Антропогенная нагрузка на фитоценозы в агроэкосистемах пригородной зоны полякова наталья владимировна. Значение воздействия животных на растения для организации фитоценозов Влияние человека на фитоценозы

Курсовая работа посвящена теме влияния человека на фитоценозы. Работа состоит из 32 страниц, в списке использованных источников 17 наименований. В курсовом проекте детально освещены следующие вопросы:
1. Геоботаника как наука
2. Понятие фитоценоза
3. Формирование фитоценоза
4. Состав и структура фитоценозов
5. Классификация фитоценозов
6. Динамика фитоценозов
7. Влияние антропогенных факторов на фитоценозы

Земля - зеленая планета. Растения можно встретить повсюду: в лесу, в поле, на дне океана, в капле воды и на вершине горы. Они встречаются в виде деревьев, кустарников, полукустарников и трав. Все зеленые растения обладают особым свойством - с помощью энергии солнца создавать органические вещества из углекислого газа и воды. Они являются естественными лабораториями, в которых происходит процесс фотосинтеза. Благодаря этому процессу наша планета получает огромное количество органического вещества. Велико значение растений и как источника кислорода, без которого невозможно жизнь на Земле. Только зеленые растения способны в больших масштабах поглощать углекислый газ из атмосферы. Огромное значение в жизни человека имеют культурные растения, выращиваемые для получения урожая плодов фруктов, ов ощей, зерен и т.д. и употреблять их в пищу, заготавливать на зиму. А для сельскохозяйственных животных собирают зерновые культуры, силос, которые также необходимы для жизни животных, потому что содержат питательные вещества. Без участия растений невозможен один из важнейших процессов на Земле - процесс почвообразования. Растительный покров не дает разрушаться берегам рек и горным склонам, противодействует дефляции почв. В общем, растительность - это мощный природный фактор, значение которого трудно переоценить.
С развитием человечества фитоценозы в ходе эволюции подверглись видоизменению. По мере развития цивилизации, особенно после промышленной революции конца средних веков, человечество овладело все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы растительности. Интенсивность потребления человечеством энергии, материальных ресурсов и продуктов питания растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост. В.И.Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной деятельности проявляется в истощении природных ресурсов, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли. Антропогенные воздействия приводят к нарушениям практически во всех природных биогеохимических циклов, в частности и в фитоценозах.
Тема данной работы сегодня весьма актуальна, потому что на сегодняшний день антропогенное воздействие на фитоценозы приобрело максимальное значение со времен появления человечества.
Цель данной работы - изучение влияния человека на фитоценозы.
Задачи: исследовать научную литературу по рассматриваемой теме; - изучить понятие фитоценоз; - определить влияние антропогенных действий на фитоценозы

Введение…………………………………………………………………………...4
1. НАУКА ГЕОБОТАНИКА…………………………………………………......6
2. ФИТОЦЕНОЗ КАК БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА……………………….8
2.1. Понятие о фитоценозах……………………………………………….8
2.2. Формирование фитоценозов………………………………………….8
2.3. Состав фитоценозов …………………………………………………10
2.4. Структура фитоценозов……………………………………………...17
2.5. Классификация фитоценозов………………………………………..19
2.6. Динамика фитоценозов………………………………………………22
3. ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА ФИТОЦЕНОЗЫ………………………………24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….31
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………32

1. Быков, Б.А. Геоботаника/ Б.А. Быков. - 3-е изд., перераб. - Алма-Ата, 1978. - 288с.
2. Теоретические основы современной фитоценологии/ Б.М. Миркин, отв. ред. Г.С. Розенберг. - Москва: Наука, 1985. - 136с.
3. Сукачев, В.Н. Дендрология с основами лесной геоботаника/ В.Н. Сукачев. - Л.: Гослестехиздат, 1938. - 120с.
4. Шенников, А.П. Введение в геоботанику/ А.П. Шенников. - Л.: издательство ЛГУ, 1964. - 158с.
5. Клементс, Ф.Е. Экология мира/ Ф.Е. Клементс., перераб. - Л.:Гослехтехиздат, 1997.- 215с.
6. Прокопьев, Е.П. Ведение в геоботанику/ Е.П. Прокопьев. - Томск: Издательство ТГУ, 1997. - 284с.
7. Фитоценология: принципы и методы/ Б.М. Миркин, Г.С. Розенберг. - Москва: Наука, 1978. - 212с.
8. Биология с основами экологии: учебник для студ. учреждений ВПО/ Ф.С.Лукаткин [и др.] - 2-е изд., - Москва: Издательский центр «Академия», 2011. - 242с.
9. Блюменталь, И.Х. Очерки по систематике фитоценозов/ И.Х. Блюменталь; под ред. Ю.Н. Нешатаева. - СПб: ЛГУ,1990. - 224с.
10. Захваткин,Ю.А. Основы общей и сельскохозяйственной экологии/ Ю.А.Захваткин, - СПб: Мир, 2003. - 360с.
11. Ботолов, Н.А. Лес в нашей жизни/ Н.А.Болотов. - Москва: Лесная промышленность, 1976. - 88с.
12. Бочкарева, Т.В. Экологический «джинн» урбанизации/ Т.В.Бочкарева. - Москва: Мысль,1988. - 268с.
13. Илькун, Г.М. Загрязнители атмосферы и растения/ Г.М. Илькун. - Киев: Наукова думка,1978. - 246с.
14. Кузнецов, Е.И. Орошаемое земледелие: учебник/ Е.И.Кузнецов, Е.Н.Забакунина, Ю.Ф.Снипич. - Москва: ФГБОУ ВПО РГАЗУ, 2012. - 117с.
15. Голованов, А.И. Мелиоративное земледелие/ А.И.Голованов [и др.] - Москва:Агропроимиздат, 1986. - 328с.
16. Курдюков В.В.Последствия пестицидов на растительные и животные организмы/В.В.Курдюков. - Москва: Колос,1982.-128с.
17. Работы студенческие. Общие требования и правила оформления. СТО-020690024.101-2014; введ. 2014.29.12. - Оренбург

Выпускная квалификационная (дипломная) работа

Антропогенное воздействие на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея

Введение

растительность биогеоценоз фитоцетонический антропогенный

В последние годы экологические проблемы стали не только проблемами биологического сохранения природы, но и проблемами социально-политического характера. В современных условиях здоровье населения во многом зависит от экологического состояния качества окружающей среды. Однако, действие отдельных экологических факторов представляет угрозу не только для растений и животных, но и здоровья людей. В связи с интенсификацией антропогенного воздействия на окружающую природную среду, возникают отрицательные последствия, влияющие прямо или косвенно на все живые организмы [Абрегов, Козьменко, Пашков, 2002].

Вредные вещества, попадая в окружающую природную среду со сточными водами, с выбросами в атмосферный воздух или накапливаясь как производственные и бытовые отходы, а также радиоактивные вещества и другие факторы, влияющие на экосистему, не исчезают бесследно. Даже низкие их концентрации, действуя долгое время, могут отрицательно повлиять как на животных и растения, так и на здоровье человека [Абрегов, Козьменко, Пашков, 2002].

Республика Адыгея традиционно считалась и считается одним из экологически благополучных субъектов Российской Федерации, однако, и здесь существует ряд проблем:

загрязнение окружающей среды при транспортировке, хранении и применении химических средств защиты растений;

аварийные выбросы и утечки из газопроводов и нефтепроводов;

выбросы токсичных веществ в атмосферу от передвижных источников;

свалки твёрдых бытовых отходов;

сжигание на полях пожнивных остатков;

загрязнение токсичными природными отходами.

Самыми опасными в медико-экологическом отношении являются места хранения пришедших в негодность пестицидов, а также твёрдых бытовых и промышленных отходов [Абрегов, Козьменко, Пашков, 2002].

Видовой состав, физиономический облик, структура, жизненное состояние растений и продуктивность растительных сообществ отражают все особенности условий обитания, в том числе и степень антропогенного загрязнения. Биомониторинг на уровне популяций или фитоценоза позволяет получить данные об общем состоянии природной среды [Егорова, 2000].

В связи с этим данная работа является актуальной.

Цель работы - изучить антропогенное воздействие на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

Установить видовой состав растительного покрова окрестностей аула Тахтамукай;

2. Провести таксономический и биоморфологический анализы;

Провести экологический анализ;

.Провести фитоценотический анализ;

5.Провести химический анализ почвы;

6. Выявить изменения фитоценозов окрестностей аула Тахтамукай в результате антропогенного воздействия.

1. Аналитический обзор

Любой участок суши, занятый растениями, не представляет собой случайного сочетания какого-либо числа видов и биотипов, живущих независимо друг от друга. Каждое растительное сообщество возникает и развивается при определённых условиях внешней среды, в результате сложного взаимодействия между растениями сообщества и другими компонентами среды их обитания [Пачосский, 1927]. Раздел ботаники, изучающий закономерности формирования растительных сообществ, их взаимодействия со средой, получил название фитоценологии.

В конце 19 века в ряде стран в результате изучения их растительного покрова возникло представление о закономерных сочетаниях совместно произрастающих растений - растительных сообществах, была обоснована необходимость их исследования как особого объекта и сформулированы задачи научной дисциплины, изучающей растительные сообщества [Алёхин, Сырейшиков, 1926; Пачосский, 1927].

Название фитоценология получило распространение в СССР и некоторых странах Европы; в других странах используются термины фитосоциология и экология растений [Алёхин, 1938].

В задачи фитоценологии входит изучение флористического, экобиоморфного и ценопопуляционного состава фитоценозов, взаимоотношений между растениями, структуры, экологии, динамики, распространения, классификации и истории возникновения фитоценозов [Пачосский, 1927].

В результате этих исследований выявляют видовой состав фитоценозов (включая сосудистые растения, мхи, лишайники, водоросли, грибы, бактерии и актиномицеты), состав ценопопуляций, структуру, динамику, в том числе изменения, вызванные деятельностью человека, выясняют условия, обеспечивающие максимальную продукцию фитоценозов, включая создание искусственных высокопродуктивных фитоценозов [Алёхин, Сырейшиков, 1926].

Основы этой науки в нашей стране заложил академик В.Н. Сукачёв . Большой вклад в развитие фитоценологии внесли советские ботаники. Они изучали растительность одной шестой части территории Земли, разработали теоретические проблемы и методы изучения фитоценозов: В.В. Алёхин , Е.М. Лавренко , А.П. Шенников , Л.Г. Раменский , В.Б. Сочава и др.

В настоящее время фитоценология является теоретической основой охраны, правильного использования и повышения продуктивности природных и созданных человеком фитоценозов. Результаты фитоценологических исследований используются для планирования и рационального использования лесных, кормовых и прочих угодий, в геологических и гидрогеологических исследованиях и др. [Воронов, 1973].

Основным объектом изучения фитоценологии является фитоценоз - конкретное растительное сообщество на определённой территории, характеризующееся своим составом, строением и взаимодействием между растениями, а также между ними и средой [Пачосский, 1927]. Эти взаимодействия проявляются в различных направлениях.

Прежде всего в фитоценозе происходит конкуренция между разными видами и особями внутри вида за свет, воду, минеральные вещества, пространство. Эта конкуренция приводит к отмиранию огромного числа особей в период формирования сообщества, к угнетённости значительного числа видов и оказывает формирующее влияние на растения фитоценоза [Раменский, 1971].

Так как в образовании фитоценоза принимают участие растения разных видов и жизненных форм, обладающих различными экологическими особенностями, сообщество приобретает особую структуру в форме ярусности. Ярусность присуща любым фитоценозам, но особенно ярко она выражена в лесу. Наиболее высокие деревья здесь составляют первый ярус, менее высокие - второй, кустарники подлеска - третий, кустарнички, травы, мхи и лишайники - четвертый и пятый. Временно растения могут находиться в несвойственном им ярусе, например, всходы деревьев - в пятом, подрост - в пологе четвертого или третьего яруса [Раменский, 1971; Воронов, 1973].

Основной таксономической единицей в геоботанике является растительная ассоциация. Ассоциация - это наиболее мелкая, хорошо улавливаемая физиономическая единица растительного покрова, совокупность участков растительности, имеющих одинаковую физиономичность, структуру, видовой состав и расположенных в сходных условиях местообитания». Таким образом, ассоциация - это сходные сообщества растений. Ассоциации фитоценозов отличаются рядом признаков - видовым и флористическим составом, ярусностью, обилием видов, проективным покрытием, количественным соотношением видов. Ассоциации объединяют в группы ассоциаций, группы ассоциаций - в формации, формации - в классы формаций и типы растительности [Алёхин, Сырейшиков, 1926; Воронов, 1973].

При более детальном изучении структуры лесных фитоценозов выделяют парцеллы - территориально обособленные растительные микрогруппировки.

При установлении растительной ассоциации основным показателем является видовой состав ярусов растительности. Но между видами, входящими в ассоциацию, очень важно выделять те, которые определяют структуру сообщества и обусловливают создание особой среды, присущей данному сообществу. Такие виды растений называют эдификаторами ассоциаций [Алёхин, Сырейшиков, 1926].

Таким образом, растительную ассоциацию можно определить, как совокупность фитоценозов, однородных по взаимоотношениям между видами растений в соответствии с условиями среды, однородных по структуре, видовому составу ярусов и занимающих условия местопроизрастания с однородным комплексом экологических факторов. Растительная ассоциация является основной систематической единицей растительности.

Подобно виду в систематике растений каждой растительной ассоциации также даётся определённое название, обычно двойное. Первое слово названия - родовое, соответствует названию эдификатора ассоциации; второе (видовое) чаще всего дают по названию характерного растения другого яруса, травяного или мохового покрова или по названиям растений-индикаторов [Воронов, 1973].

В соответствии с этим, растительная ассоциация характеризуется в основном однородным видовым составом, однородной синузиальной структурой, отражающей соответствующий состав экологических типов растений, и определённым составом факторов среды, влияющих на фитоценотический процесс. Для определения растительной ассоциации обычно используют названия видов растений, но в одних случаях - играющих в сообществе ведущую роль (эдификаторов и доминантов), а в др. - видов, имеющих диагностическое значение (т. н. характерных, дифференцирующих, и константных); различны и способы построения названий. Растительные ассоциации объединяются в группы, они могут быть также подразделены на более мелкие таксоны - субассоциации. Растительные ассоциации со сходными нижними ярусами, но отличающиеся составом господствующего яруса, называются замещающими (викарирующими). Если растительные сообщества, объединяемые в одну растительную ассоциацию, имеют не однородное сложение, а представляют собой мозаику фрагментов различных сообществ, то такую растительную ассоциацию называют мозаичной. Закономерно повторяющееся чередование сообществ нескольких растительных ассоциаций, представленных относительно небольшими участками, определяется как комплекс ассоциаций [Воронов, 1973].

2. Физико-географическая характеристика района исследования

.1 Границы района исследования

В административном отношении район исследования находится на территории Тахтамукайского района Республики Адыгея (3 км от города Краснодара) [Тахтамукайский район…, 1999].

Республика Адыгея - один из живописных уголков Российской Федерации, расположена в центральной части Северо-Западного Кавказа, в бассейнах рек Кубани, Лабы и Белой [Канонников, 1984].

В состав республики входят 7 административных районов, включая и Тахтамукайский район (рисунок 1).

Тахтамукайский район расположен на северо-западе республики. Граничит на востоке с Теучежским районом Адыгеи, на севере - с Динским районом, городом Краснодаром, на западе - с Северским, на юге - с городом Горячий Ключ и Белореченским районом Краснодарского края [Бузаров, Спесивцев, 2000].

Общая площадь района составляет 466,5 км2. В Тахтамукайский район входят следующие сельские округа: Афипсипский, Старобжегокайский, Яблоновский, Энемский, Тахтамукайский, Козетский и Шенджийский. Всего в районе 28 населённых пунктов, наиболее крупные из низ - Яблоновский и Энем. Административным центром района является аул Тахтамукай [Тахтамукайский район…, 1999].

Рисунок 1 - Расположение Тахтамукайского района

2.2 Особенности геологического строения и рельефа

История геологического строения территории Адыгеи сложна. С протерозойской эры существовала геосинклинальная область, где накапливались мощные осадочные толщи, далее не раз образовывались горные складки, которые разрушались и вновь погружались. Современные Кавказские горы образовались в мезозое и кайнозое в результате альпийского горообразования [Бузаров, Спесивцев, 2000].

Равнинная и предгорная части представлены молодой эпигерцинской Скифской плитой. В пределах Скифской плиты на территории республики выделяется Кубанский прогиб, отделённый от других прогибов валообразными

поднятиями, переходящими в Адыгейский выступ. Кубанский прогиб сложен неогеновыми отложениями и покрыт аллювиальными и водноледниковыми галечниками и суглинками. Современный рельеф Адыгеи формировался в течение длительного геологического времени. Он изменяется и в настоящее время под действием внешних и внутренних сил Земли. Северная часть Закубанской равнины приподнята над уровнем моря на 20 - 40 м, а южная - 200 - 500 м [Варшанина, Мельникова, Хачегогу, 2001].

В Тахтамукайском районе характер поверхности равнины слабоволнистый. Значительная часть района расположена в долине реки Кубань и представляет собой равнину с ярко выраженным микрорельефом. На рисовых системах микрорельеф в результате микропланировки сглажен. Поверхность водораздельных равнин имеет пологие и очень пологие склоны [Тахтамукайский район…, 1999].

2.3 Климат

Согласно агроклиматическому районированию, принятому в «Агроклиматическом справочнике по Краснодарскому краю» , Тахтамукайский район входит во 2-й агроклиматический район.

Климат окрестностей аула Тахтамукай определяется основными климатообразующими факторами: солнечной радиацией, системой атмосферной циркуляции, характером подстилающей поверхности и антропогенной деятельностью [Варшанина, 1995].

Положение аула на юге России определяет большие высоты солнца над горизонтом. В полдень 22 июня высота солнца над горизонтом составляет 68,5°, а 22 декабря - 22°. От высоты солнца зависит количество тепла, поступающего на земную поверхность. В среднем равнинные территории получают 117 - 120 ккал/см в год суммарной радиации. Продолжительность солнечного сияния 2200-2400 часов в год, что на 800 - 900 часов больше, чем в Москве [Бузаров, Спесинцев, 2000].

Преобладающие воздушные массы: умеренные и умеренно-континентальные. Также континентальный тропический воздух приходит из Средней Азии, морской тропический воздух - со Средиземного моря. Зимой этот воздух вызывает оттепели (февральские окна), летом - жару, весной и осенью - теплую погоду, иногда дожди [Краснопольский, 2001].

Подстилающая поверхность ведёт к распределению тепла и влаги. Зимой Чёрное море оказывает отепляющее воздействие, летом ветры с моря приносят прохладу и влагу.

На климат влияет и деятельность людей, изменяющих характер подстилающей поверхности. Строительство крупных водохранилищ, уничтожение лесов, распашка больших территорий изменяют содержание влаги в почве и в воздухе, температурный режим. В атмосфере с каждым годом увеличивается количество газов антропогенного происхождения: окислов углерода, азота, серы, органических соединений, что также влияет на распределение тепла у земной поверхности [Краснопольский, 2001].

Средние температуры в ауле Тахтамукай, в течение всего года, слабо отличаются от средних температур в Краснодарском крае. Самый холодный месяц - январь. Средние январские температуры составляют минус 2°С. В июле средняя месячная температура воздуха составляет 25,27°С. Годовое количество осадков увеличивается с севера на юг. Оно составляет 550 - 700 мм [Бузаров, Спесинцев, 2000].

Высота снежного покрова колеблется из-за частых оттепелей. В ауле Тахтамукай она составляет в среднем 5 - 10 см [Бузаров, Спесинцев, 2000].

Влажность воздуха является важной для человека и животных характеристикой климата. О её значении судят по величине абсолютной и относительной влажности воздуха, которые в первую очередь зависят от температуры воздуха. Максимальное значение абсолютной влажности воздуха отмечают в тёплое время года, а минимальное в холодное. Относительная влажность воздуха. Напротив, наиболее велика в холодное время года и наименее велика в тёплое время. В ауле Тахтамукай минимальное значение относительной влажности составляет 63% (в отдельные годы 30 - 35%). В декабре - январе относительная влажность имеет максимальное значение 85% [Варшанина, Мельникова, Хачегогу, 2001].

В республике отмечается большая повторяемость сильных ветров, со скоростью более 15 м/сек. Среднее число дней с сильным ветром колеблется от 13 до 20 дней, а максимальное число их в отдельные годы достигает 36 - 57 [Бузаров, Спесинцев, 2000].

Наибольшая повторяемость ветров наблюдается ранней весной - в феврале и марте. Сильные ветры приносят значительный ущерб сельскому хозяйству. Они вызывают полегание посевов, осыпание плодов, поломку деревьев [Краснопольский, 2001].

В умеренных широтах преобладает перенос воздуха с запада на восток - «западный перенос». Но на Северном Кавказе этот общий перенос нарушается под влиянием подстилающей поверхности. Система Большого Кавказа препятствует свободной циркуляции - «местных ветров», большую роль играет близость Чёрного и Азовского морей. В северной равнинной части республики в целом за год преобладают ветры восточного, северо-восточного, западного и юго-западного направлений. В январе наиболее велика повторяемость ветров восточных и северо-восточных румбов. Это связано с переносом воздуха с востока, с областей, находящихся под влиянием Азиатского максимума атмосферного давления, в сторону образующейся над Чёрным морем области низкого давления. В июле на равнинах преобладают ветры западных и юго-западных румбов вследствие того, что летом над Чёрным морем формируется область высокого давления [Коровин, 1979].

2.4 Гидрология

В Адыгее создано 5 водохранилищ, 3 из которых: Шапсугское, Тахтамукайское и Шенджийское, расположены на территории Тахтамукайского района [Варшанина, Мельникова, Хачегогу, 2001].

Водохранилища - искусственные водоёмы, предназначенные для задержания, накопления, хранения и перераспределения воды во времени.

В окрестностях аула Тахтамукай (в 9 км к югу от Краснодара) в пойме реки Супс находится Тахтамукайское водохранилище. Построено в 1964 году в целях орошения сельскохозяйственных земель. Площадь его зеркала 9,4 км, длина 4 км, ширина 3 км, средняя глубина 2,5 м, объём 15 млн. м3. Водная поверхность во многих местах покрыта растительностью [Кабаян, 2001].

Подземные воды, как и поверхностные являются важным видом природных ресурсов республики. Роль подземных вод трудно оценить, поскольку подземные воды - это самое драгоценное полезное ископаемое. Подземные воды Адыгеи - часть Азово-Кубанского артезианского бассейна [Кабаян, 2001].

По условиям залегания и распространения они подразделяются на три основных типа [Кабаян, 2001]:

воды в коренных палеозойских породах;

воды в мезозойских и третичных отложениях;

и грунтовые воды четвертичных образований.

Подземные воды на равнинных территориях республики пригодны для водоснабжения и орошения. Минерализация их не превышает 0,5 г/л. По химическому составу они чаще гидрокарбонатно-кальциевые [Кабаян, 2001].

Тахтамукайский район расположен возле р. Кубань на равниной части. На его территории протекают реки Афипс, Унеубат и Супс, так же располагаются два пруда [Тахтамукайский район…, 1999].

Поверхностные водные объекты подвержены загрязнению сточными и коллекторно-дренажными водами (таблица 1).

Таблица 1 - Сброс сточных и коллекторно-дренажных вод в поверхностные водные объекты в Тахтамукайском районе в 2009 г., млн. м3 [Спесивцев, 2002]

ВсегоЗагрязнённыхЧистых, без очисткиНормативно очищенных213,763,3150,10,22.5 Почвенный покров

Почва - верхний слой земной коры, покрытый растительностью и обладающий плодородием. Это сложное природное естественное историческое образование, возникшее в результате взаимодействия многих факторов: грунта, климата, растительных и животных организмов, рельефа местности, почвенных и грунтовых вод, хозяйственной деятельности человека и времени [Варшанина, Мельникова, Хачегогу, 2001].

По разнообразию почвенно-климатических условий территория Краснодарского края и Республики Адыгея разделена на 5 зон: Северная, Центральная, Западная, Южно-предгорная и Черноморская. Территория аула Тахтамукай, как и г. Краснодара, относится к Центральной зоне. Почвенно-климатические условия этой зоны для большинства возделываемых культур являются лучшими в крае. В осенне-зимний период почва хорошо увлажняется [Ашинов, Зубкова, Карпачевский, 2008].

В Тахтамукайском районе, как и в Республике Адыгея в целом, самые плодородные в нашей стране земли. Почвенный покров представлен выщелоченными уплотненными чернозёмами, а также луговыми (пойменными) почвами с тяжёлым механическим составом и неблагоприятными водно-физическими свойствами (рисунок 2).

Для внешнего вида и строения выщелоченных чернозёмов характерны:

) большая мощность гумусовых горизонтов;

) сильная выщелоченность гумусовых горизонтов (из них вынесены легкорастворимые соли карбонатов); вскипание от действия 10% соляной кислоты (HCl) обнаруживается в горизонте С ниже 140 см;

) более темная по сравнению с типичными чернозёмами окраска;

) структура верхнего горизонта зернисто-комковатая, переходящая во второй половине почвенного профиля в комковато-ореховую [Печёрин, 1989].

Эти морфологические признаки обусловлены произраставшей здесь раньше лугово-степной растительности. Содержание гумуса в почве составляет около 4 - 5% от веса почвы и в двухметровой её толще равно 650 - 740 тонн [Печёрин, 1989].

Рисунок 2 - Почвы Северо-Западного Кавказа по Г.М. Солянику

Луговые пойменные почвы лесостепной и степной зон отличаются мощным гумусовым слоем с интенсивной прокраской его гумусом и меньшим ожелезнением в нижней части профиля. В этих почвах уже наблюдаются карбонатность, солонцеватость и солончаковатость [Хачегогу, 2001].

Гумусовый горизонт А1 тёмно-серый или буровато-серый тяжелосуглинистого гранулометрического состава со значительным количеством «остаточного», привнесённого с аллювием, гумуса мощностью от 30 до 50 см. В верхней части горизонта вычленяется плотная (3 - 6 см) дернина. Имеет зернистую структуру с ржаво-бурыми пятнами и прожилками. В1 - переходный горизонт с пятнами оглеения и ожелезнения, связанными с гидрогенными процессами. Bg - глеевый горизонт голубовато-сизых тонов, степень оглеения сильно варьирует, часто имеет слоистое сложение. СDg - слоистый аллювий, обычно сильно оглеён, с прослойками погребённого торфа. Формируются в центральной пойме при затоплении спокойными паводковыми водами и отложении сравнительно небольшого количества суглинистого и глинистого аллювия. После спада паводка верхняя граница капиллярной каймы постоянно или периодически находится в пределах почвенного профиля. Развивается под влажными разнотравно-злаковыми лугами в степной и лепной зонах [Хачегогу, 2001; Соляник, 2004].

Вследствие выращивания риса в районе образовались так называемые рисовые почвы. Они сформировались в процессе использования луговых и лугово-чернозёмных почв под рисовые чеки. Эти почвы приобрели в настоящее время лугово-болотные свойства и в ближайшем будущем их трудно будет восстановить [Хачегогу, 2001].

2.6 Растительный покров

Растительный мир Республики Адыгея чрезвычайно разнообразен и уникален. Это связано с неоднородностью рельефа, климата, почв на территории республики, а также с историей его формирования. До похолодания, в конце третичного - в начале четвертичного периодов, растительность на её территории напоминала тропическую. Похолодания этих периодов привели к формированию и распространению растительных сообществ, характерных для современного Кавказа. В последнее тысячелетие изменение растительного покрова происходит под влиянием деятельности человека [Нагалевский, Чистяков, 2003].

В составе растительного покрова окрестностей аула Тахтамукай множество полезных для человека растений: декоративных, медоносных, технических, пищевых, лекарственных. Есть много ценных кормовых растений, особенно из бобовых и злаков. Леса изобилуют плодовыми и ягодными растениями [Литвинская, 1993].

Кубано-Приазовская равнина в прошлом была занята разнотравно-дерновинно-злаковыми степями [Литвинская, Тильба, Филимонова, 1983]. Сейчас они почти все распаханы. Это зерновые районы, с наличием масличных культур, сахарной свеклы, садоводства, мясомолочного животноводства и птицеводства [Литвинская, 1984]. Распаханность степей территории составляет 77%. До 10 - 12% площади занимают селитебные территории и дороги. В связи с этим, растительный покров ландшафтов большей частью представлен синантропным вариантом [Печёрин, 1989].

3. Материал и методы исследования

.1 Объект исследования

Объектом нашего исследования являются естественные фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея, подвергающиеся антропогенному воздействию. В качестве антропогенных источников загрязнения были выбраны: предприятие «ООО Новые технологии» (рисунок А.1) и автомобильная трасса (рисунок А.2).

Материалом для написания работы являлись: гербарий растительности исследуемых участков, полевые записи, дневники и фотографии.

Видовая принадлежность гербарных образцов устанавливалась при помощи следующих определителей: «Флора Северо-Западного Кавказа» А.С. Зернова «Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья» [Косенко, 1970], «Определитель растений Кавказа» [Гроссгейм, 1949].

3.2 Геоботанические методы исследования

Геоботанические площадки размером 1 м2 закладывались случайным методом [Воронов, 1973], а так же методом трансект [Алёхин, 1938], комбинируя случайный и систематический отборы.

В качестве основной таксономической единицы была принята ассоциация, которая выделялась по общности состава доминирующих и содоминирующих видов, по флористическому ядру сопряженных видов и рассматривается в качестве единицы низшего ранга. Ассоциация объединяет участки растительного покрова с одними и теми же видами господствующего яруса, общим набором характерных видов и одной и той же сукцессионной тенденцией [Алёхин, Сырейшиков, 1926].

Для оценки численного обилия особей отдельных видов существует ряд шкал, из которых в нашей работе использовалась глазомерная шкала Друде [Доспехов, 1965]. При этом методе обычно принимается во внимание не только численность вида, но и степень покрытия им поверхности. Оценка по Друде производится по отдельности для каждой группы видов растений, сходных по размерам. В этой шкале степень обилия того или иного вида обозначается баллами (словами или цифрами) . Шкала Друде представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Шкала оценки обилия видов по Друде

По ДрудеПо шестибальной системецифровойсловеснойSocialis (soc)6Растения обильны, образуют фон, смыкаютсяCopiosus (cop3)5Растений очень многоCopiosus (cop2)4Растений много, разбросаныCopiosus (cop1)3ИзредкаSparsae (sp)2Растения в небольших количествах, вкрапленияSolitariae (sol)1Растения единичныUnicum (un)+Встречаются единичные экземпляры

3.3 Экологические методы исследования

Для экологического анализа флоры обычно применяют классификацию экоморф (гидромоф и гелиоморф). Классификация основана на типах отношений растений к водному режиму почв для гидроморф и типах отношения растений к солнечному освещению - гелиоморф. При выделении жизненных форм растений использовались наиболее известные биоморфологические классификации Х. Раункиера и И.Г. Серебрякова .

3.4 Химические методы

Для проведения химического анализа на содержание загрязняющих веществ были взяты образцы почв на разном удалении (5, 10, 25 м) от источников антропогенного воздействия - автотрасса и предприятие «ООО Новые технологии» (приложение А).

Отбор проб почвы, их хранение, транспортировка и подготовка к анализу осуществлялись в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа» .

Измерения проводились на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно связанной плазмой iCAP 6500 (Thermo Scientific, USA) для тяжёлых металлов и на спектрофотометре UV-2401 PC - для фенолов.

Определение рН почвенных образцов проводилось с помощью рН-метра «Эксперт-001».

4. Антропогенное воздействие на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея

.1 Таксономический анализ

В результате проведённых исследований было установлено, что флора растительности окрестностей аула Тахтамукай насчитывает 61 вид растений, относящихся к 57 родам и 25 семействам (таблица 3).

Таблица 3 - Видовой состав растительности окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея

СемействоВидИвовые (Salicaceae)1. Ива ломкая - Salix fragylis L. 2. Ива белая - Salix alba L. 3. Тополь белый - Populus alba L. Ореховые (Juglandaceae)4. Орех грецкий - Juglans regia L. Буковые (Fagaceae)5. Дуб черешчатый - Quercus robur L. Тутовые (Moraceae)6. Шелковница чёрная - Morus nigra L. Коноплёвые (Cannabaceae)7. Хмель обыкновенный - Humulus lupulus L .Крапивные (Urticaceae)8. Крапива жгучая - Urtica urens L. Лютиковые (Ranunculaceae)9. Ломонос цельнолистный - Clematis integrifolia L. 10. Мышехвостник маленький - Myosurus minimus L. 11. Лютик полевой - Ranunculus arvensis L. Маковые (Papaveraceae)12. Чистотел большой - Chelidonium majus L. 13. Мак гибридный - Papaver hybridum L. Капустные (Brassicaceae)14. Жерушник австрийский - Rorippa austriaca (Grantz.) Bess. Капустные (Brassicaceae)15. Ярутка полевая - Thlaspi arvense L. 16. Пастушья сумка обыкновенная - Capsella bursa-pastoris (L.) Medik. 17. Вечерница обыкновенная - Hesperis matronalis L. Чубушниковые (Philadelphaceae)18. Чубушник кавказский - Philadelphus caucasicus Koehne. Розовые (Rosaceae)19. Боярышник мелколистный - Crataegus microphilla C. Koch 20. Груша кавказская - Pyrus caucasica Fed. 21. Яблоня восточная - Malus orientalis Uglitzk. 22. Лапчатка ползучая - Potentilla reptans L. 23. Слива растопыренная - Prunus divaricata Lebed. 24. Ежевика сизая, ожина - Rubus caesius L .Бобовые (Fabaceae)25. Чина луговая - Lathyrus pratensis L. 26. Клевер ползучий - Tripholium repens L .27. Люцерна маленькая - Medicago minima (L.) Bartalini 28. Вика мышиный горшек - Vicia cracca L. Кленовые (Aceraceae)29. Клён ясенелистный - Acer negundo L. Зверобойные (Hypericaceae)30. Зверобой продырявленный - Hypericum perforatum L. Зонтичные (Umbelliferae)31. Синеголовник полевой - Eryngium campestre L. 32. Сныть обыкновенная - Aegopodium podagraria L. 33. Борщевик шероховатый - Heracleum scabrum Albov Первоцветные (Primulaceae)34. Первоцвет обыкновенный - Primula vulgaris Huds. Бурачниковые (Boraginaceae)35. Кривоцвет восточный - Lycopsis orientalis L. Губоцветные / Яснотковые (Lamiaceae)36. Живучка женевская - Ajuga genevinsis L. 37. Змееголовник молдавский - Dracocephalum moldavica L. 38. Яснотка белая - Lamium album L. 39. Мята полевая - Mentha arvensis L. Подорожниковые (Plantagynaceae)40. Подорожник большой - Plantago major L. Гречишные (Polygonaceae)41. Щавель конский - Rumex confertus L. Мятликовые (Poaceae)42. Мышей зелёный - Setaria viridis (L.) Beauv. 43. Костёр безостый - Bromus inermis L.44. Костёр полевой - Bromus arvensis L. 45. Тимофеевка луговая - Phleum pretense L. 46. Тимофеевка узловатая - Phleum nodosum L. 47. Ежа сборная - Dactylis glomerata L. 48. Мятлик узколистный - Poa angustifolia L. 49. Пырей ползучий - Elytrigia repens (L.) Nevski. 50. Тонконог тонкий - Koeleria cristata (L.) Pers. 51. Овсяница луговая - Festuca pratensis Huds. 52. Тростник южный - Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. Маслиновые (Oleaceae)53. Ясень высокий - Fraxinus excelsior L. Астровые (Asteraceae)54. Дурнишник калифорнийский - Xanthium californicum Greene. 55. Одуванчик лекарственный - Taraxacum officinale Wigg. 56. Бодяк полевой - Cirsium arvense (L.) Scop .57. Тысячелистник обыкновенный - Achillea millefolium L. Астровые (Asteraceae)58. Амброзия полыннолистная - Ambrosia artemisiifolia L. 59. Полынь метельчатая - Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Амарантовые (Amaranthaceae)60. Щирица белая - Amaranthus albus L. Кизиловые (Cornaceae)61. Свидина южная - Svida austrialis (C.A. Mey) Pojark. Ex Grossh.

Как видно из таблицы 3 в растительном покрове окрестностей аула Тахтамукай наиболее полно в видовом отношении представленны семейства Poaceae, Asteraceae и Rosaceae.

Таксономический анализ показал, что преобладают монотипные семейства и их доля составляет 60% (рисунок 3). К ним относится 15 семейств: Aceraceae, Moraceae, Polygonaceae, Amaranthaceae и др. Олиготипными являются 7 семейств: Brassicaceae, Ranunculaceae, Salicaceae, Apiaceae, Papaveraceae, Lamiaceae и Fabaceae. Меньше всего политипных, к ним относится 3 семейства: Rosaceae, Asteraceae и Poaceae.

Рисунок 3 - Таксономический анализ флоры окрестностей аула Тахтамукай

4.2Биоморфологический анализ

В составе флоры района исследований доминируют многолетники - 30 видов. Редкими биоморфами для изучаемого района являются двулетники и кустарники.

При изучении жизненных форм по Раункиеру в биоморфологическом спектре (рисунок 4) флоры района исследования установлено, что преобладают гемикриптофиты (21 вид или 34% от общего количества видов). Второе место занимают терофиты (26%), затем фанерофиты - 20%. Криптофиты представлены 11 видами (18%). Меньше всего хамефитов - 1 вид, что составляет 2%.

Рисунок 4 - Биоморфологический спектр флоры окрестностей аула Тахтамукай

4.3 Экологический анализ

При проведении экологического анализа флоры мы основывались на отношении растений к влаге и к свету.

В результате исследования были выявлены следующие экоморфы растений по отношению к влаге (рисунок 5):

гигрофиты (22 вида или 36%);

мезофиты (39 видов или 64%).

Рисунок 5 - Экоморфы по отношению к влаге

По отношению к свету (рисунок 6) нами были выявлены экоморфы:

гелиофиты (40 видов или 66%);

сциофиты (16 видов или 26%);

гелиосциофиты (5 видов или 8%).

Рисунок 6 - Экоморфы по отношению к свету

4.4 Фитоценотический анализ

При проведении геоботанических исследований нами было заложено 6 пробных площадок на разном удалении от источников антропогенного воздействия (5, 10 и 25 м). В результате выявлены 6 основных ассоциаций, их доминанты, содоминанты, ассектаторы, а также ярусность и обилие растений.

Пырейно-разнотравная ассоциация (рисунок В.1) расположена на расстоянии 5 м от автомобильной трассы окрестности аула Тахтамукай. Доминирует разнотравье - яснотка пурпурная. Содоминантом является пырей ползучий, ассектатором - одуванчик лекарственный. Структура ассоциации представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Строение пырейно-разнотравной ассоциации

Название растенийЯрусВысота растения, смОбилие по ДрудеПырей ползучий3100 - 90cop3Яснотка пурпурная230 - 25cop2Одуванчик лекарственный225 - 23cop2

Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса составляет 100-90 см: пырей ползучий. Высота второго яруса 30 - 25 см: яснотка пурпурная, одуванчик лекарственный. Общее проективное покрытие 60%. На долю пырея ползучего приходится - 30%, яснотки пурпурной - 20%, одуванчика лекарственного - 10%.

Тростниково-разнотравная ассоциация (рисунок В.2) расположена в 10 м от автомобильной трассы окрестности аула Тахтамукай. Рельеф спокойный, уклон 1 - 2°. Доминирует разнотравье - мятлик узколистный, тонконог тонкий. Содоминантом является тростник южный. Ассектатором являются лютик полевой. Травостой представлен тремя ярусами. Высота первого яруса 110 - 100 см: тростник южный. Высота второго яруса 35 - 30 см: тонконог тонкий. Высота третьего яруса 30 - 25 см: мятлик узколистый, лютик полевой. Общее проективное покрытие - 70%. На долю тростника южного приходится - 30%, тонконога тонкого - 25%, лютика полевого - 10%, мятлика узколистного - 5%. Структура ассоциации представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Структура тростниково-разнотравной ассоциации

Название растенияЯрусВысота растения, смОбилие по ДрудеТростник южный1110 - 100сор3Тонконог тонкий235 - 30сор2Мятлик узколистный330 - 25сор2Лютик полевой32 - 20solКострово-разнотравная ассоциация (рисунок В.3) расположена в 25 м от автомобильной трассы окрестности аула Тахтамукай. Рельеф спокойный, уклон составляет 4 - 5°. Почвы чернозёмные. Доминантом является костёр полевой. Ассектаторами являются пырей ползучий, полынь метельчатая, чертополох крючковатый. Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса 80 - 70 см: костёр полевой, пырей ползучий. Высота второго яруса 40 - 35 см: полынь метельчатая, чертополох крючковатый. Общее проективное покрытие составляет 50%. На долю костра полевого приходится - 25% полыни метельчатой - 15%, пырея ползучего - 5%, чертополоха крючковотого - 5%. Структура кострово-разнотравной ассоциации представлена в таблице 6.

Таблица 6 - Строение кострово-разнотравной ассоциации

Название растенияЯрусВысота растения, смОбилие по ДрудеКостёр полевой280 - 70сор3Полынь метельчатая340 - 35cop1Пырей ползучий370 - 60cop1Чертополох крючковатый135 - 30sp

Разнотравно-виковая ассоциация (рисунок В.4) расположена в 5 м от предприятия «ООО Новые технологии», располагающегося в окрестности а. Тахтамукай. Рельеф спокойный, уклон 2 - 3°. Почвы глинистые. Доминантом является вика мышиный горошек, содоминантом - пастушья сумка обыкновенная. Ассектатором является сурепка обыкновенная. Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса 70 - 60 см: вика мышиный горошек, содоминант - пастушья сумка обыкновенная, высота второго яруса 30 - 25 см: сурепка обыкновенная. Общее проективное покрытие 60%. На долю вики мышиный горошек приходится 30%, на долю пастушьей сумки обыкновенной - 25%, на долю сурепки обыкновенной - 5%. Структура ассоциации представлена в таблице 7.

Таблица 7 - Строение разнотравно-виковой ассоциации

Название растенияЯрусВысота растения, смОбилие по ДрудеВика мышиный горошек170 - 75сор3Пастушья сумка обыкновенная155 - 60сор2Сурепка обыкновенная225 - 30sol

Щавелево-разнотравная ассоциация (рисунок В.5) расположена в 10 м от предприятия «ООО Новые технологии». Рельеф спокойный, уклон 3°. Почвы чернозёмы карбонатные слабогумусные мощные, глинистые. Доминантом является щавель конский, содоминантом - пырей ползучий, ассектатором - мышей зелёный. Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса 60 - 50 см: щавель конский, пырей ползучий, высота второго яруса 40 - 30 см: мышей зелёный. Общее проективное покрытие 70%. На долю щавеля конского приходится 35%, на долю пырея ползучего приходится 25%, на долю мышей зелёного - 10%. Структура ассоциации представлена в таблице 8.

Таблица 8 - Структура щавелево-разнотравной ассоциации

Название растенияЯрусВысота растения, смОбилие по ДрудеЩавель конский160 - 50сор3Пырей ползучий170 - 60сор2Мышей зелёный240 - 30sol

Овсяницево-разнотравная ассоциация (рисунок В.6) расположена в 25 м от предприятия «ООО Новые технологии». Рельеф спокойный, уклон 3 - 5°. Почвы чернозёмы карбонатные слабогумусные мощные, глинистые. Доминантом является овсяница луговая, содоминантом - костёр полевой, ассектатором - вика мышиный горошек. Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса 100 см: овсяница луговая, высота второго яруса 70 см: костёр полевой, вика мышиный горошек. Общее проективное покрытие 40%. На долю овсяницы луговой приходится 25%, на долю костра полевого - 10%, на долю вики мышиный горошек - 5%. Структура ассоциации представлена в таблице 9.

Таблица 9 - Строение овсяницево-разнотравной ассоциации

Название растенияЯрусВысота растения, смОбилие по ДрудеОвсяница луговая1110 - 100сор3Костёр полевой280 - 70сор2Вика мышиный горошек275 - 70sol

4.5 Химический анализ почвы

Химический анализ производился в 2013 г. с взятых образцов почвы в окрестностях аула Тахтамукай возле автотрассы и предприятия «ООО Новые технологии».

Около каждого из этих загрязнителей были заложены по 3 участка на разном удалении от объекта (5, 10 и 25 м).

Почвы, отобранные вблизи автодороги, были исследованы на тяжёлые металлы: свинец, цинк, кадмий, мышьяк, никель, медь (таблица Г.1).

Данные анализа на содержание тяжёлых металлов показали увеличение их концентрации вблизи автотрассы (рисунок 7).

Рисунок 7 - Содержание некоторых тяжёлых металлов вдоль автотрассы

По отношению к другому антропогенному источнику загрязнения (предприятие «ООО Новые технологии») так же были заложены экспериментальные участки на расстоянии 5, 10 и 25 м, на которых проводился отбор почвенных образцов для анализа на фенолы (таблица Г.2).

Результаты исследований показали, что содержание фенолов в непосредственной близости (5 м) от данного объекта характеризуются достаточно высоким содержанием (рисунок 8).

Рисунок 8 - Содержание фенолов в почве вблизи предприятия «ООО Новые технологии»

Также все точки с двух объектов исследовались на кислотность почвы. Результаты исследований свидетельствуют о подщелачивании почвы в непосредственной близости к объектам антропогенного загрязнения.

4.6 Анализ антропогенного воздействия на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай

Видовой состав, физиономический облик, структура, жизненное состояние растений и продуктивность растительных сообществ отражают все особенности условий обитания (климат, почвы, положение в рельефе), историю развития и связи между элементами сообщества, как в пространстве, так и во времени [Егорова, 2000].

К фитоценотическим признакам биоиндикации относятся особенности структуры растительного покрова: обилие и рассеянность видов растений, ярусность, мозаичность, степень сомкнутости [Биологический контроль…, 2007].

Для изучения антропогенного воздействия на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай нами были заложены по 3 пробных площадки на разном удалении (5, 10 и 25 м) от 2-х источников антропогенного воздействия: предприятие «ООО Новые технологии» и автомобильная трасса.

В результате проведённых исследований были выявлены основные изменения ассоциаций в фитоценозах. При удалении от линейного источника загрязнений (автотрасса) наблюдалось увеличение высоты травостоя, общего проективного покрытия с 60% на расстоянии 5 м до 70% на расстоянии 10 м. При дальнейшем удалении от автотрассы эти показатели падали, что связано с преобладанием дерновинных злаков. Наиболее устойчивым к антропогенному воздействию на данной территории является пырей ползучий, образующий пырейно-разнотравную ассоциацию в непосредственной близости от автотрассы. При удалении на 10 м в структуре тростниково-разнотравной ассоциации наблюдалось три яруса. На расстоянии 25 м от автотрассы обнаружена кострово-разнотравная ассоциация, в состав которой входит достаточно большое количество ассектаторов.

При удалении от другого источника антропогенного воздействия (предприятие) так же наблюдалось увеличение высоты ярусов в среднем на 10 см и общего проективного покрытия до 70% на расстоянии 10 м. Обнаружена следующая последовательность смены ассоциаций: разнотравно-виковая - щавелево-разнотравная - овсяницево-разнотравная.

Таким образом, при удалении от источников антропогенного воздействия изменялись: обилие видов, их проективное покрытие, в структуре ассоциации - доминанты, содоминанты, ассектаторы, а также ярусность и высота травостоя.

Заключение

По результатам проведённой работы были сделаны следующие выводы:

.Флора растительности окрестностей аула Тахтамукай насчитывает 61 вид растений, относящихся к 57 родам и 25 семействам.

.Таксономический анализ показал, что доминируют монотипные семейства (15): Aceraceae, Moraceae, Polygonaceae, Amaranthaceae и др.; олиготипных семейств насчитывается 7: Brassicaceae, Ranunculaceae, Salicaceae, Apiaceae, Papaveraceae, Lamiaceae и Fabaceae; политипных - 3: Rosaceae, Asteraceae и Poaceae.

.Анализ жизненных форм по Х. Раункиеру позволил выявить среди растений окрестностей аула Тахтамукай преобладающую жизненную форму - гемикриптофиты (34%). Второе место занимают терофиты (26%), затем фанерофиты - 20%. Криптофиты составляют 18%, меньше всего хамефитов - 2%.

.Экологический анализ показал, что среди гидроморф преобладают мезофиты (39 видов), а среди гелиоморф - гелиофиты (40 видов).

.На территории изучаемого района выделено 6 основных ассоциаций: пырейно-разнотравная, кострово-разнотравная, тростниково-разнотравная, щавелево-разнотравная, овсяницево-разнотравная, разнотравно-виковая. Изучены их строение, состав и обилие видов, а так же выделены доминанты, содоминанты и ассектаторы.

.При проведении химического анализа почвы были получены результаты, свидетельствующие о повышении содержания тяжёлых металлов вблизи автотрассы в 1,2 - 1,7 раза и содержания фенолов около предприятия в 1,5 раза. Анализ почвы на кислотность показал смещение рН в щелочную сторону как вблизи автотрассы (с 6,88 до 7,21), так и в непосредственной близости от предприятия «ООО Новые технологии» (с 6,8 до 7,6).

.При удалении от источников антропогенного воздействия наблюдается увеличение высоты травостоя на 10 см и общего проективного покрытия с 60% (на расстоянии 5 м) до 70% (на расстоянии 10 м).

Библиографический список

1.Абрегов О.Х., Козменко Г.Г., Пашков А.Н. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Республики Адыгея в 2001 году». Майкоп, 2002. 286 с.

2.Агроклиматический справочик по Краснодарскому краю. Краснодар, 1961. 367 с.

.Алёхин В.В. Фитосоциология и её последние успехи у нас и на Западе // Методика геоботанических исследований. М., 1938. С. 45 ? 68.

.Алёхин В.В., Сырейшиков Д.П. Методика полевых ботанических исследований. Вологда, 1926. 141 с.

.Ашинов Ю.Н., Зубкова Т.А., Карпачевский Л.О. Почвенный покров и элементы социальной структуры Кубани и Адыгеи. Майкоп, 2008. 268 с.

.Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / О.П. Мелехова [и др.] / под ред. О.П. Мелеховой и Е.И. Егоровой. М., 2007. 288 с.

.Бузаров А.Ш., Спесивцев П.А. География Республики Адыгея, Майкоп, 2000. 343 с.

.Варшанина Т.П. Климат // География Республики Адыгея. Майкоп, 1995. С. 27 - 30.

.Варшанина Т.П., Мельникова Т.Н., Хачегогу А.Е. География Республики Адыгея. Майкоп, 2001. 186 с.

.Воронов А.Г. Геоботаника: учебное пособие для ун-тов и пед. ин-тов. М., 1973. 384 с.

.Гроссгейм А.А. Определитель растений Кавказа. М., 1949. 747 с.

.Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., 1965. 223 с.

.Егорова Е.И. Биотестирование и биоиндикация окружающей среды. Обнинск, 2000. 317 с.

.Зернов А.С. Флора Северо-Западного Кавказа. М., 2006. 664 с.

.Кабаян Н.В. Гидрология Республики Адыгея. Майкоп, 2001. 200 с.

.Канонников А.М. Природа и мы. Краснодар, 1984. 432 с.

.Коровин В.И. Природа Краснодарского края. Краснодар, 1979. 279 с.

.Косенко И.С. Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья. М., 1970. 613 с.

.Краснопольский А.В. Климат Республики Адыгея. Майкоп, 2001. 215 с.

.Лавренко Е.М. Основные закономерности растительных сообществ и пути их изучения // Полевая геоботаника. М.; Л., 1959. Т. 1. С. 60 - 80.

.Литвинская С.А. Степи Западного Предкавказья // Растительные ресурсы Северного Кавказа. Ростов н/Д, 1984. С. 37 - 47.

.Литвинская С.А. Деревья и кустарники Кубани. Ростов н/Д, 1993. 230 с.

.Литвинская С.А., Тильба А.П., Филимонова Р.Г. Редкие и исчезающие растения Кубани. Краснодар, 1983. 159 с.

.Методика выполнения измерений массовой доли элементов в пробах почв, грунтов и донных отложениях методами атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии: М-МВИ-80-2008. СПб., 2008. 36 с.

.Нагалевский Ю.Я., Чистяков В.И. Физическая география Краснодарского края: учебное пособие. Краснодар, 2003. 256 с.

.Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа: ГОСТ 17.4.4.02-84. М., 1984. 6 с.

.Пачосский И.К. Основы фитоценологии. Херсон, 1927. 346 с.

.Печёрин А.И. Природа Кубани. Краснодар, 1989. 247 с.

.Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л., 1971. 334 с.

.Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. М., 1962. 277 с.

.Соляник Г.М. Почвы Краснодарского края. Краснодар, 2004. 70 с.

.Сочава В.Б. Растительный покров на тематических картах. Новосибирск, 1979. 190 с.

.Спесивцев П.А. География Республики Адыгея. Майкоп, 2002. 341 с.

.Сукачёв В.Н. Избранные труды: в 3 т. Л., 1972-1975. 1215 с.

.Тахтамукайский район Республики Адыгея / Р.Х. Савв [и др.]. Майкоп, 1999. 320 с.

.Хачегогу А.Е. Почвы и растительность Адыгеи. Майкоп, 2001. 102 с.

.Шенников А.П. Введение в геоботанику. Л., 1964. 447 с.

38.Drude O. Die Ocologie der Pflanzen. Braunschweig, 1913. 300 S.

Фитоцено́з (от греч. φυτóν - «растение» и κοινός - «общий») - растительное сообщество, существующее в пределах одного биотопа . Характеризуется относительной однородностью видового состава, определённой структурой и системой взаимоотношений растений друг с другом и со внешней средой. По Н. Баркману фитоценоз - суть конкретный сегмент растительности, в котором внутренние флористические различия меньше, чем различия с окружающей растительностью. Фитоценозы является объектом изучения науки фитоценологии (геоботаники).

Фитоценоз входит в состав биоценоза наряду с зооценозом и микробиоценозом . Биоценоз, в свою очередь, в сочетании с условиями абиотический среды (экотопом) образует биогеоценоз . Фитоценоз является центральным, ведущим элементом биогеоценоза, так как трансформирует первичный экотоп в биотоп, создавая среду обитания для других организмов, а также является первым звеном в круговороте веществ и энергии. От растительности зависят свойства почв, микроклимат, состав животного мира, такие характеристики биогеоценоза, как биомасса, биопродуктивность и т. д. В свою очередь, элементами фитоценоза являются ценопопуляции растений - совокупности особей одного вида в границах фитоценозов.

Формирование фитоценоза

Формирование фитоценозов можно рассматривать как в динамическом аспекте (смена сообществ), так и в плане образования их на свободных участках земной поверхности.

Различают первично свободные участки, которые в прошлом не заселялись растениями и не содержат их зачатков. Фитоценозы на них могут образоваться только при внесении диаспор извне. К таким участкам относятся скальные обнажения, свежие речные и морские наносы, обнажившееся дно водоёмов, участки, освободившиеся от ледников, лавовые поля и др. В целом на Земле они занимают незначительные площади.

Вторично свободные участки образуются в местах, где раньше растительность существовала, но была уничтожена вследствие воздействия какого-либо неблагоприятного фактора. Примером могут служить гари, осыпи, незасеянные пашни, участки выеденных вредителями или скотом фитоценозов. На них в большинстве случаев сохраняется почва и диаспоры, а формирование фитоценозов происходит значительно быстрее, чем на первично свободных участках. Формирование фитоценоза является непрерывным процессом, но условно может быть разделено на стадии:

• по В. Н. Сукачёву:

1. Отсутствие фитоценоза - случайный состав видов; отсутствие взаимодействия между растениями; очень слабое влияние на среду; невыраженность структуры.
2. Открытый фитоценоз - неустойчивый состав, преимущественно из однолетников; структура с отдельными не взаимодействующими друг с другом ценопопуляциями.
3. Закрытый невыработавшийся фитоценоз - выпадение значительной части видов-первопоселенцев; пятнистая структура с проникновением отдельных растений в скопления других видов; намечается ярусность.
4. Закрытый выработавшийся фитоценоз - относительно постоянный видовой состав; затруднение проникновения новых видов; взаимодействие всех ценопопуляций; выраженная ярусность.

• по А. П. Шенникову:

1. Пионерная группировка - ценопопуляции малочисленны, взаимоотношения между ними отсутствуют
2. Группово-зарослевое сообщество - ценопопуляции распределены куртинами, в которых происходит взаимодействие между растениями
3. Диффузное сообщество - ценопопуляции смешиваются, вырабатывается система межвидовых взаимодействий

• по Ф. Клементсу:

1. Миграция - занос диаспор
2. Эцезис - закрепление первопоселенцев
3. Агрегация - образование групп потомства вокруг материнских растений
4. Инвазия - перемешивание ценопопуляций
5. Конкуренция - выработка конкурентных отношений вследствие резкого увеличения сомкнутости
6. Стабилизация - формирование устойчивого замкнутого сообщества

Е. П. Прокопьев, суммируя различные схемы членения процесса формирования фитоценоза, предлагает выделять в нём три этапа:

1. Поступление зачатков на свободный участок. Видовой состав формирующегося фитоценоза будет зависеть от видового состава растений окружающей территории и характера распространения их диаспор, причём основную роль будут играть зачатки аллохорических видов, главным образом анемохоры.
2. Экотопический (абиотический) отбор. Не все попавшие на свободный участок диаспоры на нём приживутся: часть не прорастёт, а часть проросших погибнет в молодом состоянии вследствие неблагоприятного сочетания абиотических факторов. Закрепившиеся растения будут являться пионерными для данной территории.
3. Фитоценотический отбор. Вследствие размножения и расселения пионерных видов по участку, они начнут влиять друг на друга и изменять экотоп, формируя биотоп (местообитание). Первичная абиотическая среда экотопа превращается во вторичную биотическую - фитосреду. Под влиянием фитосреды и взаимовлияний растений некоторые пионерные виды, не приспособленные к ней, выпадают. Это может происходить, например, вследствие затенения или аллелопатии. Параллельно происходит закрепление на участке новых видов, уже приспособленных к данной фитосреде.

Факторы организации фитоценоза

Фак­то­ры ор­га­ни­за­ции рас­ти­тель­но­го со­об­ще­ства можно услов­но раз­де­лить на че­ты­ре груп­пы: ха­рак­те­ри­сти­ки среды (эко­то­па), вза­и­мо­от­но­ше­ние между рас­те­ни­я­ми, вли­я­ние на рас­ти­тель­ность ге­те­ро­троф­ных ком­по­нен­тов (жи­вот­ных, гри­бов, бак­те­рий) и на­ру­ше­ния. Эти груп­пы фак­то­ров опре­де­ля­ют со­че­та­ние и ха­рак­те­ри­сти­ки це­но­по­пу­ля­ций видов в фитоценозе.

Эко­топ яв­ля­ет­ся глав­ным фак­то­ром ор­га­ни­за­ции фи­то­це­но­за, хотя он может быть в зна­чи­тель­ной сте­пе­ни транс­фор­ми­ро­ван био­ти­че­ски­ми вли­я­ни­я­ми рас­те­ний или на­ру­ше­ни­я­ми. К абио­ти­че­ским фак­то­рам, вли­я­ю­щим на ор­га­ни­за­цию со­об­ще­ства можно отнести:

• климатические (световой, тепловой, водный режимы и др.)
• эдафические (гранулометрический и химический состав, влажность, порозность, водный режим и другие свойства почв и грунтов)
• топографические (характеристики рельефа)

Вза­и­мо­от­но­ше­ния растений под­раз­де­ля­ют­ся на кон­такт­ные и опо­сре­до­ван­ные : тран­са­био­ти­че­ские - через абио­ти­че­ские фак­то­ры среды оби­та­ния и тран­с­био­ти­че­ские - через тре­тьи организмы.

Вли­я­ние на ор­га­ни­за­цию фи­то­це­но­зов ге­те­ро­троф­ных компонентов био­гео­це­но­зов ис­клю­чи­тель­но раз­но­об­раз­но. Вли­я­ниежи­вот­ных про­яв­ля­ет­ся в опы­ле­нии, по­еда­нии, рас­про­стра­не­нии семян, из­ме­не­нии ство­лов и крон де­ре­вьев и свя­зан­ных с ними ха­рак­те­ри­стик, раз­рых­ле­нии почвы, вы­тап­ты­ва­нии и др. Ми­ко­риз­ные грибы улуч­ша­ют снаб­же­ние рас­те­ний эле­мен­та­ми ми­не­раль­но­го пи­та­ния и водой, по­вы­ша­ют устой­чи­вость к па­то­ге­нам. Бак­те­рии-азот­фик­са­то­ры по­вы­ша­ют снаб­же­ние рас­те­нийазо­том. Дру­гие грибы и бак­те­рии, а также ви­ру­сы могут яв­лять­ся па­то­ге­на­ми.

На­ру­ше­ния , как ан­тро­по­ген­но­го, так и при­род­но­го ге­не­зи­са могут пол­но­стью транс­фор­ми­ро­вать фи­то­це­ноз. Это про­ис­хо­дит при по­жа­рах, вы­руб­ках, вы­па­се скота, ре­кре­а­ци­он­ной на­груз­ке и т. п. В этих слу­ча­ях фор­ми­ру­ют­ся про­из­вод­ные фи­то­це­но­зы, ко­то­рые по­сте­пен­но из­ме­ня­ют­ся в сто­ро­ну вос­ста­нов­ле­ния ко­рен­но­го, если воз­дей­ствие на­ру­ша­ю­ще­го аген­та пре­кра­ти­лось. Если воз­дей­ствие дол­го­вре­мен­но (на­при­мер, при ре­кре­а­ции) фор­ми­ру­ют­ся со­об­ще­ства, при­спо­соб­лен­ные к су­ще­ство­ва­нию при дан­ном уровне на­груз­ки. Де­я­тель­ность че­ло­ве­ка при­ве­ла к об­ра­зо­ва­нию фи­то­це­но­зов, ранее не су­ще­ство­вав­ших в при­ро­де (на­при­мер, со­об­ществ на ток­сич­ных от­ва­лах про­мыш­лен­ных производств).

Взаимовлияния организмов в фитоценозах

На­ли­чие си­сте­мы вза­и­мо­от­но­ше­ний между рас­те­ни­я­ми яв­ля­ет­ся одним из глав­ных при­зна­ков сло­жив­ше­го­ся фи­то­це­но­за. Изу­че­ние их, в силу боль­шой пе­ре­кры­ва­е­мо­сти и силь­но­го вли­я­ния абио­ти­че­ских фак­то­ров, пред­став­ля­ет собой труд­ную за­да­чу и может быть ре­а­ли­зо­ва­но либо в виде экс­пе­ри­мен­та, в ходе ко­то­ро­го изу­ча­ют­ся вза­и­мо­от­но­ше­ния двух кон­крет­ных видов, либо вы­чле­не­ни­ем таких от­но­ше­ний из ком­плек­са дру­гих с при­ме­не­ни­ем ме­то­дов ма­те­ма­ти­че­ско­го ана­ли­за.

Прямые (контактные) взаимовлияния

Симбиотические отношения проявляются в сосуществовании растений с грибами и бактериями (в том числе цианобактериями). Соответственно различают микосимбиотрофию и бактериосимбиотрофию .

Растения, образующие микоризу, по требовательности к наличию микосимбионта можно разделить на две группы:

• облигатные микосимбиотрофы - не способные к развитию без микосибионта (сем. Орхидные)
• факультативные микосимбиотрофы - способные к существованию без микосимбионта, но лучше развивающиеся при его наличии

Бактериосимбиотрофия - симбиоз растений с клубеньковыми бактериями (Rhizobium sp. ). Распространена не столь широко, как микосимбиотрофия - в симбиоз с бактериями вступает порядка 3 % растений мировой флоры (в основном семейства Бобовые (около 86 % видов семейства), а также некоторые виды семейств Мятликовые, Берёзовые, Лоховые, Крушиновые). Клубеньковые бактерии играют роль азотфиксаторов, переводя атмосферный азот в доступные растениям формы. Выделяют корневую и листовую формы взаимодействия. При корневой форме бактерии заражают корни растения, вызывая интенсивные локальные деления клеток и образование клубеньков. Листовая бактериосимбиотрофия встречается у некоторых тропических растений и ещё слабо изучена.

На способности растений семейства Бобовых вступать в симбиоз с клубеньковыми бактериями основан один из методов трёхпольной культуры.

Эпифиты , поселяющиеся на растениях-форофитах используют последние только в качестве субстрата, не вступая с ними в физиологические взаимодействия. Эпифитные формы встречаются в группах покрытосеменных, папоротников, мхов, водорослей и лишайников. Наибольшего разнообразия эпифиты достигают во влажных тропических лесах.

В экологическом плане взаимоотношения эпифитов и форофитов обычно представлены комменсализмом, но могут проявляться и элементы конкуренции:

• эпифиты частично перехватывают свет и влагу у форофитов
• задерживая влагу, способствуют загниванию форофита
• затеняя форофит, эпифиты уменьшают его эффективную фотосинтетическую поверхность
• обильно разрастаясь, могут быть причиной деформации или слома форофитов

Лианы, вынося в ходе роста свои листья ближе к свету, получают от сожительства с опорным растением пользу, тогда как последнее - преимущественно вред, как прямой - вследствие механического воздействия лианы и слома / гибели опорного растения, так и косвенный - вследствие перехвата лианой света, влаги и питательных веществ.

Наибольшего разнообразия лианы также достигают во влажных тропических лесах.

Трансабиотические взаимовлияния

Влияния растений друг на друга, опосредованные абиотическими факторами внешней среды. Возникают благодаря перекрыванию фитогенных полей расположенных по соседству растений. Подразделяются на конкуренцию и аллелопатию .

Конкуренция развивается либо из-за исходной ограниченности ресурсов местообитания, либо в результате уменьшения их доли, приходящейся на каждое растение, вследствие перенаселённости. Конкуренция ведёт к снижению потребления ресурсов растением и, как следствие, уменьшению скорости роста и запасания веществ, а это, в свою очередь, приводит к снижению количества и качества диаспор. Различают внутри- и межвидовую конкуренцию.

Внутривидовая конкуренция влияет на показатели рождаемости и смертности в ценопопуляции, определяя тенденцию к поддержанию её численности на определённом уровне, когда обе величины уравновешивают друг друга. Такая численность называется предельной плотностью и зависит от количества ресурсов местообитания. Внутривидовая конкуренция асимметрична - неодинаково влияет на разные особи. Суммарная фитомасса ценопопуляции остаётся постоянной в достаточно большом диапазоне значений плотности, тогда как средняя масса одного растения при загущении начинает неуклонно снижаться - закон постоянства урожая (C=dw, где C - урожай, d - плотность ценопопуляции и w - средняя масса одного растения).

Межвидовая конкуренция также широко распространена в природе, поскольку абсолютное большинство фитоценозов (кроме некоторых агроценозов) являются многовидовыми. Многовидовой состав обеспечивается тем, что каждый вид имеет характерную только для него экологическую нишу, которую и занимает в сообществе. При этом ниша, которую вид мог бы занять при отсутствии межвидовой конкуренции - фундаментальная , сужается до размеров реализованной . В фитоценозе дифференциация экологических ниш происходит за счёт:

• разной высоты растений
• разной глубины проникновения корневой системы
• контагиозного распределения особей популяции (отдельными группами / пятнами)
• разных сроков вегетации, цветения и плодоношения
• неравной эффективности использования растениями ресурсов местообитания

При слабом перекрывании экологических ниш может наблюдаться сосуществование двух ценопопуляций, при сильном же более конкурентоспособный вид вытесняет из местообитания менее конкурентоспособный. Сосуществование двух сильно конкурирующих видов также возможно за счёт динамичности среды, когда тот или иной вид получает временное преимущество.

Аллелопатия - влияние растений друг на друга и на другие организмы путём выделения в среду активных метаболитов как при жизни растения, так и при разложении его остатков. Аллелопатическая активность того или иного вида обуславливается определённым набором химических веществ различной природы, качественный и количественный состав которого существенно зависит от внешних условий. Аллелопатически активные вещества выделяются как надземными органами (главным образом листьями), так и подземными в основном тремя способами:

• активное выделение через железы или гидатоды
• вымывание атмосферными осадками
• выделение посредством разложения опада микроорганизмами

Сумма выделений различных растений в фитоценозе - его биохимическая среда. Так как состав выделений не постоянен, можно говорить о существовании аллелопатического режима фитоценоза, наряду с водным, воздушным и др.

Трансбиотические взаимовлияния

Косвенные влияния одних растений на другие посредством третьих организмов (других растений, животных или грибов). Воздействие может проявляться как на уровне отдельного организма, так и на уровне целой ценопопуляции. Трансбиотические взаимовлияния могут быть:

При формировании фитоценоза первичная абиотическая среда экотопа превращается в фитосреду, а сам экотоп - в биотоп. Фитоценоз при этом оказывает влияние практически на все абиотические факторы, изменяя их в ту или иную сторону.

Световой режим фитоценоза

Внутри любого фитоценоза световой режим будет отличается от светового режима открытого участка, не занятого растительностью. Такие отличия возникают за счёт того, что свет в фитоценозе определённым образом перераспределяется и происходят следующие процессы:

• отражение части света за пределы фитоценоза
• поглощение части света растениями (в том числе, в процессе фотосинтеза)
• проникновение света внутрь фитоценоза

Вследствие отражения и поглощения света растениями, до уровня почвы доходит лишь незначительная его часть, что особенно хорошо видно в многоярусных лесных фитоценозах: под пологом соснового леса освещённость составляет, в среднем, 25-30 %, дубового - около 3 %, а влажного тропического леса - около 0,2 % от полной освещённости (на открытой поверхности в тех же географических условиях).

Освещённость в фитоценозе неоднородна: она изменяется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. При движении от верхней границы фитоценоза до уровня почвы освещёноость падает скачкообразно прежде всего вследствие особенностей облиствения (густоты и расположения листьев в пространстве) на каждом ярусе.

В травяных фитоценозах выделяют два типа освещённости: злаковый и двудольный . Злаковый тип характерен для сообществ с преобладанием растений с вертикально ориентированными листьями (злаки, осоки) и характеризуется постепенным снижением освещённости сверху вниз. Двудольный тип - для сообществ с горизонтально ориентированными листьями; характеризуется резкими скачками освещённости и сходен в этом плане с изменением освещённости в лесных сообществах.

В водных экосистемах в поглощении и отражении света, помимо растений, участвую также вода и взвешенные в ней частицы, вследствие чего на большой глубине существование растений становится невозможным. В прозрачных пресных водоёмах освещённость становится менее 1 % на глубинах более 5-10 метров, вследствие чего высшие растения в таких условиях встречаются на глубинах не более 5, а водоросли - не более 20 метров, однако в прозрачных водах морях и океанах отдельные виды красных водорослей проникают на глубину в несколько сотен метров.

Растения в фитоценозах изменяют и качественный состав спектра, избирательно поглощая и отражая свет с определённой длиной волны. Жёсткое УФ-излучение (λ < 280 нм), вредное для живых структур растительной клетки, практически полностью (до 95-98 %) поглощается эпидермисом листьев и другими покровными тканями. Видимая часть солнечного спектра (физиологически активная радиация) до 70 % поглощается фотосинтетическими пигментами, при этом интенсивнее поглощается сине-фиолетовая и красная части спектра, а зелёная - значительно слабее. ИК-излучение с λ > 7000 нм поглощается до 97 %, а с λ < 2000 нм - очень слабо.

Проницаемость листьев для света также неодинакова и зависит, прежде всего, от толщины и строения листа, а также длины световой волны. Так, листья средней толщины пропускают до 10-20 % света, очень тонкие - до 40 %, а толстые, жесткие, покрытые восковым налётом или опушением листья могут не пропускать свет вовсе. Наибольшей проникающей способностью обладают ИК и зелёный свет, остальные участки спектра проникают через листья существенно меньше.

Световой режим также изменяется в течение суток, в течение года и в зависимости от возрастного состава растений фитоценоза.

Таким образом, фитоценозы изменяют условия освещения экотопа, формируя особый, неоднородный в пространстве световой режим. Специфика этого режима в каждом конкретном фитоценозе определяет набор видов, их распределение и структуру фитоценоза в целом.

Тепловой режим фитоценоза

Участок поверхности Земли, лишённый растительности, получает тепло как непосредственно от Солнца, так и опосредованно - через рассеянный свет неба и обратное излучение нагретой атмосферы. Поступившее тепло частично отражается обратно в атмосферу, частично поглощается и отводится в более глубокие слои Земли и частично излучается нагретой почвой обратно в атмосферу. Все процессы поступления и отведения тепла формируют собой тепловой баланс .

Тепловой баланс меняется в течение суток: днём, в фазу инсоляции, он оказывается положительным, ночью - отрицательным. На тепловой баланс также влияют погодные условия, рельеф местности, время года и географическое положение экотопа.

Фитоценозы существенно изменяют тепловой режим экотопа, так как растения:

• отражают часть солнечного света обратно в атмосферу, снижая поступление тепла в фитоценоз
• поглощают солнечный свет и расходуют его в дальнейшем на физиологические процессы
• выделяют некоторое количество тепла в процессе дыхания
• осуществляют транспирацию и гуттацию
• поглощают часть излучаемого почвой тепла
• снижают испарение с поверхности почвы
• замедляют движение воздушных масс

Также изменение теплового режима экотопа происходит вследствие конденсации и физического испарения влаги с поверхности растений.

Основной энергообмен в фитоценозе осуществляется не у поверхности почвы, как на участке, лишённом растительности, а в верхнем сомкнутом фитоценогоризонте, который сильнее всего нагревается в дневное время и сильнее всего охлаждается в ночное.

В целом, тепловой режим фитоценоза имеет следующие особенности по сравнению с таковым у участка, лишённого растительности:

• максимальные температуры понижаются, а минимальные - повышаются
• суточные и сезонные амплитуды температур оказываются более сглаженными
• среднегодовая температура ниже

Воздушный режим фитоценоза

Влияние фитоценоза на воздушный режим проявляется в изменении скорости движения и состава воздуха. Скорость ветра в фитоценозах падает по направлению сверху вниз и от более открытого участка к менее открытому. Динамика же состава воздуха определяется, главным образом, изменением концентраций кислорода и углекислого газа в процессе фотосинтеза и дыхания. Более значительным колебаниям подвержено содержание CO 2: в первой половине дня оно поижается, что связано с интенсификацией фотосинтеза, во второй половине дня - повышается и достигает максимума ночью. Изменение содержания кислорода в воздухе происходит синхронно, но в обратном направлении. Имеется определённая изменчивость содержания CO 2 и O 2 и по сезонам года: так, в лесах умеренного пояса наименьшая концентрация CO 2 наблюдается весной, когда распускаются листья и у растений интенсифицируются процессы жизнедеятельности.

Режим влажности фитоценоза

Структура фитоценоза

В зависимости от специфики исследований в понятии «структуре биоценоза» В. В. Мазингом выделяются три направления, разработанные им для фитоценозов.

1. Структура, как синоним состава (видовая, конституционная). В этом смысле говорят о видовой, популяционной, биоморфологической (состав жизненных форм) и других структурах ценоза, имея ввиду лишь одну сторону ценоза - состав в широком смысле. В каждом случае проводится качественный и количественный анализ состава.

2. Структура, как синоним строения (пространственная, или морфоструктура). В любом фитоценозе растения характеризуются определённой приуроченностью к экологическим нишам и занимают определённое пространство. Это относится и к остальным компонентам биогеоценоза. Между частями пространственного расчленения (ярусы, синузии, микрогруппировки и др.) можно достаточно легко и точно провести границы, можно нанести их на план, вычислить площадь, а затем, например, рассчитать ресурсы полезных растений или кормовые ресурсы животных. Только на основе данных по морфоструктуре можно объективно определить точки постановки тех или иных экспериментов. При описании и диагностики сообществ всегда проводится изучение пространственной неоднородности ценозов.

3. Структура, как синоним совокупностей связей между элементами (функциональная). В основе понимания структуры в таком смысле лежит изучение взаимоотношений между видами, в первую очередь изучение прямых связей - биотический коннекс. Это изучение цепей и циклов питания, обеспечивающих круговорот веществ и раскрывающих механизм связей трофических (между животными и растениями) или топических (между растениями - конкуренция за питательные вещества в почве, за свет в надземной сфере, взаимопомощь).

Все три аспекта структуры биологических систем тесно взаимосвязаны на ценотическом уровне: видовой состав, конфигурация и размещение структурных элементов в пространстве являются условием для их функционирования, то есть жизнедеятельности и продуцирования растительной массы, а последнее, в свою очередь, в значительной степени определяет морфологию ценозов. И все указанные аспекты отражает условия среды, в которых формируется биогеоценоз.

Фитоценоз состоит из ряда структурных элементов. Различают горизонтальную и вертикальную структуру фитоценоза. Вертикальная структура представлена ярусами, выделяемыми по визуально определяемым горизонтам концентрации фитомассы. Ярусы состоят из «разновысотных» растений. Примерами ярусов являются 1-й древесный ярус, 2-й древесный ярус, напочвенный покров, мохово-лишайниковый ярус, ярус подлеска и др. Число ярусов может различаться. Эволюция фитоценозов идёт в направлении увеличения числа ярусов, так как это ведёт к ослаблению конкуренции между видами. Поэтому в более древних лесах умеренного пояса Северной Америки число ярусов (8-12) больше, чем в аналогичных более молодых лесах Евразии (4-8).

Горизонтальная структура фитоценоза формируется благодаря наличию пологов деревьев (под которыми формируется среда, несколько отличная от среды в межпологовом пространстве), неоднородностям рельефа (которые обуславливают изменение уровня грунтовых вод, различную экспозицию), видовым особенностям некоторых растений (размножающихся вегетативно и образующих моновидовые «пятна», изменение среды одним видов и реагирование на это другими видами, аллелопатические воздействия на окружающие растения), деятельности животных (например, формирование пятен рудеральной растительности на пороях грызунов).

Закономерно повторяющиеся пятна (мозаики) в фитоценозе, различающиеся составом видов или их количественным соотношением, называются микрогруппировками , а такой фитоценоз - мозаичным.

Неоднородность может также носить случайный характер. В этом случае она называется пестротностью .

Динамика фитоценозов

Фитоценозы характеризуются постоянством видового состава, условиями обитания, но там все равно происходят непрерывные изменения. Свойство изменятся называется динамичностью .

Динамические процессы бывают обратимые и необратимые.

Обратимые

1. Суточные – связаны с суточной ритмикой жизнедеятельности растений, образующих фитоценоз; выражаются в изменениях активности транспирации, дыхания, фотосинтеза, в суточных движениях цветков и листьев, в ритме открывания и закрывания цветков. Определяются особенностями фитоклимата, создаваемого растительным сообществом.

2. Сезонные – определяются особенностями ритма развития видов, образующих фитоценоз. Эти изменения позволяют существовать совместно большему числу видов растений, чем в том случае, если бы они развивались одновременно. Н-р, весной – ранние эфемероиды, летом – позднелетние травы, кустарники, деревья.

3. Флуктуации - это разногодичные изменения, связанные с неодинаковыми условиями существования растений в разные годы. Состав не изменяется, может меняться численность и возрастной состав популяции.

Необратимые

(сукцессии, эволюция сообществ, нарушения сообществ).

Сукцессии - это постепенные изменения фитоценозов необратимые и направленные, вызванные внутренними или внешними причинами, по отношению к фитоценозам, причинам. Выделяются первичные и вторичные сукцессии. Первичные сукцессии начинаются на безжизненных субстратах (скалах, обрывах, наносах рек, сыпучих песках), вторичные же начинаются на субстратах, на которых растительность была, но нарушена (восстановление после лесного пожара).

Классификация фитоценозов

При классификации фитоценозов сходные сообщества объединяют в группы - классификационные единицы.

Низшая единица классификации - ассоциация (совокупность однородных фитоценозов, имеющих более или менее одинаковый внешний облик, сходный флористический состав и одни и те же доминирующие виды по ярусам). Названия ассоциаций даются перечислением русских названий доминирующих растений каждого яруса фитоценоза начиная с самого верхнего яруса (сосна обыкновенная + ель европейская - брусника + черника - мох плеуроциум) или латинских родовых и видовых названий доминантов (Pinus sylvestris + Picea abies - Vaccinium vitis-idaea + Vaccinium myrtillus - Pleurozium schreberi) с прибавлением к основе суффиксов лат. -etum , -osum, -estosum: Piceetum oxalidosum (от Picea и Oxalis) - ельник кисличный.

Формация - это совокупность ассоциаций, у которых в верхнем ярусе доминирует один и тот же вид растения (например, сосняки, дубравы и пр.)

Ординацией называют построение рядов фитоценозов по постепенному изменению какого-либо фактора окружающей среды в определённом направлении. Так, можно провести ординацию по фактору увлажнения почвы. В этом случае получится ряд сообществ, где каждое займет соответствующее место в зависимости от условий увлажнения, в которых оно развивается, причём крайнее из них будет соответствовать наиболее влажным почвам, а противоположное - наиболее сухим.

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2015, том 21, № 1 (62), с. 53-59 =--- ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ

УДК 6332.03:581524(47067)

О ТРАНСФОРМАЦИИ ЛУГОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ АНТРОПОГЕННЫХ И ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ

© 2015 г. П.М-С. Муратчаева, Р.М. Загидова, П.А. Батырмурзаева

Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН Россия, 367000 Махачкала, ул.Гаджиева, д.45 Email: [email protected]

Поступила 16.05.2014.

На основе анализа фитоценотических показателей представлены результаты изучения состояния луговых сообществ Присулакской низменности.

Ключевые слова: структура фитоценоза, флористический состав, видовое разнообразие, обилие видов, надземная фитомасса.

Общая тенденция динамики луговой растительности равнинного Дагестана связана в последние годы с процессами остепнения, а во многих случаях - засоления и опустынивания. Приморские и дельтовые фитоценозы молодой равнины формируются под влиянием зональных и местных условий

Меняющегося уровенного режима Каспия, грунтовых вод, высоких летних температур и сильного антропогенного прессинга (ненормированный выпас, ветровая эрозия, вторичное засоление). Разнообразие факторов обусловливает пестроту литологического, почвенного и растительного покрова. Смены разного уровня от луговой и лугово-болотной до степной и полупустынной растительности впервые были отмечены Е.В. Шифферс (1953).

Цель исследования - изучение состояния луговых сообществ путем оценки фитоценотических показателей: структуры растительного покрова, проективного покрытия, видового разнообразия, обилия видов и величины надземной продукции, выявление закономерностей, формирующихся в видовом и флористическом составе.

Материал и методы

Исследования проводились на двух ключевых участках, расположенных в Присулакской низменности в Бабаюртовском административном районе. Ботанические описания сопровождались описаниями почвенных разрезов и условий почвообразования.

Ключевой участок №1. Географические координаты участка 43022"77.4" с.ш., 47010"14.4" в.д. Луговая солончаковая, среднесуглинистая почва на древнеаллювиальных суглинистых отложениях. Угодье - пастбище. Грунтовые воды c минерализацией 15.9 г/л. вскрыты весной на глубине 126см., осенью на глубине 175см. Влажность генетических горизонтов относительно высокая - весной 16.4 -20.4%, показатели, которые подвергаются радикальным изменениям по отдельным сезонам.

Ключевой участок №2 расположен южнее первого участка на 10 км. Луговая солончаковая, среднесуглинистая почва на аллювиальных суглинистых отложениях. Рельеф - равнина с микрозападинами. Угодье - залежь, старопахотный стравленный луг, заброшенный участок. Грунтовые воды не вскрыты. Влажность генетических горизонтов в весенний период 10.6-16.6%.

Весной и осенью с закладкой геоботанических площадок 10х10м и взятием укосных образцов (0.25м2) в восьмикратной повторности. На каждой площадке учтено общее проективное покрытие почвы растительностью, определены фазы вегетации, высота растений и их обилие по шкале Друде, жизненное состояние видов и видовое разнообразие. Срезанную фитомассу разбирали по агроботаническим группам: злаки, бобовые, разнотравье, высушивали до воздушно-сухого состояния и определяли структуру и величину надземной фитомассы.

Результаты и обсуждение

Исследования проводились в течение вегетационного периода в центральной части Присулакской низменности. Территория представлена слабоволнистым с бугорчато-западинным микрорельефом. Ассоциация злаково-солянково-полынная. Бугорки заняты кустами полыни солончаковой (Artemisia monogyna), западинки - петросимонией супротиволистной (Petrosimonia oppositifolia). Полынь и петросимония - основные средоообразующие виды. Злаки и эфемеры вкраплены в травостой полыни и петросимонии, эфемеры и эфемероиды характеризуются хорошим состоянием, корневая система их находится в слабозасоленных верхних горизонтах почвы. Корневая система злаков (Puccinellia gigantea, Elytrigia repens) проникает более глубоко в почву.

Флористический состав в весенний период представлен 15 видами растений, входящими в состав 9 семейств, что указывает на скудное видовое богатство (табл. 1).

Наибольшее число приходится на Роасеае - 6 видов, на втором месте Limoniaceae - 2 вида. По одному представителю имеют семь семейств: Asteraceae, Chenopodiaceae, Brassicaceae, Caryophyllaceae, Scrophylariaceae, Elaeagnaceae, Tamaricaceae. Представительство жизненных форм примерно одинаковое: однолетние - 7 видов, многолетники - 8 видов, из них многолетние травянистые - 5, дерево - 1, кустарник - 1, полукустарничек - 1 (табл. 1).

Проективное покрытие колебалось в широком диапазоне и составило в весенний период 40-80%. Доминанты травостоя полынь и петросимония находились в фазе вегетации. Средняя высота полыни в весенний период равнялись 10.6 см, петросимонии - 4.7 см, злаки и эфемеры были в фазе начала колошения, колошения и плодоношения и имели среднюю высоту в зависимости от вида от 9 до 23 см.

По степени обилия виды растений весенней синузии можно расположить в ряд: полынь солончаковая > петросимония супротиволистная > бескильница гигантская > кермек Мейера > пырей ползучий > костер японский > мятлик луковичный > мортук пшеничный > остальные виды (табл. 1).

В жаркие летние месяцы выгорают эфемеры и эфемероиды, наряду с этим также прекращается рост полыни и других растений, которые в это время находятся в состоянии летнего покоя.

Смена весеннего периода осенним сопровождалось изменением в структуре и видовом составе растений. Осенняя миграция солей приводит к количественному уменьшению видового состава.

Флористический состав в осенний период представлен всего семью видами растений, что составляет 46.7% по отношению к весенней синузии (табл. 1). Полынь солончаковая и петросимония супротиволистная как и весной являются доминантами травостоя.

Проективное покрытие почвы растительностью осенью составило 70-90%, повышение его обусловлено сильным разрастанием в осенний период после дождей особей полыни и петросимонии. Средняя высота растений полыни равнялась 32.6см, петросимонии и кермека Мейера соответственно 11.3 и 10.3 см.

По степени обилия виды осенней синузии можно расположить в ряд: полынь солончаковая > петросимония супротиволистная > кермек Мейера > остальные виды.

Таблица 1. Видовой состав растений злаково-солянково-полынной ассоциации (2013 г.) Table 1. The species composition of plant Poaceae-salsola-aster aceaeassociations.

форма* вегетации** гета-ции* *

Лох каспийский Лоховые

Кустарники:

Полукустарнички:

О ТРАНСФОРМАЦИИ ЛУГОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ АНТРОПОГЕННЫХ И 55

ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ

Artemisia monogyna Asterасеае мн. soc. вег. soc. всх.,вег.,

Полынь солончаковая Сложноцветные сор.3, сор.2 бут., цв.

нач. пл. пл.

Limonium Meyeri Limoniaceae мн. сор.1, роз. сор.1, sp.3 цв., нач

Кермек Мейера Кермековые sp3. пл., пл.

Puccinellia gigantea Роасеае мн. сор.1 нач. кол., - -

Бескильница гигантская Злаковые кол.

Elytrigia repens Пырей ползучий Роасеаe Злаковые мн. сор.1 sp.2 нач. кол., кол. - -

Phleum phleoides Тимофеевка степная Роасеае Злаковые мн. sp.1 кол. sol. кол.

Разнотравье:

Petrosimonia oppositifolia Петросимония Chenopodiaceae Маревые о. сор.2 вег. cop.3 пл.

супротиволистная

Psylliostachys spicata Псиллиостахис колосистый Limoniaceae Кермековые о. sp.1 цв. sol. пл.

Эфемеры, эфемероиды:

Bromus japonicus Роасеае о. sp.3 кол. - -

Костер японский Злаковые

Eremopyrum triticeum Роасеае о. sp.2 кол. - -

Мортук пшеничный Злаковые sp.1

Роа bulbosa Роасеае мн. sp.2 кол. - -

Мятлик луковичный Злаковые

Veronica polita Scrophylariaceae о. sol. пл. - -

Вероника двойчатая Норичниковые

Erophila verna Brassicaceae о. sol. пл. - -

Веснянка весенняя Крестоцветные

Cerastium glutinosum Caryophyllaceae о. sol. пл. - -

Ясколка липкая Гвоздичные

Примечание: В таблицах 1 и 3. *Жизненная форма: мн. - многолетники; о. - однолетники. ** Фенофазы растений: нач. вег. - начало вегетации; вег. - вегетация; бут. - бутонизация; цв. - цветение; кол. - колошение; пл. - плодоношение; роз. - розетки; вех. - всходы. Note: in tables 1 and 3 life form: mn.-perennial plant; о.- annuals. phenophaseplants: nach.veg.-the beginning of the growing season; eg.-vegetation; but.- budding; col.-flowering; nr.-earing; pl.-fruiting; roses.-outlet; all.-the shoots.

Общая надземная фитомасса в весенний период составила 16.85 ц/га. В осенний сезон отмечено значительное увеличение (в 1.4 раза) общей надземной фитомассы, состоящей из представителей солянково-полынной синузии (табл. 2). В общей надземной фитомассе весеннего периода доля разнотравья почти в 2 раза превышает долю злаков, в осенний период надземная фитомасса представлена практически полностью разнотравьем, присутствие злаков незначительное - это осенний подрост в виде всходов или в фазе отрастания (начало вторичной вегетации эфемеров и эфемероидов).

Согласно шкале пастбищной дигрессии (Цаценкин и др., 1978), а также на основе анализа полученных фитоценотических показателей-структуры, видового разнообразия, проективного покрытия, высоты, жизненного состояния видов, а также величины надземной фитомассы, можно отметить, что исследованное злаково-солянково-полынное сообщество Присулакской низменности находится на стадии умеренной деградации, о чем свидетельствуют уменьшение участия в травостое

злаков, увеличение количества разнотравья (полыней и солянок).

Таблица 2. Запасы надземной фитомассы (воздушно-сухой вес) на луговой солончаковой почве (2013 г.). Table 2. Stocks of above-ground phytomass (air-dry weight) in saline meadow soil (2013).

Сезон Синузии Надземная фитомасса, ц/га

злаки разнотравье общая

Весна Злаково-солянково-полынная 5.92 10.93 16.85

Осень Солянково-полынная 0.10 23.70 23.80

Растительное сообщество участка №2 разнотравно-злаковое, где доминантом травостоя является многолетний корневищный низовой злак Cynodon dactylon с длинными ползучими, легко укореняющимися побегами хороший дернообразователь, пастбищное кормовое растение, охотно поедается всеми видами животных.

Участок подвержен сильному антропогенному воздействию (выпасу). Травостой стравлен до такой степени, что взять укосы не представилось возможным, но несмотря на это проективное покрытие почвы растительностью в оба сезона очень высокое - 90-100%, благодаря тому, что свинорой густым ковром устилает почву (высота побегов 2-4см).

Флористический состав весной представлен 29 видами растений, входящими в состав 15 семейств, что указывает на скудное видовое богатство (табл.3). Наибольшее число приходится на Poaceae - 9 видов, на втором месте Asteraceae - 4 вида, на третьем Fabaceae - 3 вида, в семействах Apiaceae и Brassicaceae по 2 вида. По одному представителю имеют 10 семейств: Plantaginaceae, Scrophуlariaceae, Rubiaceae, Liliaceae, Rosaceae, Caryophyllaceae, Geraniaceae, Elaeagnaceae, Tamaricaceae, Amaranthaceae. По жизненным формам превалируют многолетние - 17 видов, из них многолетние травянистые - 14, деревья, кустарники и полукустарнички по одному виду каждый, на долю однолетних приходится 12 видов. В осенний период флористический состав сократился более чем в 2 раза (всего 13 видов). Из травостоя выпали эфемеры, эфемероиды и некоторые злаковые (табл.3).

Таблица 3. Видовой состав растений разнотравно-злаковой ассоциации (2013г.). Table 3. The species composition of plants forb-grass association.

Группа видов, вид Семейство Жиз- Весна Осень

ненная обилие фаза обилие фаза ве

форма* вегетации** гета-ции**

Elaeagnus caspica Elaeacnaceae мн. sol. цв. sol. цв.,пл.

Лох каспийский Лоховые

Кустарники:

Tamarix ramosissima Tamaricaceae мн. sol. цв. sol. цв.,пл.

Гребенщик многоветвистый Тамарисковые

Полукустарнички:

Artemisia taurica Asteraceae мн. sol. вег. sol. вег.

Полынь таврическая Сложноцветные

Cynodon dactylon Poaceae мн. soc. вег. soc. вег., кол.

Свинорой пальчатый Злаковые

Puccinellia gigantea Роасеае мн. sol. кол. - -

Бескильница гигантская Злаковые

Elytrigia repens Роасеае мн. sol. кол. - -

Пырей ползучий Злаковые

G TРАHCФOРMАЦИИ ЛУШБЫХ ФИTOЦEИOЗOБ ПOД BOЗДEЙCTBИEM ЛHTРOПOГEИИЫХ И 57

OTOTO,^« ФАKTOРOB

Lolium rigidum Плевел жесткий Роасеае Злаковые о. sol. кол. - -

Hordeum leporinum Ячмень заячий Роасеае Злаковые о. sol. кол. - -

Trifolium repens Клевер ползучий Fabaceae Бобовые мн. cop.3 вег., цв. cop.3 cop.2 вег.

Trifolium campestre Клевер полевой Fabaceae Бобовые о. sol. вег., цв. - -

Lotus corniculatus Лядвенец рогатый Fabaceae Бобовые мн. sp.1 вег., цв. sp.1 вег.

Разнотравье:

Plantago lanceolata Подорожник ланцетнолистный Plantaginaceae Подорожниковые мн. cop.2 роз. cop.2 роз.

Taraxacum officinale Одуванчик лекарственный Asteraceae Сложноцветные мн. cop.1 роз. cop.1 роз.

Sonchus arvensis Осот полевой Asteraceae Сложноцветные мн. sol. роз. sol. роз., цв.

Sonchus palustris Осот болотный Asteraceae Сложноцветные мн. sp.2 роз. sp.3 роз., цв.

Potentilla reptans Лапчатка ползучая Rosaceae Розоцветные мн. sp.1 вег. sp.2 вег.

Galium verum Подмаренник весенний Rubiaceae Мареновые мн. sol. вег. sol. вег.

Ornithogalum arcuatum Птицемлечник дугообразный Liliaceae Лилейные мн. sol. вег. - -

Daucus carota Морковь дикая Apiaceae Зонтичные о.дв. sol. вег. sol. вег., цв., пл.

Caucalis lappula Прицепник липучковый Apiaceae Зонтичные о. sol. цв., пл. - -

Amaranthus retroflexus Ширица запрокинутая Amaranthaceae Амарантовые о. sol. вег., бут. - -

Rapistrum rugosum Репник морщинистый Brassicaceae Крестоцветные о. sol. плод. - -

Эфемеры, эфемероиды:

Роа bulbosa Мятлик луковичный Роасеае Злаковые мн. sol. кол. - -

Eragrostis collina Полевичка холмовая Роасеае Злаковые мн. sol. кол. - -

Bromus japonicus Костер японский Роасеае Злаковые о. sol. кол. - -

Veronica polita Вероника двойчатая Scrophуlariaceae Иоричниковые о. sol. цв., пл. - -

Erodium ciconium Журавельник аистовый Geraniaceae Гераниевые о. sol. пл. - -

Cerastium glutinosum Ясколка липкая Caryophyllaceae Гвоздичные о. sol. пл. - -

Thlaspi arvense Ярутка полевая Brassicaceae Kрестоцветные о. sol. пл. - -

Доминант травостоя свинорой пальчатый, а также остальные виды в оба сезона находились в основном в фазе вегетации, в осенний период незначительное число особей Cynodon dactylon были в

фазе колошения, бобовые (Trifolium repens) произрастали группами в западинках, мелкое разнотравье (Taraxacum, Plantago, Sornhus) в виде розеток диффузно вкраплены в травостой. Отдельные растения в местах не доступных животным (среди кустов тамарикса и лоха находились в фазе колошения, цветения и плодоношения). В целом травостой низкорослый, преобладали молодые и ювенильные растения. Экологический спектр видов представлен мезофитами, ксеромезафитами, мезоксерофитами.

По обилию виды весенней синузии можно расположить в ряд: свинорой пальчатый > клевер ползучий > подорожник ланцетнолистный > одуванчик лекарственный > осот болотный > лядвенец рогатый = лапчатка ползучая > остальные виды. Обилие видов осенней синузии мало отличается от весенней (табл.3).

Луговая растительность подвержена интенсивному воздействию выпаса, что иллюстрируется господством низового злака (Cynodon dactylon), присутствием низкорослых бобовых (Trifolium repens), низкорослых многолетников из разнотравья (Potentilla reptans). Многолетнее разнотравье в основном представлено розеточными видами (Plantago lanceolata, Taraxacum officinale). Господствующее положение занимают виды с ползучими укореняющимися надземными побегами (Cynodon dactylon, Trifolium repens, Potentilla reptans). В травостое доминируют виды, у которых большая часть фитомассы располагается в приземном горизонте, что является адаптивным экологическим признаком, способствующим лучше переносить вытаптывание скотом и сохраняться при низком и частом стравливании. Все эти виды быстро отрастают после стравливания, причем некоторые из них являются вегетативно подвижными (Trifolium repens), представлены экотипами, размножающимися как семенами, так и вегетативно (Андреев, 1981). К адаптивным признакам следует отнести также высокую семенную продуктивность растений устойчивых к выпасу, что определяет их способность быстро осваивать выбитые места на пастбищах и удерживать там свою позицию. Семенная продуктивность одуванчика лекарственного составляет 12.2 тыс.семянок на одно растение (Фисюнов, 1984). Семена не имеют периода покоя, могут прорастать сразу после опадания, обеспечивая возможность заселения выбитых мест в течении всего сезона роста. Всхожесть семян в почве сохраняется 2-3 года и более (Ларин, 1956). Многие виды устойчивые к выпасу (Poa bulbosa, Trifolium repens) очень пластичные, имеют широкую экологическую амплитуду. У Poa bulbosa имеется 2 экотипа: мезофитный и ксерофитный. При обильном количестве влаги на плодородной глинистой почве формируются живородящие формы Poa bulbosa. Луковички сохраняют жизнеспособность 8-12 лет; при дефиците влаги и на песчаных бедных почвах развиваются растения, дающие семена (Андреев, 1981).

Заключение

Динамика длительного воздействия на пастбищные экосистемы природных и антропогенных факторов (часто повторяющихся засух, ветровой эрозии, чрезмерного выпаса, распашки, орошения, обработка почвы) вызвали существенные изменения коренных луговых и лугово-степных сообществ, что отразилось на структуре растительного покрова: из травостоя выпали дерновинные злаки (ковыли), овсяница бороздчатая (типчак) и степные виды разнотравья, которые были заменены сухостепными и полупустынными галоксерофитными видами, хорошо переносящими выпас (виды Artemisia, Роа bulbosa, Bromus japonicus и другие). По этой причине луговые и лугово-степные сообщества со временем трансформировались в злаково-солянково-полынные, эфемерово-полынные и полынные сообщества (Яруллина, 1983; Муратчаева, Хабибов, 2004).

На основе анализа фитоценотических показателей: структуры, видового разнообразия, проективного покрытия, высоты, жизненного состояния видов, а также величины надземной продукции можно заключить, что исследованное злаково-солянково-полынное сообщество Присулакской низменности находится на стадии умеренной деградации, о чем свидетельствует уменьшение доли участия в структуре ценоза злаков (Роасеае) и увеличение количества разнотравья: полыни (Artemisia monogyna) и солянок (Petrosimonia oppositifolia).

Разнотравно-злаковое сообщество на луговой солончаковатой среднесуглинистой почве находится под воздействием высокой пастбищной нагрузки, что вызвала трансформацию ценоза: на участке господствуют низовые злаки (Cynodon dactylon), присутствуют низкорослые бобовые (Trifolium repens, Lotus corniculatus) с ползучими укореняющимися надземными побегами. Многолетнее разнотравье также низкорослое и представлено в основном розеточными рудеральными

О ТРАНСФОРМАЦИИ ЛУГОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ АНТРОПОГЕННЫХ И 59

ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ

видами (Plantago lanceolata, Tasaxacum officinade, Sonchus palutris), т.е. доминируют виды, у которых большая часть фитомассы располагается в приземном горизонте, что является адаптивным свойством луговых растений, обеспечивающие их пастбищную толерантность. В травостое разнотравно-злакового сообщества очень много сорных видов, не имеющих кормовую ценность, с включением в отдельных случаях вредных (Rapistrum rugosum, Caucalis lappula, Thlaspi arvense и др.) (Ибрагимов, 1965; 1990).

Закономерностями деградации луговых фитоценозов, как и других растительных сообществ под воздействием антропогенных и природных факторов является (Виноградов, 1996; Мурачаева и др., 2013) обеднение флористического состава, упрощение структуры, уменьшение видового разнообразия, исчезновение и замещение ценных видов с высокими кормовыми достоинствами на плохо поедаемые рудеральные и сорные виды. Отрицательные последствия антропогенных воздействий приводят к снижению продуктивности, устойчивости, к утрате генетических ресурсов луговой флоры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Андреев Н.Г. 1981. Луговодство. М.: Колос. 383с.

Виноградов Б.В. 1996. Исследование индикаторов при мониторинге опустынивания юга России //

Аридные экосистемы. Т.2. №4. С.38-54. Ибрагимов К.Г. 1965. Сорно-полевые растения междуречья Терек-Сулак ДАССР// Ботаника, физиология растений и растениеводство. Махачкала. Дагестанское книжное издательство. С.3-14.

Ибрагимов К.Г. 1990. Сорные злаки Дагестанской АССР// Продуктивность и флора бобовых и

злаковых растений в Дагестане. Махачкала. Изд-во Дагестанский филиал АНСССР. С.12-21. Ларин И.В. 1956. Кормовые растения сенокосов и пастбищ СССР. М.: Сельхозиздат. Т.3. 859с. Муратчаева П.М-С., Хабибов А.Д. 2004. Кормовые ресурсы зимних пастбищ Дагестана и тенденции их развития в современных условиях // Почвенные и биологические ресурсы южных регионов России. Махачкала. Изд-во ДнЦ РАН. С.26-30. Муратчаева П.М-С., Хабибов А.Д., Шахназарова А.Б., Сулейманова Р.М. 2013. О закономерностях стадий проявления дигрессий в эфемерово-полынных сообществах Терско-Кумской низменности // Аридные экосистемы. Т.19. №1 (54). С.67-77. Раменский Л.Г. 1971. Избранные работы. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л.: Наука. 336с.

Родин Л.Е., Ремезов Н.П., Базилевич Н.И. 1968. Методические указания к изучению динамики

биологического круговорота в фитоценозах. Л.: Наука. 143с. Фисюнов А.В. 1984. Сорные растения. М.: Колос. 32с.

Цаценкин И.А., Савченко И.В., Дмитриева С.И. 1978. Методические указания по экологической оценке кормовых угодий тундровой и лесной зон Сибири и Дальнего Востока по растительному покрову. М.: Изд. ВНИИ кормов. 301с. Шифферс Е.В. 1953. Растительность Северного Кавказа и его природные кормовые угодья. М.Л.: БИН АНСССР.

Яруллина Н.А. 1983. Первичная биологическая продуктивность почв дельты Терека. М.: Наука. 88с.

THE TRANSFORMATION OF THE MEADOW PHYTOCOENOSES UNDER THE INFLUENCE OF ANTHROPOGENIC AND NATURAL FACTORS

© 2015. P.M-S. Muratchaeva, R.M. Zagidova, P.A. Batyrmurzaeva

Precaspian Institute of Biological Resources of Dagestan scientific center of RAS Russia, 367000, Makhachkala, Gadjieva str., 45, E-mail: pibrdncran@mail

Based on the analysis of phytocoenotic indicators presented the results of study of grassland communities Prisulakskoy lowlands.

Keywords: structure phytocenosis, floristic composition, species diversity, species abundance, above-ground phytomass.

На современное этапе антропогенное воздействие на растительный покров Земли можно свести к трем основным формам:

1. полное уничтожение растительного покрова;

2. создание культурных фитоценозов на месте естественной растительности;

3. синантропизация растительного покрова.

На земном шаре 20 га лесов вырубается в одну минуту. Создание культурных фитоценозов на месте естественной растительности – это создание посевов сельскохозяйственных культур, садов, почво- и полезащитных насаждений. Синантропизация растительного покрова – это постепенное изменение состава и структуры растительного покрова под влиянием антропогенных факторов. Синантропизация проявляется в следующем: замене коренных фитоценозов производными, замещением эндемичных растений космополитами. Все это приводит к обеднению и однообразию растительного мира. Обеднение флоры имеет два аспекта: уменьшение видового разнообразия; сокращение генетического разнообразия. Первое вызвано исчезновением видов. При этом обычно быстрее исчезают эндемичные виды. Второе связано с исчезновением местонахождения вида. Чем разнообразнее условия местообитания вида, тем богаче генофонд. Теперь происходит значительное снижение видовой насыщенности различных фитоценозов. Например, в Нидерландах на площади размером 20 км2 в среднем снизилось число видов с 250 до 180, особенно пострадали (потеряв до 60-70% видового богатства) сенокосы, пастбища и т.д.

Если до появления человека считается, что один вид исчезал в среднем за одну тысячу лет, то с 1850 по 1950гг. этот интервал составил 10 лет, после 1950 г. – один год. Теперь считается, что один вид исчезает в один день. Быстро исчезает флора островов, представленная часто эндемичными видами. Например, из 1500 эндемичных видов Гавайских островов 500 видов считаются редкими и исчезающими. Быстро вымирают малые популяции видов, находящиеся вне основного ареала или на его границе. В районах густонаселенных, промышленно развитых (особенно вблизи крупных городов) исчезновение видов растений происходит более интенсивно, чем в сельскохозяйственных.

Антропогенное воздействие на эволюционный процесс проявляется, по крайней мере в четырех направлениях:

1. уменьшение генетической разнородности видов;

2. раздробление популяций растений и их возрастающая изоляция;

3. гибридизация между ранее разобщенными таксонами;

4. появление эндемиков техногенных субстратов и загрязненных мест.

Уменьшение генетической разнородности отдельных видов. Человек сокращает число и размеры популяций, что приводит к уменьшению генетического разнообразия видов. Замена естественных лесных экосистем лесными культурами привела в некоторых районах к сокращению генетического разнообразия древесных растений более чем в сто раз.

Раздробление популяций растений и их возрастающая изоляция. Прежде широко распространенные растительные сообщества сокращаются в размерах и расчленяются на ряд изолированных фрагментов. В соответствие с этим уменьшаются и расчленяются популяции растений. Возникающие между ними географические или экологические барьеры создают для мелких популяций обстановку, близкую к островным популяциям. Существование видов растений в форме мелких популяций создает предпосылки для возникновения серии таксонов внутривидового и даже видового ранга.

Гибридизация между ранее разобщенными таксонами. Под влиянием антропогенных факторов нередко устраняются географические, экологические барьеры между родственными, но ранее изолированными друг от друга группами. Это происходит в результате преобразования местообитания, нарушения структуры растительных сообществ, массового введения интродуцентов и др. Например, в Англии два вида боярышника – гладкий и однопестичный – первоначально были экологически разобщены. Боярышник гладкий произрастал в лесах, однопестичный - на открытых местах. Рубки привели к разреживанию лесов, в результате на одной территории оказались два вида боярышника, появились гибриды между видами. В Польше появились гибриды между лиственницей польской и европейской.

Появление эндемиков техногенных субстратов и загрязненных мест. Человек в процессе деятельности создает новые субстраты, которые заселяются растениями. В окрестностях оз.Медвежьего в Канаде, с близким залеганием урановых руд, отмечено большое число мутантов иван-чая, голубики.

В настоящее время происходит интенсивное отмирание лесов Европы. Одна из причин отмирания - загрязнение воздуха. Воздействие воздушного загрязнения заключается в ослаблении жизнедеятельности листвы и хвои, стволов деревьев и корней.

Проведенные исследования в Германии выявили четыре основных типа воздействий загрязнения:1 прямое действие газов на растительный покров; 2 осаждение тяжелых металлов и аккумуляция их почвой; 3 кислотное действие на растения и почву; 4 действие азотного насыщения.

Выделено три класса взаимодействий между атмосферными примесями и лесными экосистемами. При низком содержании загрязняющих веществ (взаимодействие первого класса) растительность и почвы лесных экосистем функционируют как их поглотители. В зависимости от характера загрязняющих веществ влияние их может быть незаметным или стимулирующим (как удобрения).

При среднем содержании загрязняющих веществ (взаимодействие второго класса) некоторые виды деревьев испытывают отрицательное влияние. Это влияние выражается в нарушении баланса и обмена питательных веществ, снижении иммунитета к вредителям и болезням, повышенной заболеваемости. Уменьшается биомасса и продуктивность растений, изменяется видовой состав и структура сообществ.