Сапегин Л.М., Дайнеко Н.М. Структура и функционирование луговых экосистем (Экологический мониторинг) - файл n1.doc

Сапегин Л.М., Дайнеко Н.М. Структура и функционирование луговых экосистем (Экологический мониторинг)
скачать (3663 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc3663kb.23.11.2012 21:21скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

ОТ НАУЧНОГО РЕДАКТОРА



Представленная монография Л.М. Сапегина и Н.М. Дайнеко написана на основе многолетних стационарных исследований наиболее типичных и широко распространенных луговых экосистем поймы и польдера в пойме р. Сож пригорода г. Гомеля.

Авторы использовали современные методы исследований: флористические, ценопопуляционные, физиолого-биохимические, агрохимические, статистико-математические, методы компьютерного моделирования, градиентного анализа, эколого-флористической классификации. Это позволило им получить большой и достоверный фактический материал, всесторонне и обстоятельно его проанализировать и сделать научно-обоснованные выводы и предложения.

На основе эколого-флористической классификации были выделены два класса – Molinio-Arrhenatheretea и Phragmiti-Magnocaricetea; три порядка – Arrhenatheretalia, Molinietalia и Magnocaricetalia; четыре союза – Agrostion vinealis, Festucion pratensis, Molinion и Magnocaricion elatae; четыре ассоциации – Poo angustifoliae-Festucetum valesiacae, Poo-Festucetum pratensis, Poo palustris-Alopecuretum pratensis и Glycerio maximae-Caricetum acutae системы синтаксонов Браун-Бланке. Незначительные изменения экотопов сообществ асс. Poo-Festucetum pratensis индицируются выделением в ее составе четырех вариантов – Bromopsis inermis, Dactylis glomerata, Alopecurus pratensis и typica. В процессе исследований выявлена флуктуация ассоциации Poo-Festucetum pratensis? Poo palustris-Alopecuretum pratensis.

В польдере выделено два класса – Molinio-Arrhenatheretea, Phragmiti-Magnocaricetea, два порядка – Arrhenatheretalia, Magnocaricetalia, два союза – Festucion pratensis, Magnocaricion elatae, две ассоциации – Bromopsi inermis – Phleetum pratensis и Poo palustris-Alopecuretum pratensis, которая в процессе сукцессии переходит в асс. Carici acutae-Glycerietum maximae.

Автогенная демутационная сукцессия сеяной луговой экосистемы состава Bromopsis inermis+Phleum pratense+Dactylis glomerata+Festuca pratensis на стадии асс. Poo palustris-Alopecuretum pratensis, var. Bromopsis inermis замедляется и стабилизируется при ежегодном внесении минеральных (NPK) удобрений и поддержании уровня грунтовых вод на глубине 90-100 см от поверхности почвы.

Методом градиентного анализа установлена закономерность изменения видового состава луговых экосистем и вертикальной структуры их травостоев. Выполнены исследования горизонтальной структуры травостоев, ценопопуляционного состава содоминантных видов луговых экосистем. Они характеризуют травостои луговых экосистем как довольно стабильные и устойчивые к двукратному сенокошению, сенокосно-пастбищному использованию и умеренной рекреационной нагрузке в условиях пригорода.

Многолетние опыты с внесением минеральных удобрений на луговые экосистемы поймы и польдера подтвердили их высокую эффективность. Продуктивность травостоя увеличивалась в 1,5-2,5 раза, изменялся агроботанический состав в сторону увеличения доли злаков и повышалась питательность сена. Увеличивалась активность ферментов, возрастало содержание аскорбиновой кислоты, хлорофилла, аминокислот суммарных белков.

Авторами предложены модели функционирования луговых экосистем поймы и польдера в режиме хозяйственного использования «сенокос-выпас» с учетом природных (метеорологических, почвенно-грунтовых) условий и улучшения (внесения минеральных удобрений).

На основе хозяйственной типологии разработана и предложена оптимальная экологическая стратегия (ОЭС) рационального использования, улучшения и охраны луговых экосистем поймы и польдера в условиях пригорода г. Гомеля. Реализация ОЭС использования лугов позволит повысить их продуктивность в 2-2,5 раза, обеспечит сохранность полезных и редких видов растений.

Предложенная книга содержит большой фактический материал, имеющий важное теоретическое и практическое значение. Она будет полезна специалистам-ботаникам, экологам, луговедам, работникам АПК, службам природных ресурсов и охраны окружающей среды. Может быть использована в учебном процессе вузов биологического и сельскохозяйственного профиля преподавателями, аспирантами и студентами.
Академик НАН Беларуси

В.И. Парфенов

ВВЕДЕНИЕ
Луга в Республике Беларусь занимают около 38% земель сельскохозяйственного использования, или 17,4% ее территории. Общая площадь лугов составляет свыше 3,5 млн. га, в том числе пойменные луга занимают 308,3 тыс. га (8,7%) 22.

Наибольшие площади пойменных лугов находятся в Белорусском Полесье, подзоне широколиственно-сосновых лесов, Полесско-Приднепровском геоботаническом округе, где они составляют около 30% его территории 69.

В поймах рек, притеррасья которых на протяжении длительного времени бывают затоплены и вследствие этого заболочены, покрыты кочками, древесно-кустарниковой растительностью, что затрудняет их хозяйственное использование, созданы польдерные системы. Технология создания польдеров и их сельскохозяйственное использование рассмотрены в монографии 29. Практические результаты освоения польдеров в пойме Припяти под сенокосы изложены в публикации В.И. Парфенова и Г.А. Ким 45.

Общая площадь польдеров в Гомельской области составляет 36,9 тыс. га 80.

Природные и сеяные польдерные луга в поймах рек являются наиболее ценными кормовыми угодьями, растительность которых используется для заготовки сена, сенажа, травяной муки, а также для выпаса сельскохозяйственных животных. Кроме этого, луговая растительность является источником лекарственных, эфиромасличных, пищевых, медоносных и декоративных растений. Луга имеют важное эстетическое и рекреационное значение, представляют прекрасное место отдыха для человека.

Рациональное использование и устойчивое сохранение видового, ценопопуляционного, ценотичекого и синтаксономического разнообразия луговых экосистем пойм и польдеров, их продуктивности и качества как кормовых угодий возможно только на основе анализа результатов многолетних стационарных исследований. Особенно актуальны эти вопросы для луговых экосистем в условиях пригорода, где луговая растительность подвержена более сильному антропогенному прессу.

Основой для написания данной монографии послужили результаты многолетних стационарных исследований луговых экосистем поймы и польдера р. Сож пригорода г. Гомеля на протяжении 15 лет (1986-2000 гг.).

В книге на основе классификации Браун-Бланке проанализированы наиболее типичные и распространенные в условиях пригорода луговые экосистемы поймы и польдера в флористическом, синтаксономическом, эколого-биоморфологическом и хозяйственном отношениях. Рассмотрены состав, структура, продуктивность травостоев, их изменение под влиянием минеральных удобрений, влияние минеральных удобрений на физиолого-биохимические процессы доминантных видов луговых экосистем. Предложены модели организации и функционирования луговых экосистем. Разработана оптимальная экологическая стратегия рационального использования и охраны луговых экосистем поймы и польдера в условиях пригорода.

В сборе полевого материала, частичной его обработке принимали участие сотрудники и студенты кафедры ботаники и физиологии растений Гомельского государственного унивесритета им. Ф. Скорины. При разработке моделей функционирования луговых экосистем принимал участие к. ф.-м. н., доцент С.П. Жогаль. Всем им авторы выражают свою благодарность.

Особо благодарны авторы научному редактору книги академику НАН Республики Беларусь В.И. Парфенову.

Книга рассчитана на специалистов-ботаников, экологов, фитоценологов, специалистов агропромышленного комплекса, комитетов природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Она может быть использована в учебном процессе ВУЗов при чтении спецкурсов по луговедению, фитоценологии, написании студентами курсовых и дипломных работ соответствующей тематики.

Монография подготовлена при выполнении научного проекта ГБЦМ 20-06 № 2000640, финансируемого Министерством образования Республики Беларусь. Издана при финансовой поддержке Гомельского областного комитета природных ресурсов и охраны окружающей среды.




1. Объекты, программа и методика исследований
Объектами стационарного изучения были луговые экосистемы поймы р. Сож (угодья конзавода №59 Ветковского района) и сеяные луговые экосистемы зимнего польдера “Поколюбичи” (колхоз им. Ленина Гомельского района), созданного в 1982 г. в притеррасной пойме р. Сож на площади 1313 га. Технология создания и использования польдера как сенокосного угодья рассмотрена нами в отдельной публикации [85]. Здесь лишь отметим, что в весенне-летний период было проведено залужение травосмесью состава: кострец безостый (8 кг)+овсяница луговая (10 кг)+ежа сборная (6 кг)+тимофеевка луговая (6 кг). Всего было высеяно 30 кг/га семян.

Исследование сеяной луговой экосистемы польдера нами проведено в период с 1987 по 1990 гг. и продолжено, спустя 5 лет, в 1996-2000 гг.

В 1990 г. в польдере на площади 40 га было выполнено повторное залужение с предпосевным внесением минеральных удобрений в дозе N100P140K140 кг/га травосмесью из тимофеевки луговой (13 кг)+костреца безостого (7 кг)+клевера розового (20 кг). Всего высеяно 40 кг/га семян. Исследование этой луговой экосистемы выполнено нами в 1991-1995 гг. и продолжен ее мониторинг в 1996-2000 гг.

В пойме объектами исследований были семь луговых экосистем: одна - на гриве прирусловой поймы, пять - в центральной пойме и одна - на низине притеррасной поймы.

Программа исследований предусматривала с учетом метеорологических и гидрологических условий изучение почвенно-грунтовых условий, флористического, фитоценотического и синтаксономического состава луговых экосистем при выполнении их геоботанического описания; анализ ценопопуляционного состава доминантных видов; изучение вертикальной и горизонтальной структуры травостоев; выяснение влияния минеральных удобрений на состав, структуру, продуктивность, биохимический состав, азотный обмен и пигментную систему преобладающих видов луговых экосистем, разработка оптимальной экологической стратегии использования и ихраны луговых экосистем, моделей их функционирования.

Метеорологические и гидрологические условия рассмотрены по данным Гомельского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей природной среды.

Почвенно-грунтовые условия луговых экосистем изучены общепринятыми в почвоведении и агрохимии методами [28, 50, 64]. Уровень грунтовых вод установлен при выполнении почвенных разрезов. Механический состав почвы изучен методом Качинского, содержание подвижных форм P2O5 и K2O — фотометрически, гумус — по Тюрину, pH в KСl — потенциометрически, гидролитическая кислотность — по Каппену, сумма обменных оснований — по Каппену-Гильковицу; степень насыщенности почвы основаниями установлена как отношение суммы поглощенных оснований к величине емкости поглощения.

Флористический состав изучали по методу Корчагина [20] одновременно с геоботаническим описанием травостоев луговых экосистем [30, 48, 53, 54].

На экологическом профиле поймы в пределах луговой экосистемы закладывали пробные площади размером 100 м2 и 4 м2 в 5-кратной повторности. На них описывали растительный покров, отмечая дату, номер описания, географическое положение, зону поймы, мезорельеф и нанорельеф, высоту основной массы травостоя и высоту генеративных побегов растений.

Общее проективное покрытие травостоя [65-67] выражали в процентах, а отдельных видов растений — в баллах: + — меньше 1%, 1 — менее 5%, 2 — 6-15, 3 — 16-25, 4 — 26-50, 5 — более 50% [32, 38].

Геоботанические описания сводили в фитоценологические таблицы и для каждого вида устанавливали класс постоянства по шкале Браун-Бланке: I — менее 20%; II — 21-40; III — 41-60; IV — 61-80; V — 81-100% [115].

Классификация растительности луговых экосистем выполнена в соответствии с принципами и методами эколого-флористической классификации Браун-Бланке [8, 114-117]. При этом использован индуктивно-дедуктивный подход [119] и определитель В.Матушкевича [120].

Вертикальную структуру травостоя луговых экосистем изучали по методу Т.А.Работнова [55, 57, 59] с определением типа структуры надземной фитомассы.

Исследование горизонтальной структуры проведено в соответствии с методическими указаниями Т.А.Работнова [60]. Сходство флористичекого состава микрогруппировок луговой экосистемы устанавливали с помощью коэффициента Сьеренсена, различие — определением “расстояния” между ними в многомерной системе координат [5].

Ценопопуляционная структура доминантных видов луговых экосистем изучена путем закладки учетных площадок размером 25х25 см вразброс в 5-7 -кратной повторности с последующим наблюдением за фиксированными особями. Возрастной состав и плотность ценопопуляции устанавливали по существующим методикам [99]. Индекс возрастности ценопопуляции определяли по А.А.Уранову [93].

Влияние минеральных удобрений на продуктивность травостоя луговых экосистем, биохимический состав, азотный обмен, пигментную структуру доминантных видов изучено в полевых опытах.

В конце апреля-начале мая месяца каждого года на протяжении периода исследований определяли эффективность влияния минеральных удобрений в опыте по схеме: контроль (без удобрений), 2. N60P60K60, 3. N90P60K60, 4. N120P60K60 (1987-1990 гг.) и по трем вариантам (без варианта N120P60K60 ) — в 1991-1995 гг. Повторность опыта 3-кратная, размер опытной делянки 100 м2. Азот вносили в форме аммиачной селитры, фосфор — простого суперфосфата и калий — калийной соли поверхностно, без заделки в почву.

Продуктивность травостоя луговых экосистем изучали укосным методом по каждому варианту и повторности опыта на учетных площадках размером 50х50 см в 4-кратной повторности. Травостой срезали у поверхности почвы, разбирали на агроботанические группы, высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали. Полученные результаты обрабатывали методами вариационной статистики [71]. Хозяйственная урожайность сена определена с помощью поправочных коэффициентов [25,26].

Изучение биохимического состава надземной фитомассы луговых экосистем выполнено путем отбора образцов травостоя по 20 г со всех вариантов опыта в период сенокошения. В них определены содержание азота, фосфора, калия, общая зольность, жир, клетчатка, БЭВ [12,27].

Определение содержания незаменимых аминокислот в доминантных видах луговых экосистем выполнено методом бумажной хроматографии [46].

Пигментная система доминантных видов охарактеризована содержанием хлорофилла, который определяли спектрофотометрически [7].

Комплексное изучение луговых экосистем позволило разработать оптимальную экологическую стратегию устойчивого использования луговых экосистем поймы и польдера в условиях пригорода.

Разработка математических моделей функционирования луговых экосистем выполнена на основе данных многолетнего стационарного изучения луговых экосистем с использованием математического аппарата и компьютерного моделирования [10, 11, 36, 70, 121].

2. Природные условия
Объекты исследований входят в состав подзоны Полесских (широколиственнолесных) ландшафтов, Полесскую провинцию аллювиальных террасированых, озерно-болотных и вторичных водно-ледниковых ландшафтов, Днепровско-Сожский аллювиальный террасированный с сосновыми, широколиственно-сосновыми, дубовыми лесами ландшафтный район 52.

Согласно агроклиматическому районированию 104, объекты исследований относятся к Южной — теплой, неустойчиво влажной области, Восточной подобласти и Гомельскому району.

Среднегодовая температура воздуха составляет 6,0-6,5С. Самый холодный месяц - январь (-7С), абсолютный минимум равен -36С. Самый теплый месяц года - июль (18-19С) с абсолютным максимумом 35-38С. Переход среднемесячной температуры воздуха через 0 весной происходит между 23-27 марта, переход через 10 — 26-29 апреля. Период с температурой выше 10С — 150-160 дней, сумма температур выше 10С составляет 2400-2500 С. Весенние заморозки в воздухе прекращаются 22-28 апреля. В некоторые годы заморозки могут наблюдаться значительно позже — в конце мая и даже в первых числах июня. Первые осенние заморозки в воздухе обычно наблюдаются 4-5 октября, однако они возможны во второй декаде сентября и в виде исключения — в конце августа. Безморозный период составляет 150-160 дней. Зима начинается с середины ноября. Годовая сумма атмосферных осадков равна 500-550 мм. За теплый период (с температурой выше 0С) выпадает 350-400 мм осадков, а за период вегетации — менее 300 мм. Коэффициент увлажнения, по Иванову, за теплый период составляет 0,8-0,88. Эта территория относится к типу лесостепного увлажнения, так как приход и расход атмосферных осадков равновелики.

По почвенно-географическому районированию 51, объекты исследований входят в Южную (Полесскую) провинцию, Юго-Восточный округ, геоморфологический район Гомельское Полесье и Любанско-Светлогорско-Калинковичский подрайон дерново-подзолистых заболоченных песчаных, супесчаных и торфяно-болотных почв низинного типа.

По данным И.Д. Юркевича и В.С. Гельтмана 106-108, объекты исследований относятся к Южной подзоне широколиственно-сосновых лесов, Полесско-Приднепровскому геоботаническому округу, занимающему первое место в Республике Беларусь по распространению лугов 22, 69.

Пойма р. Сож пригорода г. Гомеля, согласно классификации Р.А. Еленевского 9, относится к типу равнинно-гривистых, слаборазвитых пойм. По более поздней классификации 31, 32, ее следует отнести к типу сегментно-гривистых, подтипу равнинных пойм.

По длительности затопления паводковыми водами пойма р. Сож пригорода г. Гомеля относится к среднезатопляемым. Однако бывают годы, когда пойма заливается менее или более 30 суток.

На протяжении периода исследований высокий паводок (продолжительность заливания поймы от 38 до 63 суток) был в 1986, 1994, 1995, 1999 и 2000 гг.

Средний паводок (продолжительность от 24 до 38 суток) наблюдался в 1988, 1989, 1991, 1995 гг.

Низкий паводок (продолжительность заливания поймы от 5 до 19 суток) был отмечен в 1990, 1992, 1993, 1996 и 1998 гг. Паводок отсутствовал в 1987 г.

Почвенно-грунтовые условия луговых экосистем поймы и польдера различались между собой по механическому и химическому составу (табл. 2, Прилож II.).

Уровень грунтовых вод луговых экосистем колебался от 0,5 до 1,5 м и ниже от дневной поверхности. В притеррасной пойме грунтовые воды часто выходят на дневную поверхность.

По годам исследований метеорологические условия вегетационного периода (апрель-сентябрь месяцы) различались между собой (табл. 1, Прилож II.).

Близкими к норме температурные условия вегетационного периода были в 1987, 1992, 1997 гг. Более теплый вегетационный период отмечен в 1986, 1988, 1991, 1995, 1996 и 1998 гг. Наиболее теплое лето наблюдалось в 1989, 1995, 1998 и 1999 гг.

Количество выпавших осадков за вегетационный период по годам исследований колебалось от 226 мм (1992 г.) до 513 (1999) и 517 мм (1990 г.). Наиболее сухими были вегетационные периоды 1989 и 1992 гг. Остальные годы приближались к среднемноголетним показателям. По месяцам осадки распределялись неравномерно, особенно летом. Так, в июне 1995 г. выпало 56 мм, а в 1987 и 1991 гг. — соответственно 101 и 104 мм, что почти в два раза больше. В июле эта амплитуда колебаний в количестве выпавших осадков была еще большей — 38 мм (1987 г.) и 156 мм (1993 г.)

Разногодичные колебания метеорологических и гидрологических условий оказали существенное влияние на состав, структуру, продуктивность и качество травостоев луговых экосистем поймы и польдера р. Сож в пригороде г. Гомеля, что будет показано ниже.

  1. Анализ флоры луговых экосистем поймы и

польдера


При изучении луговых экосистем поймы р. Сож пригорода г. Гомеля нами зарегистрировано 124 вида высших споровых и цветковых растений из 29 семейств и 80 родов (табл.1, Прилож. I). Название сосудистых растений дано по определителю высших растений Беларуси 43, флоре европейской части бывшего СССР 94-98 и С.К.Черепанову 100.

Наиболее крупными оказались сем. Poaceae — 24 вида (19,3%), Cyperaceae — 11 (8,4), Asteraceae — 10 (8,1), Scrophulariaceae — 9 (7,3), Fabaceae — 8 (6,4), Rubiaceae — 7 (5,6), Ranunculaceae — 6 (4,8), Rosaceae, Caryophyllaceae, Lamiaceae — по 5 видов (по 4,0%). Меньшим числом видов представлены сем. Polygonaceae, Brassicaceae, Apiaceae, Plantaginaceae — по 3 (по 2,4), Equisetaceae, Primulaceae, Lythraceae, Boraginaceae, Juncaceae, Campanulaceae, Hypericaceae – по 2 (по 1,6) и Plumbaginaceae, Violaceae, Euphorbiaceae, Polygalaceae, Alismataceae, Alliaceae, Iridaceae и Asparagaceae – по 1 виду (по 0,8%) каждое.

Видовой состав луговых экосистем польдера (табл.1, Прилож. I) оказался менее разнообразным – 89 видов сосудистых растений из 67 родов и 22 семейств. Наибольшим числом видов представлены сем. Poaceae – 18 (20,2%), Asteraceae – 13 (14,6), Fabaceae – 7 (7,9), Brassicaceae – 6 (6,7), Caryophyllaceae, Polygonaceae – по 5 (по 5,6), Ranunculaceae – 4 (4,5), Rosaceae, Apiaceae, Rubiaceae, Scrophulariaceae, Lamiaceae – по 3 вида (по 3,4%). Малочисленными оказались сем. Primulaceae, Lythraceae, Convolvulaceae, Boraginaceae, Plantaginaceae, Cyperaceae – по 2 вида (по 2,2%); Urticaceae, Alismataceae, Alliaceae, Iridaceae – по 1 виду (по 1,1%) каждое.

Эколого-биоморфологический анализ флоры луговых экосистем поймы и польдера выполнен на основе личных наблюдений и литературных источников 44, 68, 77, 87, 88, 91, 102, 103, 109-111, 118 .

Состав жизненных форм луговых экосистем поймы характеризуется господством трав, среди которых 117 видов (94,4%)-многолетники, 6 (4,8)-однолетники и 1 вид (0,8%)-двулетники.

Флора луговых экосистем польдера представлена меньшим числом многолетних трав-74 вида (83,2%) и значительным участием однолетников – 12 (13,5%), двулетников – 2 (22) и одно-двулетников-1 вид (1,1%). Участие однолетних сегетальных видов в луговых экосистемах польдера подтверждает недостаточную стабильность их видового состава.

По типам корневых систем и характеру побегообразования 2, 6, 13, 14 в луговых экосистемах поймы преобладают длиннокорневищные и корнеотпрысковые-41 вид (33,1%), корневищные и короткокорневищные-38 (30,7), меньше рыхлокустовых, корневищно-рыхлокустовых и кистекорневых-18 (14,5), стержнекорневых-15 (12,1), стелющихся-7 (5,6), плотнокустовых-4 (3,2) и луковицевых-1 вид (0,8%).

В луговых экосистемах польдера примерно одинаково представлены корневищные и короткокорневищные –25 видов (28,1%), длиннокорневищные и корнеотпрысковые –24 (27,0) и стержнекорневые –23 вида (25,9%). Меньше в их составе рыхлокустовых, корневищно-рыхлокустовых и кистекорневых –10 видов (11,2%), стелющихся –5 (5,6), плотнокустовых и луковицевых –по 1 виду (по 1,1%).

Такой состав групп растений по типам корневых систем и характеру побегообразования указывает на достаточную рыхлость и хорошую аэрацию почв поймы и польдера.

Из биологических типов (по Раункиеру) в пойменных луговых экосистемах наибольшим количеством представлены гемикриптофиты –65 видов (52,4%). Геофиты составляют 45 видов (36,3%), хамефиты и терофиты – соответственно 8 (6,5) и 6 (4,8%) видов.

В польдере также преобладают гемикриптофиты –37 (41,6) и геофиты – 35 видов (39,3%). Мало хамефитов –6 (6,7) и несколько больше терофитов –11 видов (12,4%).

Экологический состав флоры луговых экосистем поймы характеризуется преобладанием группы гигромезофитов и мезогигрофитов –52 вида (42,0%). Мезофиты представлены 44 видами (35,5%), ксеромезофиты и мезоксерофиты- 25 видами (20,1%). Очень мало психромезофитов –2 (1,6) и оксиломезофитов-1 вид (0,8%).

В польдере также преобладают гигромезофиты и мезогигрофиты –48 видов (53,9%), несколько меньше мезофитов –34 (38,2) и мало ксеромезофитов и мезоксерофитов –7 видов (7,9%).

По отношению к богатству почвы в пойме преобладают мезотрофы –60 видов (48,4%), меньше эвтрофов –44 (35,5) и еще меньше олиготрофов –20 видов (16,1%).

В польдере преобладающей группой являются эвтрофы –47 видов (52,8%), меньше мезотрофов –36 (40,5), мало олиготрофов –6 видов (6,7%).

Экологический анализ видового состава луговых экосистем поймы и польдера адекватно индицирует их почвенно-грунтовые условия. Они более разнообразны в пойме по сравнению с польдером.

По срокам цветения 16, 17, 86, 87 во флоре луговых экосистем поймы преобладают летнецветущие виды –77 видов (62,0%), меньше раннелетнецветущих –31 (25,0) и еще меньше весеннецветущих и позднелетнецветущих- по 8 видов (по 6,5%).

В польдере также наиболее многочисленны летнецветущие растения –68 видов (76,4%), меньше раннелетнецветущих –11 (12,4), позднелетнецветущих –8 (9,0) и очень мало весеннецветущих –2 вида (2,2%).

Ценотическая позиция видов растений луговых экосистем оценивается их количественным участием и постоянством в образовании растительных сообществ. Изучением и классификацией фитоценотипов занимались многие исследователи 2, 3, 6, 41, 42, 45, 49, 74, 77, 89, 101 и др..

В составе флоры луговых экосистем нами выделены доминанты, содоминанты, постоянные и редкие виды по признакам обилия (проективного покрытия) и постоянства. К доминантам мы относим виды с проективным покрытием 3-5 баллов (от 25 до 50% и более) и постоянством V класса (81-100%). Содоминанты имеют балл проективного покрытия 2-3 (от 16 до 25%) и IV-V классы постоянства (61-100%). К постоянным отнесены виды с проективным покрытием 1-2 балла (5-15%) и II-V классами постоянства (21-100%), редкие – с проективнм покрытием 1 балл и менее (менее 5%) и I классом постоянства (менее 20%).

Следует заметить, что фитоценотическая роль одного и того же вида меняется не только в разных луговых экосистемах, но даже в одной и той же экосистеме в разные годы исследований 74, 81, 82.

В луговых экосистемах поймы доминантами являются Festuca valesiaca, F. pratensis (она же и содоминант), Poo pratensis, P. palustris (они же и содоминанты), Alopecurus pratensis, Carex acuta. Содоминантами выступают Poa angustifolia, Bromopsis inermis, Glyceria maxima и др.

Сменнодоминантность луговых экосистем в условиях поймы –явление обычное 56, 58, 61-63.

В польдере доминантами в разные годы исследований были сеяные злаки Phleum pratense, Bromopsis inermis, а также Carex acuta и Glyceria maxima в результате вторичной восстановительной сукцессии сеяного луга польдера, что будет рассмотрено ниже.

По принадлежности к типам растительного покрова в составе луговых экосистем поймы преобладают луговые –91 вид (73,4%), меньше лесных –14 (11,3), болотных –9 (7,3) и сорных –10 видов (8,0%).

В польдере отмечено 58 видов луговых растений (65,1%), болотных –8 (9,0), лесных –7 (7,9) и сорных – 16 видов (18,0%).

Участие сорных видов растений в луговых экосистемах поймы и польдера в условиях пригорода объясняется выпасом скота по отаве, влиянием сельскохозяйственной техники при заготовке кормов, автомобильного транспорта отдыхающих, а также неполной сформированностью травостоя польдера после повторного залужения.

Таким образом, флора луговых экосистем поймы и польдера в условиях пригорода формируется как сборная из флор ряда типов растительного покрова под влиянием комплекса экологических факторов и хозяйственной деятельности человека в форме сенокошения, выпаса и рекреационной нагрузки.

Хозяйственно-ботанический состав флоры луговых экосистем поймы и польдера характеризуется преобладанием группы разнотравья, меньшим участием злаков, бобовых и осок.

Так, в пойме разнотравье представлено 81 видом (65,3%), злаки –24 (19,3), осоки –11 (8,9) и бобовые – 8 видами (6,5%).

В польдере группа разнотравья также довольно многочисленна –62 вида (69,7%), меньше злаков –18 (20,2), бобовых –7 (7,9) и мало осок –2 вида (2,2%).

По кормовому достоинству 4, 23, 24, 90, 105 в луговых экосистемах поймы растения высокого кормового качества представлены 24 видами (19,4%), среднего –27 (21,8), низкого –55 (44,3), сорных и ядовитых – 18 видов (14,5%).

В польдере трав высокого кормового достоинства 23 вида (25,9%), среднего –10 (11,2), низкого –46 (51,7), сорных и ядовитых – 10 видов (11,2%).

Принимая во внимание то обстоятельство, что, как в пойме, так и польдере, травы высокого кормового достоинства выполняют фитоценотическую роль доминантов, содоминантов и постоянных видов, а сорные и ядовитые –единичны, их травостои характеризуются высоким кормовым качеством.

Разносторонний количественный сравнительный состав флоры луговых экосистем поймы р. Сож и польдера «Поколюбичи» приведен в табл.2, (Прилож. I.).

4. Классификация луговых экосистем

4.1. Принципы и методы классификации
Классификация луговых экосистем выполнена нами на основе эколого-флористических критериев. Процесс классификации по методу Браун-Бланке описан в литературе [8, 15, 33, 34, 37, 115-117, 123]. Он включает синтетический и синтаксономический этапы классификации.

На синтетическом этапе геоботанические описания луговых экосистем обрабатывались методом фитоценологических таблиц. Выделенные фитоценоны послужили основой для осуществления второго, синтаксономического, этапа классификации.

На втором, синтаксономическом, этапе классификации установление высших рангов единиц было проведено дедуктивно с использованием определителя В. Матушкевича [120]. Вычислялась представленность каждой диагностической комбинации в составе группы постоянных видов. При сходной представленности группы учитывалось также постоянство входящих в нее видов и даже обилие.

Учет представленности диагностических комбинаций разных синтаксонов в сотаве группы постоянных видов фитоценона позволяет дать ему синтаксономическую интерпретацию, т.е. как бы определить координаты фитоценона в синтаксономическом пространстве, осями которого являются векторы изменения участия каждой группы.

Классификация проводилась следующим образом. Вначале в составе фитоценона сопоставлялась представленность групп диагностических видов классов и, таким образом, определялся класс (по преобладающей группе). Далее внутри этого класса аналогично определялся порядок, внутри порядка — союз, внутри союза — ассоциация, внутри ассоциации выделяли вариант.

При диагнозе ассоциаций в ряде случаев учитывалась физиономия сообществ. Такое привлечение физиономических критериев соответствует и традиции Браун-Бланке при классификации травяных экосистем.

Ниже приводим диагностическую схему различения союзов луговых экосистем поймы и польдера р. Сож (рис.1) и диагностическую таблицу ассоциаций (табл.1).

Продромус синтаксонов луговых экосистем поймы и польдера приведен ниже.

Molinio-Arrhenatheretea Phragmiti-Magnocaricetea
Arrhenatheretalia Magnocaricetalia
Agrostion Cynosurion Festucion Molinion Magnocaricion Sparganio-

vinealis pratensis elatae Glycerion fluitantis


Agrostion vunealis: Agrostis vinealis, Sparganio-Glycerion fluitantis:

Poa angustifolia, Koeleria delavignei, Glyceria fluitans

Dianthus borbasii,Trifolium montanum

Carex praecox



Cynosurion: Trifolium repens, Cynosurus cristatus, Briza media, Anthoxanthum odoratum
Festucion pratensis: Festuca pratensis, F. rubra, Poa pratensis, Phleum pratense, Trifolium

pratense
Molinion: Deschampsia cespitosa, Lysimachia vulgaris, Allium

angulosum, Galium boreale, Iris sibirica, Thalictrum flavum,

Achillea cartilaginea
Magnocaricion elatae: Carex acuta, C. rostrata, C. vulpina, C. vesicaria,

Galium palustre, Poa palustris, Iris pseudacorus, Glyceria maxima,

Phalaroides arundinacea
Рис. 1. Диагностическая схема различения союзов луговой растительности поймы р. Сож пригорода г. Гомеля

Таблица 1

Диагностическая таблица ассоциаций поймы и польдера р. Сож


Виды

Пойма

Польдер

растений

Ассоциация




I

II

III

IV

V

VI

VII







1

2

3




























б

а

б

б

б

а

б

б

б

а

б

а

б

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Диагности- ческие виды ассоциаций








































Festuca valesiaca*


V.3-4











II

























Poa angustifolia*


V.2








IV




























Poa pratensis*




V.3-4

V.2-4

V.2-3

V.2-4

II

V.3-4







I




II.1-2

V.+-1

Festuca pratensis*


I


V.1-2


V.3-4


V.4


V.2-4


I


V.2-3


I





II








III

Trifolium pratense


I


IV


IV+-1


V.1-2


IV+-1


I


III.+-1


II











I


I

Ranunculus acris


I


IV


III


III


III


I


II



















Plantago lanceolata


I


III


II


III


III


I


I














II










I

I

II

II

I

II



















Carex panicea




II




I




I

III





















Продолжение табл. 1


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Potentilla erecta




I








II





I



















Poa palustris*




II.+-1

IV.+-1




I

IV.1-3

II.1-2

V.1-3

IV+-1

V.+-2

V.+-1

1

1

Alopecurus pratensis*




II.+-1


III.+-1


I.I




III.2


V.+-1


V.4-5





V


V.+-1







Hieracium umbellatum








I


I


III.+-1


I


I



















Carex acuta*
















I







V.5

I

V.2-4







Glyceria maxima*























I


II.+-1


I


V.4







Phleum pratense*


II.+-1


V.+-1


V.+-1


IV.+-1


IV.1


III.+-4


V.+-1


I





I


I


V.4


V.4

Bromopsis inermis*










II.+-1


II.+-1


IV.1-4











IV.+-4





V.2


V.2-3

Д. в. вари-

анта








































Bromopsis inermis**





V.+-2


V.1-2











IV.+-1



















Dactylis glomerata*


I


IV.+-2


IV.+-1


V.+-1


III.+-1


I











I





V.+-1


III.+-1

Alopecurus pratensis**














IV.+-1

























Carex vulpina*

















II


I


V.+-1
















Продолжение табл. 1


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Д. в. Moli-nio- Arrhena-theretea








































Vicia cracca




V.+-1

V

III.+-1

III.+-1

II.+-1

IV.+-1

I




I




I




Achillea millefolium


III.+-1


V.+-1


V


V.+-1


IV.+-1


I


IV.+-1


I














I

Centaurea jacea


I


V


V.+-1


IV.+-1


V.+-1


I


IV.+-1














III




Cerastium holosteoides


I


III


III


III





I


III.+-1








I





II


II

Prunella vulgaris


I


II


V


III


III


I


II














I




Lathyrus pratensis




III


IV.+-1


II


III.+-1


I





I
















Cardamine pratensis























I








I







Symphytum officinale


























II


I










Medicado sativa



































I




Д. в. Arhe- natheretalia








































Taraxacum officinale


IV.+-1


V.1-2


V.+-1


IV.+-1


V.+-1


IV.1-3


V.1-2


III.1





III.1-2


I


V.+-1


V.1-2

Продолжение табл. 1


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Bromus mollis


III.+-1
































I




Lotus corniculatus


I


V.+-2


V.+-1


IV.+-1


III


I


V.1-2



















Leucanthe- mum vulgare





I


I


III




























Carex leporina







I





I


I






















Д. в. Agros-tion vinealis








































Agrostis

vinealis


IV.1-2








I.I




























Koeleria dela-vignei


II.1








II


I

























Dianthus borbasii


III





































Trifolium montanum


IV.+-1








II




























Carex praecox


III.+-1


I





II


IV


I


I



















Poa angustifolia











IV



























Д.в. Festu- cion praten- sis








































Продолжение табл. 1


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Festuca rubra










I

I.I

























Д.в. Cyno-

surion








































Trifolium repens


II


V.+-1


III


III


III


III.+-2


III.+-1








I








I

Anthoxan- thum odoratum






V.+-1



III.+-1



IV.+-1



II

























Briza media










II




























Д.в. Arrhe-natherion ela-tioris








































Galium mollugo





I


III.+-1


IV.+-1


I





I



















Д.в. Moli- nietalia








































Coronaria flos-cuculi





IV


II


I


I


I


III


III





I


I







Deschampsia cespitosa





III


I


I


I


I


I


III





I


II.+-2







Scutellaria hastifolia

















I




I
















Galium uliginosum























I


I


I


II.I







Продолжение табл. 1


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Juncus effusus

























II













Filipendula ulmaria





























I


II







Lathyrus palusstris





























I










Д.в. Moli-nion








































Galium boreale


I


II


II.+-1


II


III.+-1


I






















Allium angu-

losum










I








I


I





I










Cnidium dubium





V.+-1


V


II


III


III.+-2


III


IV




III.+-1


IV.+-1


I




Achillea cartilaginea

















I





II





I





I


II

Lysimachia vulgaris





I


II








I


I


I


III.+-1


I


II


I




Thalictrum flavum




















I








I


I







Д.в. Fili- pendulo-Peta-sition








































Veronica lon-gifolia





IV


III.+-1





IV.+-1


III.1-2


III


IV.+-1





II


III


II


II


Продолжение табл. 1


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Stachys palustris

























I













Lythrum salicaria


























II


I










Д.в. Calthi-on








































Trifolium hybridum














I




















IV.+-1


I

Myosotis palustris























V


I








II




Caltha palustris


























III.+-1













Д.в. Phrag-miti-Magno- caricetea








































Sium latifolium























II


II


I


I







Alisma plan- tago-aquatica























I


III.+-1





I







Eleocharis palustris























I


I













Д.в. Mag- nocaricion elatae










































  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации