Экологический анализ флоры на предмет выявления экологических оптимумов конкретной флоры является актуальным и позволяет определить методами фитоиндикации экологический режим местообитаний рассматриваемых видов или сообществ. Фитоиндикация — это диагностика экологических параметров местообитаний по произрастающим на них видам растений.
Цель работы: провести биоэкологический анализ флоры Олёкминского заповедника. Для достижения этой цели мы поставили перед собой следующие задачи:
1.Собрать информацию, характеризующую принадлежность сосудистых растений Олекминского заповедника и стационара Джикимда к определенной жизненной форме и экологической группе.
2.Используя экологические шкалы, разработанные для Якутии, выявить диапазон экологических оптимумов видов флоры заповедника в целом и флоры окрестностей стационара Джикимда по отношению к отдельным экологическим факторам среды. Провести сравнительный анализ;
3.Определить особенности экологической и биоморфологической структуры флоры различных биотопов.
Основой для работы послужили геоботанические описания, сделанные во время школьных экологических экспедиций на территории Олекминского заповедника в разные годы. Кроме этого был использован список видов сосудистых растений Олекминского заповедника, составленный Павлом Владимировичем Голяковым.
Программа исследований включала:
1.Проведение биологического анализа флоры:
1.1. Определение жизненной формы согласно классификации Раункиера
1.2. Определение жизненной формы, согласно классификации Серебрякова
2.Проведение экологического анализа флоры:
2.1. Определение экологической группы по увлажнению
2.2. Определение экологического оптимума анализируемых видов на основании экологических шкал, разработанных для Якутии. Ранжирование видов по ступеням увлажнения, богатства-засоленности почвы и пастбищной дигрессии
3.Определение особенности биологической и экологической структуры флоры различных местообитаний
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
- Биоморфологическая структура анализируемой флоры
Биоморфологическая структура или спектр жизненных форм флоры отражает характер приспособлений растений к набору условий среды в определенной области. Наиболее известными являются классификации жизненных форм, предложенные К. Раункиером (1934) и И. Г. Серебряковым (1962, 1964).
В соответствии с классификацией И. Г. Серебрякова во флоре Олекминского заповедника преобладают травянистые растения, составляя 81,2 % от общего числа проанализированных видов, а среди травянистых преобладание многолетников (70 %) над одно- двулетниками (11.2 %). Состав жизненных форм травянистых растений зависит от почвенно-климатических условий (влажность почвы, механический состав и др.)
Биоморфологическая структура флоры Джикимды соответствует таковой заповедника в целом: травянистые растения составляют 83,3 % от общего списка видов, деревья и кустарники — 16,7.
- Экологическая структура анализируемой флоры
Важным фактором при экологическом анализе флоры является ее подразделение на группы видов, сходных по своим требованиям к отдельным факторам среды обитания (Экоморф или экологическая группа). Во флоре Джикимды и Олекминского заповедника в целом преобладают мезофиты: 45,2 % флоры Джикимды и 43,3 — заповедника в целом. На втором месте мезогигрофиты (23,8 и 24,8 % соответственно). Доля мезоксерофитов не превышает 18 %, ксерофитов — менее 2 %. Гигрофиты составляют не более 8 % от флоры заповедника, гидрофиты — 4 %.
Одним из эффективных путей анализа растительности является анализ на основе использовании экологических шкал растений. Проведенный анализ экологических оптимумов по трем экологическим факторам: увлажнения, богатство почв — засоление и пастбищная дигрессия выявил экологические особенности видов сосудистых растений Олекминского заповедника, позволил определить диапазоны экологических оптимумов видов разных мест обитания.
Экологический фактор: увлажнение почвы. Во флоре заповедника, как и в целом по Якутии, отсутствуют виды, для которых характерны среднестепное и лугостепное условия увлажнение местообитаний. В анализируемой флоре, преобладают виды, экологический оптимум которых расположен в интервале 64 -76 баллов и соответствует влажнолуговым условиям увлажнения. Во флоре Джикимды, по сравнению с флорой заповедника в целом, выше процент видов, которые характеризуются сухолуговыми условиями увлажнения.
Экологический фактор: богатство – засоленности почвы. Анализ флоры по шкале богатства засоленности почвы показал, что растения характеризуются оптимумами в диапазоне от бедных до богатых почв, ступень которых изменяется от 6 до 13 баллов. В крайнем диапазоне «богатые почвы» во флоре Джикимды видов не отмечено, в заповеднике — это всего 4 вида: Рдест пронзеннолистный, Тростник южный, Болотница сосочковая и Щавель курчавый.
Экологический фактор: пастбищная дигрессия. На территории заповедника отсутствует антропогенная нагрузка на экосистемы. Пастбищная нагрузка обеспечена только травоядными животными, обитающими на территории заповедника, поэтому более 95 % видов сосудистых растений имеют экологический оптимум в диапазонах «отсутствие выпаса — слабое влияние выпаса».
3. Сравнительный эколого-биологический анализ флоры различных мест обитания
Используя Список сосудистых растений Олекминского заповедника и данные геоботанических описаний, мы провели сравнительный анализ распределения видов по ступеням экологических факторов, экологическим группам и биоморфам. Рассмотрим более подробно некоторые из них.
Сосняки. Интервал экологических оптимумов по увлажнению составляет 57,6–78,4 баллов, при среднем значении 64,5. При этом 32,7 % видов характеризуются сухолуговыми, 65,5 % влажнолуговыми и 1,8 сыролуговыми условиями увлажнения. Минимальный экологический оптимум по ступеням увлажнения имеет звездчатка Фишера (57,6) максимальный — мытник мутовчатый (78,4). 52,7 % видов относятся к ксеро- и мезоксерофитам, 36,4 к мезофитам и 12,7 к мезогигрофитам. По классификации Раункиера преобладают гемикриптофиты (67 %), на втором месте хамефиты (12,7 %), на третьем — фанерофиты (9 %). Среди травянистых растений по классификации Серебрякова – корневищные, стержнекорневые, рыхлокустовые виды. Интервал экологических оптимумов по фактору богатства засоленности почвы составляет 6,5 - 11,7 баллов, среднее значения 9,3. При этом 40 % видов характеризуются по отношению к богатству-засолению почвы статусом «довольно богатые», 60 % — «не богатые». Наименее требовательны к почве по этому фактору тоефельдия поникшая и мытник лапландский (1,5 баллов) наиболее лапчатка кровохлебковая (11,7 баллов). Оценивая отношение видов к пастбищной дигрессии, можно отметить, что экологический оптимум по этому фактору расположен в интервале от 1,5 до 4,5 (среднее- 3.0) и характеризует отсутствие или слабое влияние выпаса на растительность. Минимальные значения экологического оптимума по этому фактору характерны для дифазиаструма сплюснутого (1,5), максимальные для кошачьей лапки (4,5).
Заключение. Проведенный анализ экологических оптимумов по трем экологическим факторам: увлажнения, богатство почв — засоление и пастбищная дигрессия выявил экологические особенности видов сосудистых растений Олёкминского заповедника, позволил определить диапазоны экологических оптимумов видов разных мест обитания.
По отношению к увлажнения основу флоры составляют виды лугового увлажнения, в первую очередь влажнолугового, преобладают мезофиты.
Анализ флоры по шкале богатства засоленности почвы показал, что растения характеризуются оптимумами в диапазоне от бедных до богатых почв, более 50 % видов заповедника предпочитает довольно богатые почвы.
На территории заповедника отсутствует антропогенная нагрузка на экосистемы.
Пастбищная нагрузка обеспечена только травоядными животными, обитающими на территории заповедника, поэтому более 95 % видов сосудистых растений имеют экологический оптимум в диапазонах «отсутствие выпаса — слабое влияние выпаса».
Проведенный анализ собранной информации позволяет заключить, что флористический состав сообществ отражает экологические показатели местообитаний.
Литература:
- Голяков П. В. Сосудистые растения Олекминского заповедника, серия «Флора и фауна заповедников» — М.: изд. ЦНИИТЭИлегпрома, 1994. 33 с.
- Королюк А. Ю. Использование экологических шкал в геоботанических исследованиях.
- Королюк А. Ю., Троева Е.И, Черосов М. М. и др. Экологическая оценка флоры и растительности Центральной Якутии. Якутск, 20015. 108 с.
- Неронов В. В. Полевая практика по геоботанике в средней полосе Европейской России: Методическое пособие.- М: Изд-во: Центра охраны дикой природы, 2002.-139 с.
- Смирнова О. В., Заугольнова Л. Б. и др. Популяционные и фитоценотические методы анализа биоразнообразия растительного покрова в сборнике «Сохранение и восстановление биоразнообразия». Кол. Авторов. М.: Изд. научного и учебно-методического центра МГУ, 2002. 286 с.
- Троева Е. И., Зверев А. А., Королюк А. Ю., Черосов М. М. Экологические шкалы флоры и микобиоты Якутии в сб. Флора Якутии. Географический и экологический аспекты /Кузнецова Л. В. Захарова В. И. Сосина Н. К. и др. — Новосибирск: Наука, 2010, стр.114–151.
