Пространственная структура комплексов растительности карстовых болот Башкирского Предуралья

Повышение интереса к исследованиям болот на рубеже тысячелетий объясняется резким возрастанием уровня воздействия антропогенных нарушений на естественные экосистемы. Эти нарушения не только разрушают отдельные экосистемы, но и снижают общую устойчивость биосферы, что способствует изменению климата и учащению стихийных бедствий с увеличением их масштаба. Для разработки комплекса мер, направленных на смягчение негативных изменений в болотных экосистемах, требуются фундаментальные знания процессов болотообразования и динамики болот в ходе сукцессий.

Болота занимают около 0.4 % территории Республики Башкортостан (РБ). Несмотря на относительно небольшую площадь, они весьма разнообразны и представлены всеми основными типами как по водно-минеральному режиму (олиготрофные, мезотрофные, гетеротрофные и евтрофные), так и по геоморфологии и происхождению [1]. На настоящий момент болота Южно-Уральского региона изучены крайне неравномерн о, в лучшей степени обследованы высокогорные сообщества, а также массивы, которые имеют промышленные запасы торфа. Сведения о флоре и растительности карстовых болот, имеющих широкое распространение в Башкирском Предуралье, немногочисленны. В тоже время, растительные сообщества этих болот являются уникальными объектами и играют исключительно важную роль в поддержании водного баланса и повышении биологического разнообразия территорий. Они обеспечивают существование изолированных популяций редких и нуждающихся в охране видов, а также представляют значительный научный интерес для изучения процессов болотообразования в условиях неустойчивого увлажнения [2, 3, 4, 5].

Карстующиеся сульфатные и карбонатные отложения во многих районах РБ выходят на поверхность, создавая характерные формы наземного и

Мулдашев Альберт Акрамович , к.б.н., с.н.с.; Широких Павел Сергеевич , к.б.н., с.н.с.

подземного карстового рельефа. Наиболее распространенными из них являются воронки, которые могут заболачиваться [6]. Высокая специфичность южно-уральских карстовых болот была отмечена Е.М. Брадис [7], выделившей их в отдельный тип болотной растительности – эвтрофный карстовый осоково-гипново-сфагновый с гипновой залежью, характеризующийся небольшими площадями, глубокой залежью, эвтрофностью и наличием высокозольных торфов, часто с повышенным содержанием серы и извести.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объектом исследования являлись болота и зарастающие озера карстовых депрессий северо-востока Башкирского Предуралья. Климат района континентальный, с умеренно теплым, иногда жарким летом и продолжительной умеренно холодной зимой, среднегодовая температура воздуха - +2.5 -+3.5 °С, сумма положительных температур за период с температурой выше 10 °С – 1900-2350 °С, среднегодовое количество осадков - 450-500 мм, продолжительность безморозного периода 55-100 дней, гидротермический коэффициент по Селянинову варьирует от 0.8 до 1.4 [8].

Данная территория характеризуется наличием большого числа карстовых воронок, которые часто встречаются в виде цепочек на небольшом расстоянии друг от друга. Диаметр воронок 10-30, реже до 200 м, а глубина 2-10, иногда до 50 м. Генезис воронок коррозионно-просадочный, коррози-онно-суффозионный, коррозионно-эрозионный, реже – коррозионно-провальный. Дно воронок может иметь открытые поноры (отверстия в горной породе, поглощающие воду и отводящие ее вглубь), или заполняться тяжелыми осадочными породами, препятствующими дренированию влаги. Старые карстовые воронки, выполненные глинистым материалом, могут превращаться в карстовые озера, обычно имеющие связь с подземными водами, реже подвешенные, атмосферного питания, непостоянные во времени [9]. Материалом для данной работы послужили 210 полных геоботанических описаний различных типов болотной и прибрежно-водной растительности карстовых образований, выполненных сотрудниками лаборатории геоботаники и охраны растительности Института биологии УНЦ РАН в 2009-2010 гг. Описания сообществ и дальнейшая их обработка выполнялись по методике Браун-Бланке [10].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На основе базы данных геоботанических описаний растительности карстовых образований разработана ее предварительная синтаксономия, в составе которой 5 классов, 9 порядков, 10 союзов, 24 ассоциации, 1 сообщество и ряд более дробных единиц. Столь высокое разнообразие связано с различием режимов дренажа карстовых воронок, большим временным рядом карстообразования и болотообразования в воронках (от раннеголоценового периода до настоящего времени) и, соответственно, представленностью разных динамических стадий растительности.

Продромус растительности карстовых болот Башкирского предуралья

LEMNETEA R. Tx. 1955

LEMNETALIA R. Tx. 1955

Lemnion minoris R. Tx. 1955

Lemnetum minoris Oberd. ex T. Müller et Görs 1960 ( L.m. )

LEMNO-UTRICULARIETALIA Passarge 1978 Utricularion vulgaris Passarge 1964

Crataneuro filicinii-Utricularietum vulgaris ass. nova prov. ( C.f.-U.v. )

POTAMETEA Klika in Klika et Novák 1941

POTAMETALIA Koch 1926

Nymphaeion albae Oberd. 1957

Nupharo lutei-Nymphaeetum candidae Grigorjev et Solm. 1987 ( N.l.-N.c. )

Potametum natantis Soó 1927 ( P.n. )

Potametum berchtoldii ass. nova prov. ( P.b. )

CALLITRICHO-BATRACHIETALIA Passarge 1978 Batrachion aquatilis Passarge 1964

Batrachio trichophylli-Callitrichetum cophocarpae Soó (1927) 1960 ( B.t.-C.c. )

PHRAGMITI-MAGNOCARICETEA Klika in Klika et Novák 1941

PHRAGMITETALIA Koch 1926

Phragmition communis Koch 1926

Typhetum latifoliae Lang 1973 ( T.l. )

Phragmitetum communis (Gams 1927) Schmale 1939 ( P.c. )

Equisetetum fluviatilis Steffen 1931 ( E.f. )

Carici lasiocarpae-Caricetum diandrae ass. nova prov.

( C.l.-C.d. )

MAGNOCARICETALIA Pignatti 1953 Magnocaricion elatae Koch 1926

Caricetum vesicariae Br.-Bl. et Denis 1926 ( C.v. ) Comaro palustrii-Caricetum vesicariae ass. nova prov. ( C.p.-C.v. )

Caricetum acutiformis Sauer 1937 ( C.a. )

Phalaridetum arundinaceae Libbert 1931 ( P.a. )

Cicution virosae Hejný ex Segal in Westhoff et Den Held 1969

Calletum palustris Segal et Westhoff in Westhoff et Den Held 1969 ( Cal.p. )

Comaretum palustris Grigorjev et Solm. 1987 ( Com.p. ) OENANTHETALIA AQUATICAE Hejný in Kopecký et Hejný 1965

Oenanthion aquaticae Hejný ex Neuhäusl 1959 Sagittario-Sparganietum emersi R. Tx. 1953 ( S.-S.e. ) Eleocharitetum palustris Ubriszy 1948 ( E.p. ) Eleocharitetum mamillatae ass. nova prov. ( E.m. ) Hippuridetum vulgaris Passarge 1955 ( Hip.v. )

Rorippo amphibiae-Oenanthetum aquaticae (Soó 1927) Lohmeyer 1950 ( R.a.-O.a. )

SCHEUCHZERIO-CARICETEA FUSCAE R. Tx. 1937

SCHEUCHZERIETALIA PALUSTRIS Nordhagen 1937

Caricion lasiocarpae Vanden Berghen in Lebrun et al. 1949

Caricetum lasiocarpae Osvald 1923 ( Car.l. )

Comaro palutrii-Sphagnetum teri ass. nova prov. ( C.p.-S.t. )

OXYCOCCO-SPHAGNETEA Br.-Bl. et R.Tx. ex Westhoff et al. 1946

SPHAGNETALIA MAGELLANICI Kästner et Flöss-ner 1933

Охусоссо-Empetrion hermaphroditi Nordhagen ex Neuhausl 1969

Chamaedaphno calyculatae-Sphagnum magellanici ass. nova prov. ( Ch.-S.m. )

Oxycoccus palustris-Sphagnum angustifolium ( O.p.-S.a. )

Из продромуса видно, что собственно болотная растительность в изученных карстовых образованиях представлена двумя классами – Scheuchzerio-Caricetea и Oxycocco-Sphagnetea, три других класса объединяют прибрежно-водную и водную растительность, сообщества которой инициируют процессы заболачивания и торфообразования.

Для изучения динамических процессов болото-образования необходимо знание пространственной структуры растительности. На рис. 1 представлена схема пространственного расположения растительных сообществ в направлении от берега к центру воронки.

Все растительные комплексы прибрежноводной и болотной растительности, по нашему предварительному видению, можно разделить на три группы по возрасту, при этом основным критерием является видовой состав. Как видно из рис. 1, прибрежную часть во всех комплексах образуют сообщества класса Phragmiti-Magnocaricetea. С увеличением возраста при болотообразовании смена растительных сообществ в центральной части воронки идет в направлении от водной растительности классов Lemnetea и Potametea, далее к сообществам класса Scheuchzerio-caricetea fuscae. Наи- более старовозрастные комплексы в центральной части имеют сфагново-клюквенные сообщества класса Oxycocco-Sphagnetea.

Авторы искренне признательны Т.Ю. Минаевой и А.А. Сирину за помощь в экспедиционных исследованиях.

м h у У

в

ю о о V

C.a.

C.v.

C.p.-C.v.

д а с

У

ч о

Рис. 1 . Схема пространственного расположения растительных сообществ в направлении от берега к центру карстовой воронки, в зависимости от группы возраста.