Мониторинг состава и структуры синантропной растительности Ильменского заповедника

Автор: Коротеева Елена Викторовна, Куянцева Надежда Борисовна, Чащина Ольга Евгеньевна

Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc

Рубрика: Особо охраняемые природные территории

Статья в выпуске: 1-4 т.16, 2014 года.

Бесплатный доступ

Дана оценка многолетней динамики синантропной растительности дорожно-тропиночной сети в Ильменском заповеднике. Анализ распределения синантропных видов в ценофлорах элементов дорожно-тропиночной сети выявил возрастание индекса синантропизации в градиенте стрессирующего фактора для всех типов лесов. Самыми устойчивыми к внедрению синантропных видов являются сосновые древостои.

Заповедник, синантропизация, антропофиты, апофиты

Короткий адрес: https://sciup.org/148202914

IDR: 148202914

Текст научной статьи Мониторинг состава и структуры синантропной растительности Ильменского заповедника

вследствие чего возникает обеднение флоры, формируются производные сообщества на месте коренных, снижается устойчивость фитоценозов.

Цель работы: выявить изменения синантропной растительности магистральных путей Ильменского заповедника (на примере дорожно-тропиночной сети) за последние 30 лет.

Район исследования. Территория Ильменского заповедника на 90% покрыта лесами, которые относят к южноуральским предлесо-степным сосновым и лиственнично-сосновым лесам. Основными лесообразующими породами являются сосна и береза, занимающие 56% и 40% площади заповедника, соответственно. Площадь, занятая растительностью троп и дорог, составляет примерно 6,4% от всей заповедной территории [4].

Методика исследования. В 2013 г. описаны 3 постоянных пробных площади (ППП) в сосняке зеленомошном разнотравно-злаковом и березняке снытево-разнотравно-злаковом в 2-х типах дорог (для сравнения использованы ППП, заложенные в 1986 г. [6]). Грунтовая дорога включает колею (колея_ГД), обочину (обочи-на_ГД) и контроль, лесная дорога – колею (ко-лея_ЛД), межколейное пространство (МКП_ЛД), обочину (обочина _ЛД), контроль. Выделенные элементы располагаются в градиенте уменьшения стрессирующей нагрузки. Для каждой структурой единицы дороги на 10 УП определены: видовая насыщенность, проективное покрытие видов, обилие (по Друде), доля участия синантропных видов. Оценка степени синантропизации фитоценозов [2] произведена на основе показателя доли участия синантропных видов в их составе (индекс синантропиза-ции). Использована шкала оценки степени си-нантропизации растительных сообществ: I – антропогенные воздействия незначительные, синантропных видов до 15%; II – воздействия значительные, синантропных видов от 16% до 60%; III – воздействия длительные и сильные, в составе сообществ преобладают синантропные виды – от 61% до 100%. Под ценофлорами (ЦФ) понимались группы видов, связанных ценотиче-ским и экологическим подобием экотопов [13, 14], и формирующих сообщества на отдельных элементах дорожно-тропиночной сети. Обработка геоботанических описаний проведена с помощью шкал Цыганова Д.Н. [12] по следующим факторам среды: Hd – влажность, Tr – богатство почвы, Nt – нитраты, Rc – кислотность, Lc – освещенность.

Обсуждение результатов. Современная синантропная флора ИГЗ с 1986 г. [6] увеличилась на 45 видов, из которых апофиты – 28, ан-тропофиты – 17, индекс синантропизации вырос на 1,6 % (табл. 1).

Синантропная флора дорожно-тропиноч-ной сети заповедника включает 40 видов, из них 32 приходится на апофиты и 8 на антропофиты (табл. 2). Выявлено уменьшение числа синантропных видов в анализируемый период на 18% в сосновых лесах и на 65% – в берёзовых. Установлено появление 9 новых видов на ППП в сосновых лесах (Agrimonia pilosa, Amoria repens, Geum urbanum и др.) и одного (Elytrigia repens) – в берёзовых. При этом происходит исчезновение отдельных растений из состава сообществ дорог, например: в сосновом лесу – 12 видов (Glechoma hederacea, Plantago major, Leucanthemum vulgare и др.).

Таблица 1. Многолетняя динамика процесса синантропизации флоры ИГЗ

Признак	Ильменский государственный заповедник
Признак	Горчаков-ский и др., 2005	Козлова, 1991
всего	953	841
всего синантропных видов	265	220
в том числе апофитов	144	116
в том числе антропофитов	121	104
индекс синантропизации %	27,8	26,2
индекс апофитизации %	54,3	40,0

Таблица 2. Синантропная флора дорожно-тропиночной сети ИГЗ

Вид	Апо-фит	Антро тро-пофит	Сосновые леса		Березовые леса
Вид	Апо-фит	Антро тро-пофит	1986	2013	1986	2013
Achillea millefolium L.	+		+	+	+
Adenophora lilifolia (L.) A. DC.	+				+
Aegopodium podagraria L.	+		+		+	+
Agrimonia pilosa Ledeb.	+			+	+	+
Alopecurus pratensis L.	+		+
Amoria repens (L.) C. Presl	+		+	+	+	+
Arctium lappa L.		+	+
Carum carvi L.	+		+		+
Carex digitata L.	+			+
Chenopodium album L.	+				+
Deschampsia caespitosa (L.) Beauv.	+		+		+	+
Elytrigia repens (L.) Nevski		+	+			+
Galeopsis bifida Boenn.		+			+
Geranium pratense L.	+		+	+	+	+
Geranium pseudosibiricum J.Mayer	+		+		+
Geum urbanum L.	+		+	+	+	+
Glechoma hederacea L.	+		+		+
Heracleum sibiricum L.	+				+
Leucanthemum vulgare Lam.	+		+		+
Luzula pilosa (L.) Willd.	+			+
Oberna behen (L.) Ikonn.	+		+
Phleum pratense L.	+		+		+
Pimpinella saxifraga L.	+			+
Plantago major L.		+	+		+
Plantago media L.		+			+
Poa angustifolia L.	+		+	+	+	+
Poa annua L.	+		+	+	+	+

Продолжение таблицы 2
Polemonium caeruleum L.	+			+
Polygonum arenastrum Boreau		+			+
Pulmonaria mollis Wulf. ex Hornem.	+			+
Ranunculus acris L.	+				+
Senecio jacobaea L.	+				+
Stachys officinalis (L.) Trevis.	+		+	+	+
Stellaria graminea L.	+				+
Stellaria media (L.) Vill.		+		+	+
Taraxacum officinale Wigg.		+		+	+	+
Urtica dioica L.	+				+
Veronica chamaedrys L.	+		+	+	+
Vicia cracca L.	+		+	+	+	+
Viola canina L.	+		+	+	+
Всего видов	32	8	22	18	31	11

Оценка свойств местообитаний выступает важным элементом для сравнительного анализа фитоценозов при выделении ведущих комплексных градиентов и понимания направленности процессов смены фитоценозов. Охарактеризованы свойства экотопов в сосновых и берёзовых сообществах (на контроле). Сосняку разнотравно-зеленомошному соответствует: Hd – сухолесолуговой / влажно-луговой тип увлажнения; Tr – небогатая / довольно богатая почва; Nt – очень богатая азотом почва / бедная азотом; Rc – кислая почва / слабокислая; Lc – полуоткрытое пространство / светлые леса. В берёзовом лесу сны-тево-разнотравно-злаковом рассмотренные показатели принимают следующие значения: Hd – сухолесолуговой тип увлажнения; Tr –довольно богатая почва; Nt – бедная азотом почва; Rc – слабокислая почва; Lc – полуоткрытое пространство / светлые леса. Таким образом, в березовых насаждениях формируются более благоприятные условия для произрастания видов тра-вяно-кустарничкого яруса в сравнении с сосновыми древостоями. Не установлено различий в параметрах экотопов сосновых и берёзовых лесов в 1986 и 2013 гг., что позволяет выявленные отличия в видовом составе ЦФ синантропной растительности дорожно-тропиночной сети заповедника отнести к действию антропогенного фактора. При увеличении стрессирующей нагрузки наблюдается незначительное увеличение влажности, трофности, кислотности и азота, а также увеличение освещённости в сосновых и берёзовых лесах во всех типах магистральных путей. На грунтовых дорогах состояние почвогрунтов ниже качеством, чем на лесных дорогах. Контрольные насаждения характеризуются более ксерофитными условиями, что возможно объясняется дренирующими свойствами растительного покрова, транспирирующего избыток воды из органо-минерального субстрата. Нарушение целостности травяно-кустарничкого яруса приводит к застойным явлениям в межколейном пространстве и колее, заболачиванию и подкислению, а увеличение нитратов объясняется загрязнением [4].

Таблица 3. Распределение синантропных видов по ЦФ (1986 г.)

Характеристика	Контроль	Обочина _ГД	Обочина _ЛД	МКП _ЛД	Колея _ЛД
сосновые леса
число апофитов / % встречаемости	13 / 26	8 / 29,6	4 / 21,1	9 / 50	8 / 53,3
число антропофитов /% встречаемости	1 / 2	1 / 3,7	1 / 5,3	2 / 11,1	2 / 13,3
индекс синантропизации, %	28	33,3	26,3	61,1	66,7
степень синантропизации	II	II	II	III	III
березовые леса
число апофитов / % встречаемости	12 / 24,5	11 / 35,5	21 / 55,3	8 / 44,4	2 / 66,7
число антропофитов /% встречаемости	0 / 0	1 / 3,2	3 / 7,9	5 / 27,8	1 / 33,3
индекс синантропизации, %	24,5	38,7	63,2	72,2	100
степень синантропизации	II	II	III	III	III

Анализ распределения синантропных видов в ЦФ элементов дорожно-тропиночной сети выявил возрастание индекса синантропизации в градиенте стрессирующего фактора для всех типов леса (табл. 3). Наибольшее значение рассматриваемый показатель принимает в ЦФ ко-лея_ЛД. Согласно шкале оценки степени синан-тропизации наиболее длительные и сильные воздействия (балл III) выявлены в ЦФ березовых насаждений, которые относятся ко всем элементам лесных дорог. В сосновых древостоях такие нагрузки установлены только для внутренних элементов лесной дороги, для ЦФ контроль и обочина_ГД характерны только значительные воздействия (балл II).

Распределение синантропных видов по ЦФ дорожно-тропиночной сети в 2013 г. (табл. 4) демонстрирует одинаковые с 1986 г. закономерности в изменении антропогенных нагрузок. Наибольший индекс синантропизации установлен для ЦФ колея_ЛД. При этом степень синан-тропизации, характеризующая силу антропогенного воздействия, за последние 30 лет для лесных дорог в березовых древостоях уменьшилась для обочины_ЛД, а в сосновых – для всех элементов лесной дороги (с III-х до II-х баллов).

Таблица 4. Распределение синантропных видов по ЦФ (2013 г.)

Характеристика	Контроль	Обочина _ГД	Обочина _ЛД	МКП _ЛД	Колея _ЛД
сосновые леса
число апофитов/ % встречаемости	8 / 23,5	12 / 50	5 / 23,8	3 / 21,4	0 / 0
число антропофитов/% встречаемости	0 / 0	3 / 12,5	0 / 0	0 / 0	1 / 50
индекс синантропизации, %	23,5	62,5	23,8	21,4	50
степень синантропизации	II	III	II	II	II
березовые леса
число апофитов/ % встречаемости	6 / 18,2	-	6 / 33,3	8 / 50	3 / 75
число антропофитов/% встречаемости	0 / 0	-	0 / 0	2 / 12,5	0 / 0
индекс синантропизации, %	18,2	-	33,3	62,5	75
степень синантропизации	II	-	II	III	III

Выводы: можно сказать о снижении интенсивности использования длительное время существующих транспортных путей в заповеднике. Наиболее устойчивыми к внедрению синантропных видов являются сосновые древостои. Показано, что производные растительные сообщества на дорогах и тропах способны существовать только при продолжающихся антропогенных воздействиях, а участие синантропных растений на стадиях восстановительных сукцессий сохраняется даже после снятия нагрузок [4].

Список литературы Мониторинг состава и структуры синантропной растительности Ильменского заповедника

Горчаковский, П.Л. Антропогенные изменения растительности: мониторинг, оценка, прогнозирование//Экология. 1984. № 5. С. 3-16.
Горчаковский, П.Л. Антропогенная трансформация и восстановление продуктивности луговых фитоценозов. Монография. -Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург», 1999. 156 с.
Горчаковский, П.Л. Синантропизация растительного покрова в условиях заповедного режима/П.Л. Горчаковский, Е.В. Козлова//Экология. 1998. № 3. С. 171-177.
Горчаковский, П.Л. Фиторазнообразие Ильменского заповедника в системе охраны и мониторинга/П.Л. Горчаковский, Н.В. Золотарева, Е.В. Коротеева, Е.Н. Подгаевская//Монография. -Екатеринбург: Изд-во «Гощицкий», 2005. 192 с.
Золотарева, Н.В. Синантропный элемент во флоре Ильменского заповедника (Южный Урал)//Лесопользование, экология и охрана лесов: фундаментальные и прикладные аспекты. Мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. -Томск, 2005. С. 170-171.
Козлова, Е.В. Синантропизация растительного покрова заповедных территорий (на примере Ильменского заповедника): Автореф. дис…канд. биол. наук. -Екатеринбург, 1991. 25 с.
Куликов, П.В. Дополнения к флоре Ильменского государственного заповедника (Южный Урал)//Бюл. МОИП, 2003. Т. 108. Вып. 6. С. 68-69.
Марина, Л.В. Адвентивный элемент флоры Висимского заповедника//Проблемы изучения адвентивной флоры СССР. -М., 1989. С. 57-59.
Телегова, О.В. Закономерности синантропизации растительного покрова особо охраняемых природных территорий разного ранга): Автореф. дис…канд. биол. наук. -Екатеринбург, 2004. 25 с.
Третьякова, А.С. Синантропная фора Среднего Урала/А.С. Третьякова, В.А. Мухин//Монография. -Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург», 2001. 148 с.
Харитонова, О.В. Синантропизация растительного покрова заповедных территорий в градиенте высотной поясности: на примере Печоро-Илычского биосферного заповедника): Автореф. дис…канд. биол. наук. -Екатеринбург, 2008. 25 с.
Цыганов, Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. -М.: Наука, 1983. 198 с.
Юрцев, Б.А. Флора как природная система//Бюл. МОИП. 1982. Т. 87, вып. 4. С. 3-22.
Юрцев, Б.А. Мониторинг биоразнообразия на уровне локальных флор//Ботанический журнал. 1997. Т. 82, № 6. С. 60-70.

Еще

Статья научная