Эколого-фитоценотическая характеристика местообитаний и структура ценопопуляций смолевки меловой (Silene cretacea Fisch. ex Spreng.) в Саратовской области

С молевка меловая — ( Silene cretacea Fisch. ex Spreng., Caryophyllaceae) — вид, для которого более 150 лет отсутствовали данные о нахождении в области. В середине XIX века в окр. с. Норка Саратовского уезда (ныне с. Некрасово Красноармейского района) S. cretacea собиралась К. Клаусом [9]. В «Конспекте флоры Саратовской области» [2] имеются данные о местонахождении вида в Озинском районе. Однако, по современным представлениям, эти популяции относятся к близкому виду S. fruticulosa Bieb. [10]. А.Г. Еленевский с соавторами [2] считает, что указание S. cretacea для территории Саратовской области, вероятно, является ошибочным. Летом 2008 г. смолевка меловая впервые за столь длительный отрезок времени была обнаружена на территории Правобережья области.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В основу статьи положены результаты изучения ценопопуляций S. cretacea , обнаруженных в августе 2008 г в окр. с. Некрасово Красноармейского района. Фитоценотические исследования проводились с использованием стандартных методов [5, 12]. При характеристике ценопопуляций S. cretacea численность особей в каждой ценопо-пуляции определялась методом сплошного пересчета, для каждого экземпляра определялись высота, диаметр куста, количество цветков, жизненность. Названия видов растений приведены по сводке С. К. Черепанова [11].

Для сообществ с участием S. cretacea оценивали показатель биоценотического потенциала, учитывая три составляющие: состояние фитоценоза, структурное разнообразие, природоохранный статус [1, 6, 8]. Первая составляющая характеризует степень сохранности среды, вторая — структуру местообитаний, третья показывает целесообразность введения специальных мер охраны. Результат произведения этих показателей выступает в качестве количественной меры биоценотического

потенциала. Для того чтобы учесть участие в биоценозе видов, имеющих природоохранный статус, вводили поправку в виде коэффициента природоохранной значимости (R), который отражает биотическую ценность того или иного уча- стка

Индекс структурного разнообразия рассчитывали по формуле Бриллуэна [7], в которую, вместо численных оценок видов и особей, подставляли результаты бальной оценки выраженности от дельных структурных параметров:

H

str

1 m ! m ! m !... m !

--In—¹—²— ³---—

M M !

где m i - значение i-го элемента структурного разнообразия в баллах; M - суммарная оценка в баллах по всем структурным элементам сообщества.

Индекс состояния растительности оценивался как сумма площадей разной степени фитоценоти-ческой сформированности в пределах изучаемого участка по формуле:

Is = S Qf,

где Q i - доля суммы площадей с разным уровнем нарушенности от общей площади участка, %; f - коэффициенты нарушенности.

Общий коэффициент природоохранной значимости вычислялся по формуле:

R = Г1 + Г 2 + r3 + r4 , где r^ r2, Гз, r4 - соответствующие коэффициенты значимости по категориям статуса видов [6]; i - число обнаруженных редких видов по категориям статуса.

Показатель обобщенного биоценотического потенциала вычислялся по формуле:

Ip = Is * Istr* R, где R - коэффициент природоохранной значимости; IS - индекс состояния фитоценоза; Istr - индекс структурного разнообразия сообщества.

Статистический анализ данных проведен с использованием пакета программ STASTICA 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

На изученном участке меловые обнажения представляют собой серию участков площадью в несколько сотен м², приуроченных к верхним и средним частям склонов юго-восточной экспозиции. Растительность прилегающих территорий слагается сообществами ковыльной ( Stipa capil-lata ), типчаковой ( Festuca valesiaca ) и костровой

( Bromopsis ripari ) формаций, в которых хорошо представлено разнотравье ( Galatella villosa , Seseli tortuosum , Verbascum marschallianum ., Gypsophila altissima , Agrimonia eupatoria . и др.) и полукустарнички ( Artemisia austriaca , Kochia prostrata ). Видовое богатство составляет 35-50 видов, общее проективное покрытие 50 -80%. Растительность меловых обнажений по видовому составу и структуре резко отличается от окружающей степной. Из общих видов можно отметить Stipa capillata , Festuca valesiaca , Artemisia austriaca , Gypsophila altissima , Cephalaria uralensis и некоторые другие, но на меловых обнажениях они встречаются с небольшим обилием и преимущественно на границе со степной растительностью. Видовое богатство 15-25 видов, общее проективное покрытие 5-30%. Из восьми обследованных обнажений S. cretacea была отмечена только на трех. Поскольку эти обнажения удалены друг от друга в среднем на 210 м и окружены зональной степной растительностью, есть все основания выделять три отдельных ценопопуляции S. cretacea на изученной территории. Поэтому в дальнейшем все изученные параметры приводятся для каждой ценопопуляции отдельно. В табл. 1 представлен флористический состав и проективное покрытие видов в сообществах с участием S. cretacea .

Таблица 1. Характеристика видовой структуры сообществ с участием смолевки меловой (обнажения 1-3)

Виды растений	1	2	3
Alyssum tortuosum	0,5	0,01	0,1
Artemisia salsoloides	7,0	10,0	15,0
Astragalus albicaulis	7,0*	6,0	7,0
Bromopsis riparia	0,5	-	-
Centaurea marschalliana	-	1,0	0,5
Cephalaria uralensis	3,0	2,0	3,0
Cerasus fruticosa	1,0	-	-
Echinops ruthenicus	0,1	0,5	-
Euphorbia volgensis	2,0	2,0	2,0
Festuca valesiaca	1,0	1,0	-
Galatella villosa	-	0,01	-
Galium octanarium	-	0,01	-
Gypsophila altissima	-	-	1,0
Hedysarum grandiflorum	2,0	-	3,0
Helichrysum arenarium	1,0	-	-
Hyssopus cretaceous	10,0	10,0	10,0
Jurinea cyanoides	0,01	-	-
Koeleria cristata	0,01	1,5	0,5
Matthiola fragrans	0,5	0,1	0,5
Onosma simplicissima	0,1	-	-
Orthanthella lutea	0,5	0,7	0,1
Phlomoides tuberosa	0,5	-	-
Pimpinella saxifraga	2,0	5,0	2,0
Scabiosa isetensis	5,0	3,0	1,0
Silene cretacea	2,0	5,0	2,0
Stipa capillata	1,0	0,5	0,5
Thymus cimicinus	20,0	30,0	20,0

Ïðèìå÷àíèå: *- ïðîåêòèâíîå ïîêðûòèå, %

Как видно из табл. 1 флористический состав сообществ изученных обнажений очень сходен, так же как и список преобладающих видов. В составе сообществ было отмечено шесть видов рас тений, занесенных в Красную книгу России: Hys-sopus cretaceous, Hedysarum grandiflorum, Matthiola fragrans, Artemisia salsoloides, Silene cretacea, Thymus cimicinus. Все они, а также Alyssum tortuosum, подлежат охране и на региональном уровне. В результате настоящего исследования получены новые данные о распространении ряда этих видов на территории Саратовской области. В частности, Thymus cimicinus в Красной книге Саратовской области [4] для Красноармейского района не указан.

Характерной особенностью растительности изученных местообитаний является разреженность покрова: из всех видов сообщества только Thymus cimicinus , Pimpinella saxifraga . и Scabiosa isetensis . образуют достаточно густые заросли, занимая значительные площади обнажений. Экзем-плярная насыщенность других видов низка, и особи, как правило, не контактируют друг с другом.

В изученных местообитаниях хорошо выражен микрорельеф, влияющий на пространственную структуру растительного покрова. Четко прослеживается также влияние на этот показатель положения на склоне. На рис. приведена обобщенная схема экологического ряда растительности от верхней части обнажения до нижней. Наибольшее проективное покрытие растений (до 30%) наблюдается в верхней части склона, где сомкнутый покров образуют Thymus cimicinus , Scabiosa iseten-sis и Cephalaria uralensis . Ниже по склону произрастают Hyssopus cretaceous , Scabiosa isetensis , Pimpinella saxifrage, проективное покрытие не превышает 5%. К этим же участкам приурочена большая часть особей Silene cretacea . В нижней части склона общее проективное покрытие несколько возрастает (до 10%) в основном за счет появления Astragalus albicaulis и Thymus cimicinus . Изредка отмечается Silene cretacea. В самой нижней выположенной части общее проективное покрытие вновь достигает 30%. Обильны такие виды как Koeleria cristata , Astragalus albicaulis , Artemisia salsoloides , Scabiosa isetensis , встречается Stipa capillata , Onosma simplicissima L. и др.

Таблица 2. Пространственная структура изученных ценопопуляций ЦП)

Параметры	ЦП 1	ЦП 2	ЦП 3
Площадь популяции, м2	1050	440	325
Абс. число особей, шт.	231	274	67
Среднее расстояние между особями в группе, см	101,6	56,8	49,7
Экземплярная насыщенность. шт/м2	0,22	0,62	0,21

Большинство особей Silene cretacea во всех трех фитоценозах было приурочено к наиболее высоким продольным валам верхней и средней частей обнажений, где проективное покрытие и обилие других видов наименьшее. На участках с наибольшим обилием Thymus cimicinus со значительной примесью других видов не зарегистрировано ни одной особи Silene cretacea .

Литосоль

карбонатная

Меловые обнажения

Дерновая степная карбонатная

Рисунок. Схема экологического ряда растительности.

1 — Thymus cimicinus , 2 — Hyssopus cretaceous , 3 — Silene cretacea , 4 — Astragalus albicaulis , 5 — Scabiosa isetensis , 6 — Stipa capillata , 7 — Koeleria cristata .

Ценопопуляция 1 занимает наибольшую площадь по сравнению с остальными изученными (табл. 2), однако наибольшей численностью характеризуется ценопопуляция 2.

Таблица 3. Характеристика некоторых морфометрических показателей смолевки меловой

Параметры	ЦП 1	ЦП 2	ЦП 3
Высота растения,	12,8±0,3*	12,9±0,4	10,9±0,4
см	12 — 14	11 — 15	7 — 13
Наибольший диа-	13,8±1,8	19,4±1,1	11,2±0,8
метр куста, см	10 — 22	5 — 24	5 — 20
Наименьший диа-	10,0±1,9	16,6±1,7	8,7±0,0
метр куста, см	5 — 17	4 — 20	3 — 15
Количество цвет-	8,1±1,0	7,2±0,1	12,4±1,3
ков, шт.	0 — 20	0 — 26	0 — 32

Примечание: * над чертой среднее и стандартная ошибка, под чертой размах варьирования

Для всех трех изученных местообитаний характерно случайно-групповое расположение особей Silene cretacea . Размер групп значительно варьирует, однако чаще других отмечаются скопления численностью в 4—12 особей. Среднее расстояние между особями в группе также является весьма непостоянной величиной и отличается во всех трех ценопопуляциях. Общей закономерностью является изолированность всех изученных экземпляров Silene cretacea во всех ценопопуляциях, т. е. отсутствие механического контакта между соседними особями в группе (минимальное расстояние между особями было отмечено в ценопопуляции 3 и составило 14 см).

Данные по некоторым морфометрическим показателям изученного вида приведены в табл. 3.

Статистически значимые отличия средних значений (при р < 0,01) были получены для следующих параметров: количество цветков (между ценопопуляциями 2 и 3), размер куста (между ценопопуляциями 1 и 2) и высота растения (между ценопопуляциями 1 и 3, 2 и 3). Наибольшей вариабельностью во всех ценопопуляциях характеризуется показатель количества цветков на растении.

Жизненность всех изученных особей Silene cretacea высокая. Подавляющее большинство экземпляров находится в генеративном состоянии, доля вегетативных особей во всех изученных ценопопуляциях не превышала 1—2%.

На основании количественной оценки параметров сообществ с участием Silene cretacea (табл. 4) проведены расчеты состояния местообитания, структурной сложности сообществ и их природоохранного статуса.

Оценка отдельных показателей сообществ с участием S. cretacea в пределах изученного участка меловых обнажений показала, что индекс состояния местообитания оценивается в 61%, что связано с наличием достаточно больших участков, полностью лишенных растительности. Индекс структурного разнообразия сообществ с участием S. cretacea для изученной территории составляет 0,68 (при теоретически возможных значениях индекса от 0 до 1), т. е. не достигает очень больших значений. Это связано с низкими балльными оценками таких показателей, как общее проективное покрытие травостоя, наличие степного войлока и ярусность сообщества. Индекс природоохранной значимости местообитания составил 11,39, что соответствует высокому уровню.

Обобщенный индекс биоценотического потен- (при максимально возможном значении, исходя циала для изученного участка составил 41,5R из принятой нами шкалы оценок, в 100R).

Таблица 4. Количественные значения некоторых параметров изученных сообществ

Параметр	Значение параметра	Бальная оценка/коэффициент пересчета
Состояние сообщества
Доля лишенных растительности участков, %	30	0,2
Доля участков средней фитоценотической сформированности, %	40	0,7
Доля участков высокой фитоценотической сформированности, %	30	0,9
Структурные параметры
Число видов, шт.	более 20	2
Наличие степного войлока	нет	0
Общее проективное покрытие, %	10-30	1
Количество вертикальных ярусов, шт.	2	2
Природоохранная значимость
Число видов, находящихся под угрозой исчезновения, шт.	1	2,0
Число уязвимых видов, шт.	3	1,8
Число редких видов, шт.	2	1,6
Число видов с неопределенным статусом, шт.	0	1,4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исходя из имеющихся данных, есть все основания утверждать, что изученные ценопопуляции 5. cretacea являются уникальными для территории области. Информация о нахождении 5. cretacea на территории Красноармейского района Саратовской области должна быть учтена при составлении региональных флористических списков. Результаты ценопопуляционных и фитоце-нотических исследований могут служить базой для дальнейшего мониторинга популяций ряда охраняемых на федеральном и региональном уровнях видов растений. Урочище «Дальнее», на территории которого, помимо 5. cretacea , встречается еще не менее пяти видов растений, занесенных в «Красную книгу РФ» (1988), необходимо включить в состав ООПТ Саратовской области в качестве ботанического памятника природы.