Современное состояние кальцефитной растительности Пензенской области

Выявление и изучение сохранившихся кальцефитных флоро-ценотических комплексов в Пензенской области и в целом на Приволжской возвышенности имеет большое значение для сохранения биоразнообразия, что в настоящее время является основным условием устойчивого развития регионов.

Кальцефитная флора и растительность чрезвычайно редко встречаются на территории Пензенской области (преимущественно на северо-востоке) и дошла до нас в сильно трансформированном виде. Сохранившиеся участки – урочища занимают крутые склоны рек или останцов и приурочены к выходам коренных пород с высоким содержанием карбонатов, представленные опоками, мергелем, мелами. Многие из отмеченных здесь видов внесены в Красные книги Российской Федерации [4] и Пензенской области [5].

На территории Пензенской области нам известно около десятка участков кальцефитной растительности: семь в Никольском районе, и по одному в Лунинском, Мокшанском и Наровчатском районах (рис. 1).

В предыдущем выпуске журнала «Известия Самарского научного центра РАН» нами была дана подробная характеристика современного состояния растительности одного из них – памятника природы «Субботинские склоны» в Никольском районе [10].

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучение флоры и растительности проводили при маршрутных и стационарных исследованиях. Размеры пробных площадей определялись в

Работа выполнена в рамках гранта РФФИ № 14-04-97072 р-поволжье-а зависимости от величины растений и уровня плотности (численности): для анализа синузии трав S = 4 (2×2) м2 и S = 100 (10×10) м2 для учета синузии деревьев. На пробных площадях отмечали общее проективное покрытие (ОПП) и отдельных видов. Для каждого растения отмечали возрастное состояние, происхождение (семенное или вегетативное), высоту, принадлежность к ярусу, фенологическую фазу, жизненность.

Названия сосудистых растений приведены по С. К. Черепанову [19].

Классификация растительности осуществлялась по доминантному принципу с учетом экологических и ценотических групп видов [6, 13].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Меловая растительность приурочена к выходам коренных пород с высоким содержанием карбонатов (от мергелей до белого писчего мела) и часто встречаются на южных крутых склонах с большим перепадом относительных высот (40-70 м). Для них характерны растительные ассоциации с доминированием Stipa capillata, S. pennata и Melica transsilvanica. Из разнотравья в таких ассоциациях практически всегда присутствует Salvia verticillata , а из кустарников могут быть Cotoneaster melanocarpus или Spiraea crenata. Этим местообитаниям сопутствует целый ряд кальцефильных степных видов ( Centaurea ruthenica , Onosma simplicissima , Polygala sibirica и др.) и лесных видов ( Lupinaster albus, Galeobdolon luteum, Salvia glutinosa и др.).

«Лысая гора» (памятник природы с 2000 г.) находится близ с. Ильмино в Никольском районе по правому берегу небольшой речки, впадающей в р. Суру [1, 7, 8, 11, 16]. Степи сохранились на крутом склоне (около 45º) юго-восточной экспозиции. Почвы сильно смыты до коренной породы, которая в верхней части представлена опокой, а в нижней – мергелем. На обнажении развиваются сильно обедненные степные ассоциации: вверху – разнотравно-злаковые ассоциации с доминированием Elytrigia repens, Calamagrostis epigeios, Melica transsilvanica, внизу – злаково-разнотравные с преобладанием Artemisia campestris и др. В направлении к лесу располагаются кустарниковые степи с участием Cerasus fruticosa, Spiraea crenata и кальцефильного вида – Cotoneaster melanocarpus. В травостое отмечаются виды высокотравья: Delphinium cuneatum, Nepeta pannonica и др. Далее следует переходная зона к лесу, представленная дубовым редколесьем с отдельными кустами Cotoneaster melanocarpus. Травяной покров сильно остепнен, в нем встречаются такие редкие виды, как Adonis vernalis, Anemone sylvestris, Fritillaria ruthenica и Stipa pennata.

Самые верхние части склона покрыты смешанными лесами, в которых И.И. Спрыгин [16] отмечал Cypripedium calceolus. В настоящее время леса трансформированы в дубо-липняки, порослевые низкобонитетные дубравы, осинники. Древесный ярус достаточно плотный (ОПП 0,70,8), хорошо выражен ярус кустарников из Corylus avellana с участием Euonymus verrucosa (ОПП 0,5-0,6). В травяном покрове неморальное разнотравье: Aegopodium podagraria, Carex pilosa, Asarum europaeum, Lathyrus vernus, Melica nutans и др.

Сосново-широколиственные леса встречаются значительно реже: происхождение их связано с формированием второго древесного яруса из широколиственных видов ( Acer platanoides, Tilia cordata , редко Quercus robur ) под кронами Pinus sylvestris (культура). В травяном покрове таких лесов помимо неморальных видов встречаются бореальные виды – Rubus saxatilis и Maianthemum bifolium .

Кальцефильные виды в составе современных лесных сообществ не обнаружены.

«Субботинские склоны» (памятник природы с 2000 г.) близ с. Субботино в Никольском районе [7, 8, 10, 11, 14]. Объект занимает крутые склоны коренного берега р. Ночки – правого притока р. Инзы. Перепад относительных высот здесь достигает 70 м. Сильно смытые почвы обнажают коренные породы, представленные в верхней части склонов – опоками, в нижней – мергелем и мелом. Подробный анализ современного состояния растительности памятника природы представлен в работе Л.А. Новиковой с соавторами [10]. Водораздел и верхние части склонов заняты смешанными сосново-дубовыми лесами. На границе степей с лесами развиваются дубовые редколесья с Cotoneaster melanocarpus. Травяной покров сильно разрежен и включает много редких видов (Aster amellus, Lupinaster albus, Potentilla alba). Ниже следуют меловые степи. По склону встречаются разнотравнозлаковые ассоциации, в которых доминируют Melica transsilvanica, Salvia verticillata и Echinops ruthenicus. Осыпи обычно затянуты длиннокорневищными злаками: Calamagrostis epigeios, Elytrigia repens, из разнотравья дольно обильна Seseli libanotis. В менее нарушенных условиях на небольших по площади лесных полянах южной экспозиции развиваются разнотравно-злаковые ассоциации с доминированием Festuca valesiaca, Melica transsilvanica, Stipa capillata. В этих сообществах отмечены такие редкие виды, как Artemisia armeniaca, Silene repens.

Урочище «Шолом», занимающее склоны близ с. Коржевка в Никольском районе не имеет статуса ООПТ [3, 7, 8, 11, 17]. Верхние части крутых склонов южной и юго-восточной экспозиций заняты дубравами злаковоразнотравными . Древостой достаточно разреженный (ОПП 0,5) из Quercus robur иногда с участием Betula pendula . В травяном покрове помимо неморальных, характерно высокое участие видов лугово-степного разнотравья: Convallaria majalis, Aegopodium podagraria, Brachypodium pinnatum, Poa angustifolia, Melica nutans, Polygonatum odoratum, Stachys officinalis, Scrophularia nodosa, Potentilla alba, Laser trilobum, Lupinaster albus и др.

Непосредственно на обнажении массово развиваются следующие виды: Echinops ruthenicus, Salvia verticillata, Seseli libanotis , а также многочисленные сорные виды. Собственно степи представлены разнотравно-злаковыми ассоциациями с доминированием Stipa capillata, S. pennata, S. zalesskii и Melica transsilvanica. Из разнотравья в составе этих сообществ участвуют Artemisia campestris, Echinops ruthenicus, Salvia verticillata. На границе с лесом развиваются кустарниковые степи с участием Cerasus fruticosa , Spiraea crenata. В этих сообществах встречаются такие редкие виды, как Delphinium cuneatum, Pulsatilla patens. Прежде в составе растительности этого участка отмечались Centaurea ruthenica и Lupinaster albus [17].

«Никитянские горы» (памятник природы с 2003 г.) располагается между cc. Никитянка и Александровка в Никольском районе и приурочен к склону водораздельного останца, круто обрывающегося к руслу р. Суры. В связи с интенсивными эрозионными процессами (перепады отдельных склонов составляют 80 м, а крутизна – 40-45º) участок имеет вид «низкогорного ландшафта» [20]. Памятник природы интересен не только в геоморфологическом отношении, но и в геологическом. В нижней части склонов выходят карбонатные породы: белые глины и мел; выше они перекрываются опоками палеогенового возраста.

Растительность представлена широколиственными и сосново-широколиственными лесами. На средних и нижних частях склонов на плодородных темно-серых лесных почвах (на отдельных участках мел отмечается на глубине 10-15 см) развиваются широколиственные леса, в основном дубравы с участием Acer platanoides и

Tilia cordata. Леса представляют собой первую или вторую генерацию лесов, так как из-за сложности рельефа в меньшей мере подверглись рубкам.    Ярус    кустарников    образован преимущественно Corylus avellana (ОПП 0,9). Травяной ярус сильно обеднен и включает Aegopodium   podagraria,   Galium   odoratum,

Mercurialis perennis , местами - Asarum europaeum. Видовой состав в значительной степени увеличивается на опушках, где из кустарников встречаются Euonymus verrucosa , Lonicera xylosteum , иногда Prunus spinosa , редко редкий кальцефитный вид - Cotoneaster melanocarpus. Верхние части склонов заняты хвойношироколиственными лесами с участием Pinus sylvestris , Quercus robur.

«Новоараповские меловые степи» находятся близ с. Новоараповка в Никольском районе и не имеет статуса ООПТ [7, 8, 9, 11]. Объект занимает верхние части склонов южного коренного берега р. Инзы. Наибольшую ценность представляет растительность заброшенного карьера по добыче писчего мела. Склоны восточной экспозиции заняты разнотравной ассоциацией с явным доминированием Linum flavum (50% АПП) и участием таких видов, как Gladiolus tenius, Hypericum perforatum, Origanum vulgare, Veronica spicata и др. В верхней части этого склона, практически лишенной сомкнутого растительного покрова, был обнаружен кальцефильный вид – Polygala sibirica. На стенках южной экспозиции бывшего карьера, также в отсутствии сформированного растительного покрова, были найдены новые для Пензенской области виды: Chaenorhinum minus, Erucastrum gallicum.

Карьер разрабатывался на месте лесов, которые в настоящее время сохранились по склонам коренного берега и очень медленно восстанавливаются      по      антропогенно- преобразованной     территории.     Первыми внедряются степные кустарники - Cerasus fruticosa, Rhamnus cathartica (формируется ассоциация вишенник разнотравный), затем к ним примешивается Euonymus verrucosa (вишенно-бересклетник перистокоротконожковый), что приводит к увеличению      проективного      покрытия формирующегося кустарникового яруса до 50-60 %. В травяном покрове доминируют луговостепные и неморальные виды: Brachypodium pinnatum, Laser trilobum, Geranium sanguineum, Aster amellus, Galium verum, Jurinea cyanoides, Galium tinctorium, Pyrethrum corymbosum и др. Кальцефильные виды постепенно сокращают свое участие в составе сообществ и встречаются только у основания склонов по обнажениям.

Западнее от описанного участка отмечаются еще два: «Заборовские мела» у с. Заборовка [8] рядом с заброшенным карьером по добыче мела, где встречается Salvia verticillata и «Меловая дубрава» у с. Кенчурка [15], где отмечены: Cotoneaster melanocarpus, Linum catharticum.

«Урочище Чердак» (памятником природы с 2002 г.) [1, 7, 8, 11, 18] и «Белый ключ» - склоны близ села с одноименным названием находятся в Лупинском районе. Они сложены мергелем с прослойками белого писчего мела. Почвы сильно смытые.

С. Белый ключ располагается у подножия возвышенного лесистого плато, протянувшего с севера-востока на юго-запад, примерно в 2-х км южнее села на запад выдается небольшой мыс, который получил название «Чердак». В 1912 г. И.И. Спрыгин [18] посещая с М.Г. Поповым отмеченные участки, отмечал очень скудную, лишенную представителей меловой флоры, растительность первого и богатую степными и меловыми видами второй. Вершина и склоны «Чердака» были распаханы, уцелел от распашки только крутой склон, который был покрыт ковыльной степью.

В настоящее время растительность близ с. Белый ключ сильно изменена хозяйственной деятельностью: чрезмерным выпасом, рубками разной степени интенсивности, пожарами. Верхние части склонов (уклон составляет от 30° на границе со степью и до 5° в привершинных частях склонов) заняты в основном дубравами разнотравными. Древесный ярус плотный (ОПП 0,8), образован Quercus robur , Populus tremula , Acer platanoides . Хорошо выражен ярус кустарников (ОПП 0,5) из Corylus avellana с участием Euonymus verrucosa. Травяной покров сильно изрежен (ОПП не более 10%), присутствуют: Convallaria majalis, Carex pilosa, Aegopodium podagraria, реже отмечаются Melica nutans, Polygonatum odoratum, Stellaria holostea .

Плакорные участки заняты вторичными лесами: после многократных рубок дуба формируются осинники с березой ландышевые . Сообщества этой ассоциации доминируют на выровненных водораздельных поверхностях. Характерен интенсивный подрост Acer platanoides, Sorbus aucuparia. Кустарники пониженных уровней жизненности - Corylus avellana, Euonymus verrucosa не образуют плотного яруса (ОПП 0,1-0,2). В травяном покрове (ОПП 10-20%) преобладает Convallaria majalis, с меньшим обилием отмечаются Aegopodium podagraria, Stellaria holostea, Pulmonaria obscura.

По гарям формируются березняки с осиной ландышевые, с выраженным кустраниковым ярусом из Corylus avellana. В травостое помимо Convallaria majalis, встречаются Calamagrostis arundinacea , Galium odoratum , Melica nutans.

В местах перехода дубрав в травяные сообщества формируются остепненные луга, доминирующая ассоциация разнотравно-наземновениковая. Помимо Calamagrostis epigeios, из злаков высокое имеют Bromopsis riparia, Poa angustifolia, бобовые представлены Trifolium alpestre и T. medium, в разнотравье преобладают степные виды - Galium verum, Pyrethrum corymbosum, Stachys officinalis, Pimpinella saxifraga, Aster amellus, Pulsatilla patens, Salvia pratensis, Campanula bononiensis, Artemisia latifolia. Наблюдается инвазия Chamaecytisus ruthenicus.

Только у подножия крутых склонов (уклон 4045°) сохранились фрагменты меловых степей с участием Salvia verticillata, Bromopsis riparia, Aster amellus, Campanula sibirica, Achillea nobilis, Phlomoides tuberosa и др. На самих слонах сохранились следы выпаса и высоко участие сорных видов.

Растительность памятника природы «Урочище Чердак» сохранила свою уникальность. В средней части склона юго-западной экспозиции имеются обнажения с сильно разреженным растительным покровом, на которых произрастают: Allium flavescens , Centaurea ruthenica, Gypsophila altissima, Galatella linosyris , Onosma simplicissima, Oxytropis pilosa, Salvia verticillata и др. В верхней части южного склона развивается перистоковыльно-разнотравная ассоциация с заметным участием Allium flavescens , Bupleurum falcatum, Echinops ruthenicus; в средней части - тырсово-разнотравная ассоциация с доминированием Centaurea ruthenica, Echinops ruthenicus. Нижнюю часть этого склона занимает ассоциация с преобладанием Echinops ruthenicus, Linum flavum . Выступающий склон западной экспозиции вверху покрыт тырсово-разнотравной ассоциацией с участием Artemisia campestris, Echinops ruthenicus, Falcaria vulgaris, Oxytropis pilosa. Склон северной экспозиции в верхней части занят перистоковыльно-береговокострецово-разнотравной ассоциацией с доминированием Fragaria viridis , которая ниже по склону сменяется береговокострецовобобовой ассоциацией с преобладанием Astragalus cicer. На этом склоне встречаются Iris aphylla, Bupleurum falcatum, Prunella grandiflora.

Отмеченных И.И. Спрыгиным в начале XX в. опушек из Cerasus fruticosa с богатым луговостепным разнотравьем в настоящее время не обнаружено. Леса представлены дубравами и по видовому составу очень напоминают описанные выше у с. Белый ключ. Отличие заключается в том, что сообщества рядом с «Чердаком» удалены от населенных пунктов и последние 20-30 лет развивались в спонтанном режиме, в них отсутствовал выпас. Поэтому в лесах наблюдается формирование плотного полога из Corylus avellana с участием Euonymus verrucosa и многочисленного подроста Acer platanoides, Tilia cordata, Ulmus glabra. ОПП древеснокустарникового ярусов составляет 0,9. Травостой практически отсутствует, представлен одиночными растениями Convallaria majalis, Aegopodium podagraria, Asarum europaeum, Pulmonaria obscura (ОПП 1-3%). Отмеченные в этих лесах А.А. Чистяковой около 20 лет назад виды (Digitalis grandiflora, Lilium martagon) нами не обнаружены.

Склоны (в нижней трети) и поляны (после рубок) по лощинам рядом с «Чердаком» по данным И.И. Спрыгина [18] были покрыты травянистой растительностью с высоким участием степных видов, среди которых он отмечал и Prunella grandiflora , Stipa capillata и Salvia verticillata , Iris aphylla. В настоящее время эти территории полностью покрыты лесами -дубравами описанными выше. Только по лощинам на склонах при выходе из леса формируются сообщества с более разреженным древостоем (ОПП 0,6) из порослевого Quercus robur и участием в травостое помимо неморальных, лугово-степных видов: Potentilla alba, Campanula bononiensis, Stachys officinalis, Geranium sanguineum, Pyrethrum corymbosum, Seseli annuum .

«Белогорская степь» (памятник природы с 2001 г.) располагается у с. Белогорка в Мокшанском районе [2, 8, 11, 12] на склонах долины р. Шукши южной экспозиции. В целом для участка характерен сильно расчлененный рельеф эрозионно-оползневого происхождения, который состоит из глубоких циркообразных депрессий (ендовин) и разветвленной овражно-балочной сети. Породы, подстилающие почвы, представлены близ с. Белогорка песками, а далее к востоку они сменяются лессовидными покровными суглинками. Почвы - черноземы различной степени смытости.

На склонах к востоку от с. Белогорка обнажаются породы нижнемелового возраста, представленные глинами с прослоями песков и песчаников. Здесь развиваются степи на сильно смытых глинистых черноземах. Более или менее пологие склоны заняты ассоциациями с доминированием Bromopsis riparia и участием лугово-степного разнотравья. В составе этих ассоциаций отмечены такие редкие виды как Aster amellus, Valeriana rossica, Verbascum phoeniceum, Gentiana cruciata, Stipa pennata (редко), Senecio schvetzovii, Artemisia armeniaca и др. И только на окраине села Белогорка нижнемеловые породы перекрыты озерноаллювиальными четвертичными отложениями из песка и гравия с прослоями песчаных глин. Это способствует развитию более легких по механическому составу черноземов, а на них -песчаных степей с доминированием Stipa capillata и участием таких редких для Пензенской области видов, как Gypsophila altissima, Silene sibirica, Oxytropis pilosa, Lathyrus pallescens и др. На крутом узком южном склоне напротив с. Суворово расположен небольшой по площади участок с доминированием Stipa capillata и участием Krascheninnikovia ceratoides

Склоны «Наровчатские пещеры» расположены вблизи пещерного комплекса Троице-Сканова монастыря. В нижней части и у подножия крутых склонов (уклон не менее 30°) формируются широколиственные леса с участием в травяном покрове редких для области кальцефильных видов – Galeobdolon luteum и Salvia glutinosa . В настоящее время это единственное местообитание видов на территории области. Древесный ярус образован порослевыми особями Quercus robur, Tilia cordata, Acer platanoides, Populus tremula с высоким проективным покрытием (ОПП 0,8-0,9). Ярус кустарников выражен слабо (ОПП 0,2) и образован Corylus avellana с участием Euonymus verrucosa. В травяном покрове доминирует Carex pilosa и типичное неморальное разнотравье.

ВЫВОДЫ

Отмеченные в Пензенской области участки кальцефильной    растительности    являются сосредоточением очень редких и реликтовых растений.

С    целью    сохранения    уникальных кальцефильных флоро-ценотических комплексов считаем необходимым включение их в систему особо охраняемых природных территорий следующие объекты: в Никольском районе – урочище «Шолом» близ с. Коржевка, «Новоараповские меловые степи» находятся близ с. Новоараповка, «Меловая дубрава» у с. Кенчурка и в Наровчатском районе – Склоны «Наровчатские пещеры»,

Все кальцефильные сообщества являются вторичными, их происхождение связано с антропогенной трансформацией естественных природных комплексов.

На всех участках меловой растительности наблюдаются восстановительные процессы, которые приводят к уменьшению сквозистости верхних ярусов, создают неблагоприятные световые условия для развития кальцефитных видов, что приводит к уменьшению их разнообразия и обилия.

Для сохранения уникальных для Пензенской области кальцефитных   флоро-ценотических комплексов необходимо научно-обоснованное антропогенное воздействие.

Работа выполнена по гранту РФФИ р_поволжье № 14-04-97072 «Реликтовые флоро-ценотические комплексы Самарской, Пензенской, Ульяновской областей и Республики Мордовия».