придорожных участков Южной Карелии

Одним из динамических процессов растительности является трансформация и деградация сообществ вследствие влияния антропогенного фактора. В результате неправильно спроектированной системы дренажа автомобильной дороги или даже его полного отсутствия происходит изменение естественного стока, повышение уровня грунтовых вод, подтопление и переувлажнение придорожного участка. Это приводит к постепенному заболачиванию, преобразованию растительности и изменению биогеоценоза в целом. На нарушенных участках идет восстановительная динамика растительного покрова, представляющая собой серии сообществ. Ход восстановительных сукцессий отличается в зависимости от степени действия на сообщество. До настоящего времени специальных работ, касающихся изучения динамики растительного покрова подтопленных придорожных участков в Карелии, не проводилось.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнялись маршрутным методом в течение полевых сезонов 2009–2010 годов на территории Южной Карелии вдоль автомобильных дорог в Прионежском, Кондопожском, Пряжинском и Пудожском районах (рис. 1). Были изучены 135 придорожных участков с разным режимом увлажнения, выполнены 200 геоботанических описаний на временных пробных площадях (в среднем 10 × 10 м). Сообщества, развивающиеся как на минеральных, так и на торфяных почвах, рассматривались на разных стадиях сукцессии. Большинство описаний выполнены уже в довольно сформировавшихся сообществах, возраст которых более 20–30 лет.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Всего в исследованных сообществах выявлен 171 вид сосудистых растений, относящихся к 105 родам, 46 семействам, а также 46 видов

Рис. 1. Карта района исследования: ▲ – подтопленные придорожные участки

Видовой состав ассоциаций придорожных участков Южной Кар елии
№ ассоциации	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Количество описаний	26	39	52	27	13	13	11	10	6	3
Видовое богатство	85	102	143	113	61	70	60	55	63	30
Видовая насыщенность	12	16	16	15	13	16	15	14	18	14
Количество видов с III–V классами постоянства	6	8	9	11	7	12	14	8	13	9
Betula pubescens Salix cinerea Salix myrsinifolia Salix phylicifolia Salix pentandra 5 *. Carex rostrata Sphagnum fallax 8 . Equisetum fluviatile Eriophorum angustifolium 9 . Calamagrostis purpurea Carex canescens Carex elongata Filipendula ulmaria Phragmites australis Ranunculus repens Scirpus sylvaticus Sphagnum squarrosum 10 . Calamagrostis neglecta Carex vesicaria Comarum palustre Galium palustre Juncus filiformis Thyselium palustre Sphagnum riparium 11 . Epilobium palustre 12 . Carex brunescens Deschampsia cespitosa 12а . Calamagrostis epigeios Juncus conglomeratus 13 . Alisma plantago-aquatica Typha latifolia	I⁺ II ¹ IV ³ III ³ II ¹	II ⁺ III ² II ¹ II ¹ II ⁺	II ⁺ II ³ III ⁴ III ³ II ¹ III ⁵ I⁺	I⁺ II ⁴ III ³ III ¹II ⁺ III ² IV ³ I⁺ II ⁺ I⁺ IV ⁵ I¹ I⁺ V ³⁷ I¹ I⁺ I¹ III ³ III ⁺ II ⁺ II ⁺ I⁺ III ⁺ I⁺ III ⁺ + I⁺ II ⁺ II ⁺ III ³	I¹ II ¹ III ² II ⁺ II ⁺ IV ² II ¹ I⁺ I⁺ IV ⁺ V 45 IV ⁸ I⁺ IV ³ II ⁺ I⁺ III ⁺ II ⁺ II ⁺ II ¹ II ⁺ + I II ²	IV ¹ IV ³ IV ³ II ⁺ II ⁺ I¹ III ⁺ IV ¹ V ¹³ IV ⁴ III ⁺ I² IV ² IV ⁺ IV ¹ I⁺ I⁺ II ¹	I⁺ III ¹ V³ IV ² I⁺ III ¹ IV ⁵ I⁺ III ⁺ II ¹ II ² III ² III ² I⁺ I⁺ V 31 IV ⁺ III ⁺ V⁺ I⁺ III ⁺ I² I⁺ III ²	I⁺ I⁺ II ¹ I⁺ II ⁴ IV ² I⁺I⁺ II ² I⁺ II ¹ II ⁺ I⁺I⁺II ⁺ I⁺ III ⁺I⁺ III ⁺ IV ⁺ 2 III V 45	I⁺ I² II ² III ¹ II ¹ II ¹ II ⁺	IV ¹ II ¹ V³ V 25 V 10 II ⁺ IV ²
	V ³⁷	IV ¹⁴
	I⁺ III ⁴ I⁺ II ¹ II ¹ I¹ II ⁺ I⁺ III ² II ² I⁺ II ³ V⁷ II ⁺ II ⁺ I⁺ I¹ II ⁺ I⁺ I⁺ + I⁺ I⁺ + I II ²	IV ³⁰
		III ⁶ II ¹ II ¹ III ¹ I⁺ I⁺ I⁺ II ¹ I⁺ I¹ II ² I⁺ II ¹ IV ³² II ⁺ I⁺ I⁺ + I⁺ I⁺ + I II ¹	V ²⁷ I⁺ I⁺ III ² II ² II ⁺ I¹ I⁺ II ² III ¹³ II ⁺ I¹ III ⁵ III ⁺ I⁺ II ⁺ I¹ III ⁺ I⁺ II ⁺ + I⁺ I⁺ II ⁺ II ³
									IV ¹ III ⁺ IV ⁺ I⁺ III ⁺ I² I⁺ V³⁴ III ¹ V⁺ III ⁺ I⁺ II ⁺ III ⁺ I⁺ III ⁺ III ⁺	V ¹¹ II ⁺ IV ⁺ II ¹ II ⁺ IV ¹ II ¹

Примечание. Ассоциации: 1 – Carex rostrata – Comarum palustre; 2 – С. rostrata – Sphagnum fallax; 3 – Equisetum fluviatile; 4 – Scirpus sylvaticus; 5 – Phragmites australis – Equisetum fluviatile; 6 – Carex elongata; 7 – Comarum palustre; 8 – Typha latifolia; 9 – Carex vesicaria – Carex canescens; 10 – Salix phylicifolia – Carex canescens.

* – Номера ЭЦГ.

листостебельных мхов и 5 видов печеночников. Формирование растительного покрова влажных нарушенных местообитаний происходит в основном за счет активного расселения аборигенных видов растений.

Во всей совокупности описаний придорожных участков были выделены 10 ассоциаций, 9

из которых являются травяными, 1 – кустарниково-травяная. Некоторые ассоциации разбиты на более мелкие внутриассоциационные единицы (субассоциации). Большинство из них описаны также и на других типах трансформированных местообитаний Карелии [2]. Ассоциации выделены и названы по доминирующим и содо-

Рис. 2. Ординационная диаграмма описаний придорожных местообитаний (линиями обведены ассоциации, номер и названия которых приведены в примечании к таблице)

минирующим видам и представленности эколо-го-ценотических групп видов (ЭЦГ) [3]. Группы были несколько изменены и дополнены в целях адаптации к изучаемому объекту (см. таблицу).

Для определения положения описанных сообществ в экологическом пространстве, а также статуса выделенных синтаксонов использован бестрендовый анализ соответствия (DCA) [4]. Ординационная диаграмма (рис. 2) демонстрирует достаточно хорошую распределенность синтаксонов и возможность интерпретации результатов в классификации сообществ. Ось 1, по-видимому, соответствует экологическому фактору «трофность почвы» (нагрузка по Сье-ренсену – 21 %), а ось 2 – фактору «влажность почвы» (нагрузка по Сьеренсену – 8 %). Невысокая суммарная нагрузка на две оси является отражением факта, что сообщества ассоциаций в совокупности образуют незначительный градиент вдоль данных экологических факторов.

На рисунке ось ординат отражает увеличение фактора трофности, ось абсцисс – увеличение влажности. Описания сообществ придорожных участков распределились практически по всей ординационной диаграмме, при этом ареалы синтаксонов почти не перекрываются. Сгущение в центральной части объясняется большой долей описаний осоково-сабельниковых (ассоциация 1) и хвощовых (ассоциация 3) сообществ в общем массиве. Это указывает на существование континуума растительности придорожных местообитаний.

Общей тенденцией изменений растительности под влиянием чрезмерного увлажнения и подтопления придорожных участков, образованных в результате неправильной прокладки дороги, является увеличение их площадей. Такие изменения происходят в одном направлении. Характер их происхождения находится в прямой зависимости от уровня воды после подтопления, амплитуды ее колебания и степени минерализации. Наиболее резкие смены растительных сообществ отмечены в местах с длительным затоплением. В первые 2–3 года на месте гелофитной растительности, не способной переносить новые условия местопроизрастаний, формируются временные сообщества, которые через 5–20 лет сменяются ценозами, образованными видами крупных гигрофитов [1]. Это пионерные сообщества ассоциаций Equisetum fluviatile , Typha latifolia , Phragmites australis – Equisetum fluviatile (см. таблицу). Последующие сукцессии идут в направлении формирования болотной растительности.

Для сообществ ассоциации Typha latifolia характерен довольно густой ярус рогоза. Он произрастает на богатых минеральных почвах широкими полосами до 5 м вдоль придорожных участков либо целиком занимает весь участок. В данных сообществах обилие других видов ничтожно мало. При снижении трофности и сохранении того же увлажнения появляются Eq-uisetum fluviatile или Comarum palustre, которые постепенно вытесняют Typha latifolia и образуют уже новые сообщества с хвощом либо с сабель- ником. Рогоз широколистный встречается в них либо единично, либо совсем отсутствует.

Сукцессии сообществ ассоциаций Phragmites australis и Scirpus sylvaticus проходят по тому же типу, что и для ассоциации Typha latifolia , но в данных сообществах Equisetum fluviatile , Comarum palustre и Carex rostrata уже изначально встречаются довольно часто, хотя их обилие еще мало. В составе сообществ, образованных Phragmites australis , хвощ отмечен в качестве содоми-нанта, поэтому выделенная ассоциация названа Phragmites australis – Equisetum fl uviatile .

Сообщества с доминированием Equisetum fluviatile рассматриваются как одни из основных и пионерных ценозов придорожных участков. На первых порах это почти чистые густые заросли хвоща, позже в них появляются Comarum palustre , Carex rostrata . В другие сообщества Eq-uisetum fluviatile внедряются мхи, однако большое проективное покрытие отмечено только для Sphagnum squarrosum (выделена отдельная субассоциация Equisetum fluviatile – Sphagnum squarrosum ); также появляются отдельные дернинки Sph. angustifolium , Sph. fallax , Sph. ri-parium. Широкое распространение сабельника, осоки вздутой и сфагновых мхов свидетельствует о прогрессирующем процессе заболачивания. На ординационной диаграмме ассоциация

Equisetum fluviatile занимает центральное положение, что свидетельствует о ее динамических связях со всеми сообществами других ассоциаций: осоковыми, осоково-сфагновыми, сабельниковыми, камышовыми, рогозовыми и ивовоосоковыми.

Динамика сабельниковых сообществ (ассоциация 7) при уменьшении трофности и увлажнения идет в одном направлении. Сначала образуются осоково-сабельниковые сообщества (с C. rostrata ), а затем и типичные болотные ме-зоолиготрофные осоково-сфагновые сообщества со Sphagnum fallax , Sph. riparium. Такие местообитания являются оптимальными для этих видов мхов.

На основе обобщенной характеристики сообществ и состава ЭЦГ можно сделать вывод, что наиболее распространенными и флористически богатыми на подтопленных придорожных участках являются хвощовые мезоевтрофные и мезотрофные сообщества на минеральных грунтах, а также осоково-сфагновые сообщества (ассоциация C. rostrata – Sphagnum fallax ) на торфяных почвах.

Более детально динамика таких сообществ может быть восстановлена при анализе стратиграфии торфяных отложений, что будет сделано в дальнейшем.

Список литературы Динамика растительности подтопленных придорожных участков Южной Карелии

Дубынина Д. В. Антропогенная динамика высшей водной растительности Украины//Гидроботаника. Ярославль: Принт Хауз, 2010. С. 9-13.
Канцерова Л. В. Классификация растительности трансформированных влажных местообитаний Карелии//Развитие геоботаники: история и современность. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2011. С. 50-51.
Кузнецов О. Л. Тополого-экологическая классификация растительности болот Карелии (омбротрофные и олиготрофные сообщества)//Труды КарНЦ РАН. Вып. 8. Биоразнообразие, динамика и ресурсы болотных экосистем восточной Фенноскандии. Петрозаводск: Изд-во КНЦ РАН, 2005. С. 15-46.
Hill M. O., Gauch H. G. Detrended correspondence analysis: an improved ordination technique//Vegetatatio. 1980. Vol. 42. P. 47-58.