Особенности водного режима сосудистых растений верховых болот в условиях природной и антропогенной среды

Болотные растения осуществляют свою жизнедеятельность в особых условиях обитания, которая определяется обилием влаги и ее застойностью или слабой проточностью, низкой теплопроводностью, бедностью торфа элементами минерального питания, высокой кислотностью почвенного раствора, низким содержанием кислорода, постоянным нарастанием сфагновой дернины и торфа [1, 4]. Параметры среды формируют особенности эколого-физиологических механизмов данной группы растений в том числе и водного режима [3].

В связи с наличием огромных территорий болот в ХМАО—Югре изучение данной проблемы весьма актуально.

Водный режим растений является важным показателем эколого-физиологического состояния растений. Он может быть использован для мониторинга жизненного состояния растений болот.

В представленной работе состояние водного режима растений изучали в 2007—2010 гг. на трех экспериментальных площадках. Верховое болото на расстоянии 20 км от п. Высокого служило контрольным вариантом. Для оценки антропогенного влияния на водный режим болотных растений были использованы болота вокруг Комсомольского озера (г. Нижневартовск) и территория факельного хозяйства Самотлорского месторождения ЦДНГ-1 ДНС-19.

Для исследования были использованы следующие виды растений: клюква болотная ( Oxycoccus palustris ), багульник болотный ( Ledum palustre ), морошка приземистая ( Rudus chamaemorus ), береза карликовая ( Betula nana ), сосна сибирская ( Pinus sibirica ), cосна обыкновенная ( Pinus sylvestris ).

Водный режим растений оценивали по комплексу параметров листьев: интенсивности транспирации, общему содержанию воды, свободной и связанной воды, водоудерживающей и водопоглощающей способности. Интенсивность транспирации определяли методом быстрого взвешивания [2], водоудерживающую и водопоглощающую способность листьев — по методике, предложенной А.А.Ничипоровичем [6], основанной на определении времени завядания срезанных листьев. Определение свободной и связанной воды проводили по методике Н.А.Гусева [5].

Листья у кустарничков для исследования отбирали со среднего яруса, у трав — из средней части растения, у деревьев — из средней части кроны южной стороны в трех-че-тырехкратной повторности. Возраст хвои составлял 3—4 года.

В результате проведенных исследований выявлено, что интенсивность транспирации у растений на изученных участках варьировала от 540 мг/дм2ч до 1165 мг/дм2ч (рис. 1).

и Высокий

■ г Нижневартовск

Факельное хозяйство

Рис. 1. Интенсивность транспирации листьев сосудистых растений верховых болот в природной и урбанизированной среде:

1 — клюква болотная; 2 — багульник болотный; 3 — береза карликовая;

4 — морошка приземистая; 5 — сосна обыкновенная; 6 — сосна сибирская

Минимальная интенсивность транспирации наблюдалась у растений на верховом болоте в контрольном варианте (окрестности п. Высокого) (рис. 2).

Рис. 2. Особенности интенсивности транспирации листьев сосудистых растений верховых болот в природной и урбанизированной среде

Самую высокую интенсивность транспирации имели растения болот на экспериментальном участке вблизи озера Комсомольского (г. Нижневартовск), средние показатели — растения близ факельного хозяйства (рис. 2).

Можно предположить, что в условиях опытных вариантов интенсивность транспирации болотных растений будет снижаться в связи с более высокой температурой воздуха и его запыленностью, снижением интенсивности освещения, однако этого мы не наблюдали. Возможно, это связано с тем, что выбранные опытные участки болот были расположены рядом с озерами, вследствие этого грунтовые воды здесь располагаются близко к поверхности.

У отдельных видов изученных растений закономерность интенсивности транспирации в контрольном и опытном вариантах была такая же. Растения на контрольном варианте имели самую низкую интенсивность транспирации, на опытных она была выше (рис. 2).

Сосна сибирская имела максимальную интенсивность транспирации, которая достигала 914 мг/дм2ч; самые низкие показатели данного параметра были у березы карликовой (644 мг/дм2ч) и морошки приземистой (634 мг/дм2ч). Средние значения выявлены у сосны обыкновенной (844 мг/дм2ч), клюквы болотной (839 мг/дм2ч) и багульника болотного (732 мг/дм2ч) (рис. 1).

Выявленная закономерность имела место как в контрольном, так и в опытных вариантах.

Таким образом, для растений болот характерны низкие или средние значения интенсивности транспирации листьев. В условиях урбанизированной среды и близ факельного хозяйства наблюдалось повышение интенсивности транспирации.

Общее содержание воды в листьях растений на изученных участках варьировало от 32,76% до 66,12%. Ее содержание в листьях опытных вариантов превышало контрольный (рис. 3, 4).

Рис. 3. Общее содержание воды в листьях сосудистых растений верховых болот в природной и урбанизированной среде:

1 — клюква болотная; 2 — багульник болотный; 3 — береза карликовая;

4 — морошка приземистая; 5 — сосна обыкновенная; 6 — сосна сибирская

Рис. 4. Содержание воды в листьях сосудистых растений верховых болот в природной и урбанизированной среде

Содержание свободной воды на исследуемых участках варьировало от 4,09% до 28,24%. Самый низкий ее уровень был выявлен у растений в условиях факельного хозяйства и на территории г. Нижневартовска, самый высокий — у растений болот в 20 км от п. Высокого.

Процент связанной воды варьировал от 11,76 до 59,03. Ее содержание в условиях факельного хозяйства было максимально.

Водопоглощающая способность листьев болотных растений варьировала от 50,57% до 98,29%. Самые высокие значения данного показателя были выявлены в условиях факельного хозяйства, второе место занимали растения на территории г. Нижневартовска, самые низкие показатели были у контрольных вариантов.

Водоудерживающая способность листьев мало отличалась на всех изученных участках. Она варьировала у разных видов от 14,81% до 82,66%.

На основании полученных результатов мы делаем заключение о том, что сосудистые растения верховых болот имеют средний лабильный тип водного обмена, они не испытывают дефицита воды. Мы считаем, что ксероморфные черты болотных растений связаны с дефицитом минерального питания, в частности азота.