Экологические условия экотонов лесостепи центральной части ставропольской возвышенности, благоприятные для некоторых видов растений

Периферийные части лесных сообществ – экотоны, переходящие постепенно в открытые травяную формацию – степи, широко распространены в зоне типичной лесостепи на Ставропольской возвышенности. При изучении особенностей состава и сложения флоры экотонных сообществ нами выявлено, что территориально в пределах зрелых естественных и искусственных экотонов сосредоточено около 60 % видов из зонального списка редких и исчезающих видов растений.

Материалы и методика. Исследование встречаемости редких и подлежащих охране видов проводилось нами на геоботаническом профиле, проложенном в зональном лесостепном экотоне в региональном природном заказнике урочища Шалево. Цель исследования – определение экологических ареалов редких видов для обоснования стратегии и методов их сохранения и воспроизводства. Данный экотон представляет собой зону постепенной смены зональных типов растительности: дерновин-нозлаковая степь, разнотравно- дерновинноз-лаковая степь со среднерослыми кустарниками Crataegus pentagina и Rosa canina, луговая степь с густостоящими высокорослыми кустарниками Crataegus curvicepala. Определение количества редких и исчезающих видов на профиле длиной 850 и шириной 3 м осуществляли на 20 площадках размером 1м². Оценку условий местообитаний по различным экологическим факторам проводили с помощью экологических шкал Д.Н. Цыганова [1]. Названия видов приведены в соответствии со сводкой С.К. Черепанова [2].

Результаты и их обсуждение . Геоботаническими описаниями экотонных сообществ выявлены следующие виды: Adonis vernalis L., Crocus reticulatus Steven ex Adams in F. Weber & D. Mohr., Iris aphylla L., Paeonia tenuifolia L., Orchis tridentata Scop., Stipa capillata L., Stipa lessingiana Trin. & Rupr., Stipa pulcherrima C. Koch. В пределах экотона было отмечено также: 1) во внешней его части с господством представителей флоры сухих степей наибольшей встречаемостью обладают виды рода Stipa;

• 2)    более мезофильные представители родов Adonis, Iris, Paеonia сосредоточены в средней части экотона, что, вероятно, объясняется оптимизирующей ролью флоры кустарников;

• 3)    по мере приближения к лесу флоры уменьшается встречаемость редких и краснокнижных видов флоры;

• 4)    наиболее обильным в пределах трансекты был Stipa pulcherrima, единично встречен Orchis tridentata.

Для оптимизации мер защиты этих растений необходимы подробно данные об экологических факторах, определяющих их требования к компонентам абиотической среды. Используя экологические шкалы Д.Н. Цыганова нами проведен анализ диапазонов наиболее важных экологических факторов, указывающих на специфические условия местообитаний редких растений: Tm – термоклиматические, Om – аридности-гумидности, Hd – увлажнения почвы, Тr – трофности почвы, Lc – освещенности-затенения. Шкалы Д.Н. Цыганова относятся к амплитудным, где указываются диапазон толерантности вида к тому или иному экологическому фактору. Часть пространства экологических факторов (экоареал), которое сформировалось исторически, отражает тенденции расселения видов в зависимости от конкретных условий местообитания [3]. На рис. 1-4 изображены экологические ареалы ценопопу-ляций редких и исчезающих видов, встреченных в пределах зональных лесостепных экотонов на Ставропольской возвышенности: сплошной линией указана нижняя граница экоареала, а пунктирной – верхняя.

Рис. 1. Экоареал ценопопуляций горицвета весеннего и шафрана сетчатого в лесостепном экотоне

Размер экоареала позволяет оценить адаптивный потенциал вида, а его конфигурация – выявить лимитирующий экологический фактор. Так, например, для Adonis vernalis наиболее значимыми факторами являются освещенность и показатель аридности-гумид-ности климата. Для Crocus reticulatus помимо условий затенения и освещенности значимым экологическим фактором оказывается термоклиматический, поэтому данный вид встречается только в местах с мягким климатом. Низкая требовательность данного вида к плодородью и увлажнению почв, позволяет ценопопу-ляции нормально пройти фазы роста и разви-тияне только в зоне луговых, но и в зоне сухих степей.

Рис. 2. Экоареал ценопопуляций ириса вильчатого и пиона узколистного

Из всех изученных видов наиболее требовательным к эдафическим условиям является пион узколистный, произрастающий на хорошо увлажненных богатых почвах, что объясняет его высокую встречаемость на всех участках разно-травно-дерновиннозлаковой степи на типичных черноземах. Остальные виды имеют широкий диапазон требовательности к богатству почв, поэтому данный экологический фактор не оказывает существенного влияния на реализованность их экоареалов. Экоареалы представителей рода Stipa схожи, однако, необходимо отметить, что ковыль красивейший при этом более требователен к увлажнению почвы, чем остальные виды этого рода, что отражается показателем степени его встречаемости на открытых участках лесостепных экотонов, расположенных в зоне луговой степи. Все встреченные редкие виды относятся к широкому диапазону экологических групп: от суббореальной с радиационным балансом 30-40 ккал/см2·год до мезосредиземномор-ской (до 60 ккал/см2·год). По отношению к освещенности и затенению наиболее толерантным является Iris aphylla, остальные виды тяготеют к открытым и полуоткрытым пространствам, характерным для лесостепных экотонных формаций.

Рис. 3. Экоареал ценопопуляций ятрышника трехзубчатого и ковыля волосовидного

Большинство изученных редких растений требовательны не только влажности почвы, но и к влажности воздуха. Для всех представителей разнотравья экооптимумом является норма осадков от 500 до 700 мм в год. Для видов рода Stipa это условие не является лимитирующим, поскольку они ксерофиты, имеют ряд физиологических приспособлений для выживания на фоне дефицита влаги. Таким образом, редкие и исчезающие виды растений, произрастающие в экотонных сообществах Центрального Ставрополья наиболее требовательны к увлажнению почвы, точнее к коэффициенту увлажнения, величина которого должна быть близка к показателю 0,8-1,0.

Рис. 4. Экоареал ценопопуляций видов ковыля Лессинга и красивейшего в экотонах зоны луговой степи

Выводы: анализ экологических факторов, обусловливающих высокую жизненность растений, занесенных в региональную Красную книгу [4], позволяет сделать заключение о том, что сочетание древесно-кустарниковых и травяных сообществ в пределах экотонов создают благоприятные экологические условия:

• -    мезофильность климата вследствие близости влагоносных лесов;

• -    благоприятный микроклимат, создаваемый среднерослыми и высокорослыми кустарниками, которые, располагаясь с наветренной стороны леса, частично нивелируют негативное воздействие сухих восточных и северо-восточных ветров и повышают относительную влажность атмосферы в утренние и вечерние часы; защищают растения в подкроновом пространстве от прямых лучей солнца в жаркий полдень.

Интегрированный эффект указанных факторов обусловил, в конечном итоге, наиболее высокую флористическую насыщенность экотона, повышенную жизненность и стабильное ежегодное плодоношение, а так же полноту возрастного спектра большинства ценопопуляций, подлежащих охране. Следовательно, лесостепные экотоны являются рефугиумами для редких и подлежащих охране видов зональной флоры, поскольку в их пределах не только формируются благоприятные экологические условия, но и создаются условия для физической защиты их от сухих ветров и животных.