Динамика растительности подтопленных придорожных участков Южной Карелии

Автор: Канцерова Любовь Викторовна, Кузнецов Олег Леонидович

Журнал: Ученые записки Петрозаводского государственного университета @uchzap-petrsu

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

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.

Статья научная