Использование географических информационных систем (GIS) в изучении растительного покрова окрестностей озера Эльтон (Волгоградская область)

Применение современных геоинформацион-ных технологий в изучении растительного покрова позволяет проводить детальный анализ его структуры и проводить геоботаническое картографирование в различных масштабах. Создаваемые при этом базы данных обеспечивают хранение информации для каждого типа территориальной единицы о составе растительных сообществ, их площадные соотношения, флористический список с показателями обилия и встречаемости видов растений. Это позволяет значительно повысить информационную емкость карт, каждая выделенная единица на ней может обладать большим объемом информации. С развитием геоинформационных технологий стало возможным проводить детальный анализ пространственной структуры растительного покрова картографическими методами, решать широкий круг задач, связанных с развитием систем особо охраняемых природных территорий, оценкой ресурсного потенциала растительности, проведением экологических экспертиз.

Создание геоинформационной системы биоразнообразия Природного парка «Эльтонский» позволит разобраться в экологических особенностях его территории и подойти к решению ряда научных и прикладных задач.

ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РЕГИОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Озеро Эльтон расположено на территории Палласовского района Волгоградской области.

Современный ландшафт Северного Прикаспия, где находится озеро, сформировался лишь в позднечетвертичное время после Хвалынской трансгрессии. Для огромной территории Прикаспийской низменности, еще недавно бывшей дном моря, характерен в целом однообразный, монотонный рельеф со сравнительно бедной флорой и фауной [2]. Озеро расположено в бессточной котловине и имеет почти правильную, похожую на эллипс, форму.

Площадь озера Эльтон составляет 187 км2, урез воды – (-)16 м. На восточном берегу над поверхностью озера возвышается солянокупольное поднятие – «гора» Улаган (69 м). На склонах котловины имеются три озерные террасы, абсолютные отметки которых составляют – (-)12, (-)8, (+)10 м. В озеро впадают семь малых рек, с хорошо выраженными долинами и имеющими иногда многорукавные русла. Уровень грунтовых вод располагается на глубине 0,7-1 м. абс. отм. и достигает (-)9 м, снижаясь к зеркалу озера до (-)11 м. Воды хлоридно-сульфатные натриевые и хлорид-ные натриевые с минерализацией 1,5-3 г/л.

Климатические условия территории характеризуются резким недостатком влаги, сильной засушливостью, особенно в весенне-летний период. Самым жарким месяцем на данной территории является июль – среднемесячные температуры составляют +24,5 – +25°С. Самые высокие температуры наблюдаются в июне-сентябре и достигают +40 – +45°С. Среднемесячные температуры января составляют (-)8 – (-)12°С. Среднегодовое количество осадков – 280-300 мм, в отдельные годы выпадает лишь 200 мм, а испарение достигает 850 мм, что в 2-2,5 раза больше, чем выпадает с осадками. Это соотношение свидетельствует о том, что климатические условия характеризуются как сильно засушливые, особенно в весенне-летний период. Величина гидротермического коэффициента составляет 0,4 (по Г.Т. Селянинову).

Район Приэльтонья расположен в пределах подзоны светло-каштановых почв. Близость залегания грунтовых вод, засоленность почво грунтов обусловили формирование солончаковости и солонцеватости почв.

Зональным типом растительности данной территории являются полынно-типчаковоковыльные (опустыненные) степи, относящиеся к Ергенинско-Заволжской подпровинции Заволжско-Казахстанской степной провинции Евразиат-ской степной области. Важнейшей особенностью приэльтонских пустынных степей является мозаичность растительного покрова, обусловленного комплексным характером почв и наличием специфичных бессточных понижений микро-, мезо-и макрорельефа.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Растительный покров Приэльтонья изучался многими исследователями [1, 3], однако появление новых методов и подходов, связанных с компьютерными моделями и информационными системами, открывает новые перспективы для изучения его биоразнообразия и проведения мониторинга. Наши исследования растительного покрова проводились в августе 2005 и 2007 гг. Объектом стали галофитные сообщества. За этот период выполнено 160 геоботанических описаний. Полу- ченные данные послужили основой для создания охарактеризовано их распространение. геоинформационной системы биоразнообразия

Природного парка «Эльтонский». Для ее форми-

Рис. Расположение площадок геоботанических описаний

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В результате фитосоциологического анализа было выделено 9 ассоциаций, 5 субассоциаций и 2 безранговых сообщества. В озерной «пойме» повсюду распространены Halocnemum strobilaceum-сообщества (латинские названия растений рования была использована программа ArcGIS 9.2, в которую была импортирована оцифрованная топографическая карта масштаба 1:100 000. На ее основе были сформированы тематические слои рельефа и гидрографической сети исследуемой территории.

В процессе исследования для географической привязки геоботанических описаний с помощью GPS-приемника определялись их координаты. На основе собранных в полевых исследованиях материалов на каждый из полевых периодов созданы атрибутивные таблицы с присоединенными к ним значениями долготы и широты. Далее таблицы были экспортированы в отдельные слои. Расположение площадок геоботанических описаний представлено на карте (рис.).

В последующем проводилась обработка описаний; интерпретация полученных материалов осуществлена с позиций экологофлористического подхода Ж. Браун-Бланке [5], названия синтаксонов даны согласно «Международному кодексу фитосоциологической номенклатуры» [6].

В данной публикации приводятся первые результаты создания ГИС фиторазнообразия Природного парка «Эльтонский» – показаны места выполнения геоботанических описаний, названы установленные фитосоциологические единицы и даны по сводке С.К. Черепанова) [4] и ценозы асс. Salicornietum prostratae Soó (1947) 1964. При уменьшении увлажнения и засоленности почв сообщества названной ассоциации сменяются ценозами асс. Salicornio perennantis-Suaedetum salsae Freitag et al. 2001. Они занимают повышен- ные участки по сравнению с сообществами предыдущей ассоциации и встречаются редко.

Ценозы асс. Limonio gmelinii-Suaedetum linifo-liae Lysenko et Mitroshenkova 2011 связаны с понижениями низкой террасы оз. Эльтон и отмечены в нижней части долины р. Хара на солончаках луговых. Они образуют экологические ряды с Phragmites australis -сообществами и ценозами асс. Limonio gmelinii-Halimionetum verruciferae Lysenko et Mitroshenkova 2011. Последние довольно широко распространены в пойме и в понижениях низкой террасы озера с сильнозасоленными почвами – солончаками луговыми.

Ценозы асс. Limonio caspici-Halimionetum verruciferae Lysenko 2011 распространены в понижениях низкой террасы на светло-каштановых солончаковых почвах и образуют комплексы с сообществами субасс. Puccinellio fominii-Halimionetum verruciferae limonietosum suffruticosi Shel. et al. 1989. Сообщества асс. Limonio suffruticosi-Nitrarietum schoberi Lysenko et Mi-troshenkova 2011 являются характерным компонентом ландшафтов низкой террасы озера на легких сильнозасоленных почвах близ устьев рек Карантинка, Малая и Большая Сморогда, Чернавка. Они имеют небольшие размеры и образуют комплексы с ценозами субасс. Puccinellio fominii-Halimionetum verruciferae limonietosum suffruticosi .

Выше сарсазановых сообществ на низкой террасе с солончаками типичными распространены ценозы асс. Puccinellio fominii-Halocnemetum Shel et al. 1989. Здесь же, но на пониженных участках располагаются ценозы субасс. Puccinellio fominii-Halimionetum verruciferae limonietosum suffruticosi .

На высокой древнеозерной террасе на солонцах солончаковых распространены ценозы асс.

Camphorosmo monspeliacae-Artemision pauciflorae Karpov 2001 nom. invers. propos., Anabasio salsae-Artemisietum pauciflorae ass. nov. prov., A.s.-A.p. typicum subass. nov. prov., A.s.-A.p. anabasietum aphyllae subass. nov. prov., A.s.-A.p. atriplicetosum canae subass. nov. prov., A.s.-A.p. limonietosum suffruticosi subass. nov. prov.

Галофитные сообщества Приэльтонья являются характерной чертой аридных экосистем юго-востока европейской части России и естественной средой обитания редких и охраняемых видов растений, и потому сами должны подлежать охране. Банк данных подробных геоботанических описаний и установление точного местоположения фитоценозов позволит проводить долговременный мониторинг их состояния.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Госконтракта Министерства образования и науки РФ (№ 14.740.11.1390 от 19.10.2011).