Повторные геоботанические наблюдения на стационарном участке в южной части Волго-Ахтубинской поймы

Автор: Чувашов Андрей Викторович, Бармин А.Н., Иолин М.М., Николайчук Людмила Федоровна, Голуб Валентин Борисович

Журнал: Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии @ssc-sl

Статья в выпуске: 2 т.29, 2020 года.

Бесплатный доступ

Проведено сравнение состава растительных сообществ в южной части Волго-Ахтубинской поймы на стационарном участке, который обследовался дважды: в 1973 г. и 2010 г. Установлено снижение пастбищной дигрессии растительности.

Долина нижней волги, гидрологический режим, пастбищная дигрессия

Короткий адрес: https://sciup.org/148315287

IDR: 148315287 | DOI: 10.24411/2073-1035-2020-10320

Текст научной статьи Повторные геоботанические наблюдения на стационарном участке в южной части Волго-Ахтубинской поймы

Недавно были рассмотрены результаты многолетних наблюдений за динамикой растительности на ключевых участках, заложенных в 1958-1959 гг. в Волго-Ахтубинской пойме геоботанической партией Всесоюзного аэрогеоло-гического треста (ВАГТ). Анализ этих наблюдений охватывал три периода: 1973, 1981, 20092012 гг. [1, 2, 4]. Однако один из участков ВАГТ в урочище «Пастухова тоня», указанный на карте в упомянутой статье под № 10, не был рассмотрен. Он не посещался в 1981 г. В данной статье мы анализируем результаты сопоставления структуры растительных сообществ на этом

участке за 2 года наблюдений: в 1973 г. и спустя 37 лет - в 2010 г.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Участок в урочище «Пастухова тоня» был заложен в 1958 г. в самой южной части Волго-Ахтубинской поймы вблизи отделения от основного русла Волги р. Бузан (рис. 1). Площадь участка – 64 га.

В 1958 г. на ключевом участке была проведена топографическая съемка, по результатам которой составлена карта масштаба 1:2000. На участке было заложено 26 учетных геоботанических площадок. На топографической карте были отмечены места расположения пробных площадок, на которых делали геоботанические описания.

Геоботанические описания на участке проводили в 1958 г., 1959 г., 1961 г., 1972, 1973 г. (01.08-04.08) и 2010 г. (3.08). Описания 1958, 1959, 1961 гг. были не полные. Мы отказались от их рассмотрения. В 1972 г. было обследованы не все площадки описаний. Поэтому мы остановились на сопоставлении только двух лет учетов, а именно, 1973 г. и 2010 г.

Описания, сделанные во все годы исследований, аккумулированы в базе данных на основе программы TURBOVEG [6]. Всего при подготовке настоящей статьи мы сопоставляли 52 описания, сделанные за два указанных года.

Названия сосудистых растений даем по «Flora Europaea» [10]. Некоторые виды растений, которые плохо различали между собой, понимались в широком смысле (s.l.) или как сумма таксонов: Alisma lanceolatum + A. plantago-aquatica, Carex acutiformis + C. melanostachya, Eleocharis palustris + E. uniglumis, Euphorbia esula s.l. = E. esula ssp. esula + E.esula ssp. tom- masiniana, Rorippa palustris + R. brachycarpa, Scirpus maritimus s.l. = S. m. ssp. maritimus + Bolboschoenus glaucus, Scutellaria galericulata + S. hastifolia.

В геоботанических описаниях обилие растений указывали в процентах проективного покрытия, которое при обработке материала было переведено в баллы: менее 1% – +; 1–5% – 1; 6– 15% – 2; 16–25% – 3; 26–50% – 4; более 50% – 5. Площадь учетных площадок в 1973 г. не фиксировали в геоботанических описаниях, в 2010 г. она, в среднем, равнялась 10 м2.

Рис. 1. Космический снимок района исследований (источник: Google Earth). Звездочкой отмечено место расположения ключевого участка в урочище «Пастухова тоня»

Выделение групп растительных сообществ (фи-тоценонов) осуществляли с помощью кластерного анализа на основе расчета коэффициента Съерен-сена, примененного к количественным данным, и связывания кластеров методом «гибкой беты» (flexible beta), при β = - 0,25. Расчеты проведены с помощью программы РС-ORD 5.0 в среде JUICE 7.0. [7]. Оптимальный уровень кластеризации был определен с помощью расчета показателя четкости классификации [5]. Эти расче- ты реализуются в том же пакете программ JUICE 7.0.

В каждой выделенной группе (фитоценоне) устанавливали верные виды, которые мы считали диагностическими. Верность измеряли с помощью phi-коэффициента, расчет которого предложили чешские геоботаники [8, 9]. Всю процедуру расчетов phi-коэффициента и критерия Фишера реализовывали с помощью пакета программ JUICE 7.0. Диагностическими видами считали те, у которых величина phi-коэффициента достигала 0,25, высоко диагностическими – у которых этот коэффициент достигал 0,5.

Для расчета экологических ступеней по шкалам Л.Г. Раменского (увлажнения – У, богатства и засоленности почвы – БЗ, пастбищной дигрессии – ПД) применяли «метод пересечения большинства интервалов» [3]. Для выявления направления изменений растительности использовали DCA-ординацию геоботанических описаний с помощью встроенного в пакет программ JUICE модуля из программного пакета R [11].

При всех статистических оценках величины считали достоверными, если p-значение соответствующей статистики не превышало уровень значимости 0,05.

Гидрологические данные получены в органах гидрометеослужбы. За объем половодий мы условно принимали сток воды в створе Волгоградской ГЭС за второй квартал.

В 1973 г. в обследовании участка принимали участие Л.С. Родман и И.Н. Горяинова, работавшие на участке ранее – в 1958-1961 гг.

ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Факторы среды

Десятилетие, предшествующее учету 1973 г., отличалось меньшей водностью, чем такой же период перед учетом 2010 г. (табл. 1). В последний год учета было и более мощное половодье, чем в 1973 г., что привело и к более высокому уровню подъема воды (табл. 2). Но в целом гидрологические факторы за рассматриваемые годы и периоды не отличались большим различием.

Таблица 1

Объем водного стока в створе Волгоградской ГЭС в годы учетов на ключевых участках, км3

Годы	За год	За второй квартал
1973 г.	174	78
2010 г.	238	93
В среднем за период 1964-1973 гг.	225	100
В среднем за период 2001-2010 гг.	253	104

Среди климатических показателей следует обратить внимание на более высокие среднегодовые температуры в десятилетие, предшествующее учетам 2010 г. Самым значимым фактором, который изменился за 37 лет, – это снижение интенсивности сельскохозяйственного использования района поймы, в котором находится ключевой участок. Пастбищная нагрузка в этом районе поймы уменьшилась в 2010 г. в сравнение с 1973 г. в несколько раз. Уменьшилась также регулярность сенокошения.

Таблица 2 Максимальный уровень подъема воды по рейке водомерного поста в г. Астрахань, см

Период	Уровень
1973 г.	230
2010 г.	263
В среднем за период 1964-1973 гг.	244
В среднем за период 2001-2010 гг.	275

Таблица 3

Среднемноголетние метеорологические показатели по г. Астрахань

Годы	Средняя сумма осадков, мм		5^ co о О Й к & 4 22 и U	О о СО О о 22 д и
Годы	за год	за период с t ° C более 10ºC	5^ co о О Й к & 4 22 и U	О о СО О о 22 д и
1964 1973	198	113	9.7	3543	0.32
2001 2010	223	132	11.1	3941	0.33

Растительные сообщества

Было установлено, что наибольшая четкость классификации достигается кластерным анализом при выделении 5-и групп растительных сообществ (фитоценонов) (табл. 4).

Фитоценон № 1. Занимает местообитания сухолугового увлажнения, на которых наиболее сильно выражена пастбищная нагрузка. Среди видов растений в этом фитоценоне высока представленность Dodartia orientalis, Carex praecox, Acroptilon repens. Число таких сообществ уменьшилось с пяти в 1973 г. до двух в 2010 г. Мы считаем, что причиной сокращения таких местообитаний стало суммарное действие двух факторов: 1) увеличения увлажненности местообитаний во время половодий, 2) уменьшение пастбищной нагрузки.

Фитоценон № 2. Занимает местообитания влажнолугового увлажнения с меньшей паст- бищной нагрузкой, чем в первом фитоценоне. Чаще всего в этом фитоценоне встречались Althaea officinalis, Scutellaria galericulata + S. hastifolia. Комбинация видов, присутствующая в данном фитоценоне, отсутствовала в 1973 г., а в 2010 г. была представлена на 10 площадках. Следует обратить внимание, что в этом фито-ценоне высока представленность растений из группы разнотравья, которые плохо переносят регулярное сенокошение. Кроме Althaea officinalis, это Xanthium strumarium s.l., Cirsium arv-ense, Glycyrrhiza glabra, Rubia tatarica. В эту группу переместились площадки с растительными сообществами, которые в 1973 г. были представлены в первом и третьем фитоценонах.

Фитоценон № 3. Как и второй фитоценон, размещается на местообитаниях влажнолугового увлажнения. Чаще всего в этой группе встречаются Carex acutiformis + C. melanos-tachya, Asparagus officinalis, Lythrum virgatum, Glycyrrhiza echinata, Eleocharis palustris + E. uniglumis, Elymus repens. В 1973 г. эти сообщества были представлены на 18-и площадках, в 2010 г. - на 12-и. Это наилучшие сенокосные угодья в Волго-Ахтубинской пойме. Они содержат в сравнении с другими фитоценонами более значительное количество злаков и осок, которые здесь обычно входят в состав сена: Carex acutiformis + C. melanostachya, Elymus repens, Eleocharis palustris + E. uniglumis, Hier-ochloë repens, Scirpus maritimus s.l.

Фитоценон № 4. Занимает местоположения с болотно-луговым увлажнением. Это пониженные участки, на которых чаще всего встречаются Polygonum hydropiper и Stachys palustris. В 1973 г. и в 2010 г. были представлены на двух площадках. Но одно растительное сообщество, существовавшее здесь в 1973 г., перешло в предыдущий фитоценон. Его место в этой группе заняло сообщество из 5-й группы фитоценонов.

Фитоценон № 5. Он в 1973 г. занимал в плоское неглубокое понижение, покрытое водой. Это было местообитание прибрежноводной растительности с доминированием в сообществе Sagittaria sagittifolia и Butomus umbellatus. В 2010 г. это понижение было сухим. Растительное сообщество, которое здесь существовало в 1973 г., сменилось в 2010 г. растительной группировкой, относящейся к 4 фитоценону.

Таблица 4

Синоптическая таблица выделенных фитоценонов

Номер группы		1	2	3	4	5
Общее количество площадок в группе		7	10	30	4	1
	в 1973 г.	5	0	18	2	1
	в 2010 г.	2	10	12	2	0
Среднее значение ступени по шкале Л.Г. Рамен-	У	59	67	70	93	107
Среднее значение ступени по шкале Л.Г. Рамен-	ПД	5	4	4	3	2.0
ского	БЗ	14	14	15	15	15
Dodartia orientalis		100¹	20⁺	40⁺	.	.
Carex praecox		71¹	20⁺	17¹	.	.
Acroptilon repens		71¹	30¹	20⁺	.	.
Althaea officinalis		.	90⁺	33 +	75⁺	.
Scutellaria galericulata + S. hastifolia		.	80⁺	53⁺	.	.
Eleocharis acicularis		.	60⁺	.	.	.
Carex sp.		.	50⁺	.	.	.
Xanthium strumarium s.l.		.	50⁺	7 +	.	.
Cirsium arvense		.	40⁺	3 +	.	.
Convolvulus arvensis		43⁺	90⁺	60⁺	25¹	.
Rubia tatarica		.	70¹	13⁺	75¹	.
Alisma lanceolatum + A. plantago-aquatica		.	50⁺	3⁺	25⁺	.
Glycyrrhiza glabra		14⁵	40¹	10¹	.	.
Carex acutiformis + C. melanostachya		43¹	30²	90¹	25¹	.
Asparagus officinalis		100¹	100²	100¹	.	.
Lythrum virgatum		14⁺	60⁺	97⁺	75⁺	.
Glycyrrhiza echinata		100¹	80⁺	97⁺	.	.
Eleocharis palustris + E. uniglumis		43²	90³	97¹	75¹	.
Elymus repens		100²	80²	93²	.	.
Euphorbia esula s.l.		43⁺	70⁺	77⁺	.	.

Окончание таблицы 4
Номер группы	1	2	3	4	5
Hierochloë repens	.	70⁺	67⁺	25²	.
Scirpus maritimus s.l.	14⁺	.	53⁺	50⁺	.
Polygonum hydropiper	.	.	.	75¹	.
Stachys palustris	.	20⁺	3 +	75⁺	.
Sparganium erectum	.	.	.	50¹	.
Typha angustifolia	.	.	.	50⁴	.
Polygonum amphibium	.	.	.	50⁺	.
Polygonum minus	.	10⁺	.	50¹	.
Rorippa palustris + R. brachycarpa	.	20⁺	.	50⁺	.
Nymphoides peltata	.	.	.	25¹	100¹
Butomus umbellatus	.	20⁺	3 +	50⁺	100²
Sagittaria sagittifolia	.	.	.	50⁺	100⁴
Inula britannica	100⁺	80⁺	70⁺	25⁺	.
Senecio jacobaea	14¹	80⁺	63⁺	.	.
Eryngium planum	71⁺	40⁺	63⁺	.	.
Tragopogon brevirostris ssp. podolicus	57⁺	20⁺	30⁺	.	.
Lactuca sp.	29⁺	10⁺	3 +	.	.

Список литературы Повторные геоботанические наблюдения на стационарном участке в южной части Волго-Ахтубинской поймы

Бондарева В.В., Голуб В.Б. Оценка динамики растительности на ключевых участках в средней части Волго-Ахтубинской поймы // Изв. Самарского НЦ РАН. 2014. Т. 16, № 5(5) С. 1630-1635.
Бармин А.Н., Иолин М.М., Герасимова К.А., Чувашов А.В., Голуб В.Б. Оценка динамики растительности южной части Волго-Ахтубинской поймы // Изв. Самарского НЦ РАН. 2016. Т. 18, № 5 (2). C. 176-185.
Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М.: Сельхоз-гиз, 1956. 471 с.
Чувашов А.В., Николайчук Л.Ф., Голуб В.Б. Итоги многолетних наблюдений в Волго-Ахтубинской пойме на стационарных площадках Аэрологического треста // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2019. Т. 28, № 4. С. 76-90.
Botta-Dukát Z., Chytry M., Hájková P. Hav-lová M. Vegetation of lowland wet meadows along a climatic continentality gradient in Central Europe // Preslia. 2005. Vol. 77. P. 89-111.
Hennekens S.M., Schaminée J.H.J. TUR-BOVEG a comprehensive data base management system for vegetation data // Journal of Vegetation Science. 2001. Vol. 12. P. 589-591.
Tichy L. 2002. JUICE, software for vegetation classification // Journal of Vegetation Science. 2002. Vol. 13. P. 451-453.
Chytry M., Tichy L., Holt J., Botta-Dukát Z. Determination of diagnostic species with statistical fidelity measures // Journal of Vegetation Science. 2002. Vol. 13. P. 79-90.
Tichy L., Chytry M. Statistical determination of diagnostic species for site groups of unequal size // Journal of Vegetation Science. 2006. Vol. 17. P. 809818.
Tutin T.G., Heywood V.H., Burges N.A., Valentine D.H., Walters S.M., Webb D.A. Flora Europaea on CD-ROM. Cambridge: Cambridge University Press. 2001.
Zeleny D., Tichy L. Linking JUICE and R: New developments in visualization of unconstrained ordination analysis // 18th Workshop of European Vegetation Survey in Rome. Roma: La Sapienza Univerzita Publ. House, 2009. P. 123.

Еще

Статья научная