10.4.2. Расчет годовой продукции

Расчет годовой продукции выражается в единицах массы воз­душно-сухого, абсолютно сухого органического вещества, углеро­да С с единицы площади и в энергетических единицах — по си­стеме единиц СИ в джоулях (ДЖ). (1 Дж = 0,24 кал, 1 кал = =4,19 Дж.).

Годовая продукция Р летнезеленых водных растений умерен­ного пояса вычисляется по следующим формулам:

П сообщество надводных и погруженных растений:

где В_макс — максимальная надземная фитомасса (условно, в период массового цветения).

2) сообщества растений с плавающими на поверхности воды

пмгткямм

здесь W — средняя масса листа, п — число мутовок, лишенных листьев. За средний вес разрушающегося листа (поврежденного, гниющего) принимается средний вес неповрежденного листа, сре­занного во время взятия укоса.

Вычисление годовой продукции высшей водной растительности проводится в следующей последовательности [4], при которой уста­навливаются:

1) средняя фитомасса в СВ, ВСВ и АСВ растительных сооб­ществ, г/м²; 2) площадь, занимаемая растительными сообще­ствами в водоеме, га, км²; 3) общая фитомасса (В) СВ, ВСВ и АСВ, кг, ц, т; 4) общая фитопродукция Р СВ, ВСВ, АСВ кг, ц, т;

5. общая продукция органического вещества, кг, ц, т; 6) продук­ция на единицу площади водоема: а) воздушно-сухого вещества,

6. абсолютно-сухого вещества, в) органического вещества, г) уг­лерода С, г/м², д) энергия, кДж/м²; 7) то же, на единицу пло­щади мелководий; 8) то же, на единицу площади зарослей; 9— то же, на единицу объема водоема, мг/л, г/м³, Дж/л, кДж/м³.

Переводные коэффициенты: органического вещества в надвод­ной растительности — 92 % АСВ, растительности с плавающими листьями —90 %, погруженной растительности — 85 % [21]; 1 г органического вещества равен 46,4 % С, или в среднем 40 % С АСВ [33].

10.5.1. Динамика фитомассы

Материалы о динамике фитомассы можно получить путем от­бора укосов из растительных сообществ в разные сроки вегетаци­онного сезона и наблюдений фенологического развития растений в течение одного года или ряда лет. Последнее очень важно при использовании растительных группировок в качестве индикато­ров качества воды. Для этих наблюдений в сообществе растений выбирается типичный для него участок (можно в виде площадки больших размеров), на котором в установленные сроки отбира­ются укосы на фитомассу, причем в весеннее время чаще, чем в последующие периоды. Размер, форма и повторность учетных площадок устанавливаются в зависимости от характерных черт со­става и строения сообщества. Методика обработки укосов ука­зана выше. Для простоты можно ограничиться определением только абсолютно сухого веса и не делать биометрических изме­рений.

2. Динамика численности и темп роста растений

Изучение динамики численности и темпа роста проводится на постоянных учетных площадках разного размера и в разной сте­пени повторности, заложенных в типичных местах сообществ. При определении размера и количества учетных площадок, как и в других подобных случаях, принимаются во внимание состав и морфологические особености сообщества. Наблюдения произво­дятся в установленные сроки (через несколько дней, ежедекадно, один или два раза в месяц и т. д.). На учетных площадках под­считывается количество растений и измеряется их высота (всех или только определенного числа модельных). Измерение диамет­ра стеблей (у корня) возможно только тогда, когда сообщество находится на глубине, на которой до дна можно достать руками. В сообществах на больших глубинах этих измерений делать не приходится.

Изучение темпа роста растений можно проводить и на мо­дельных растениях (на 5—10 особях), выбранйых для этих це­лей в различных частях сообщества или одиноко растущих. Вы­бранные растения помечаются легкими материалами: фольгой, тряпочками, нитками, краской. Около погруженных и плаваю­щих растений ставится буек (но не вешка). Для измерения вы­соты растений можно воспользоваться водомерной рейкой. При большой высоте надводных растений (3—6 м) ее нужно привин­тить к шесту или к дюралюминиевой легкой штанге. Диаметры стеблей измеряются штангенциркулем или мерной вилкой.

С более подробной методикой изучения динамики фитомассы, численности и темпа роста¹ водных растений можно подробно познакомиться в работах Е. Ц. Боруцкого [6, 7].

2. Динамика растительного покрова водоемов

Огромную ценность для суждения об изменении качества во­ды и трансформации экосистемы могут дать наблюдения над динамикой растительного покрова водоемов.

Материалы о сменах растительности могут быть получены путем натурных наблюдений за растительностью всего водоема или его участка в различные зоны одного года, в разные годы, десятилетия путем повторных описаний, зарисовок, картирова­ния с привлечением литературных материалов и опросных данных.

Этим методом наблюдений за сменами растительности поль­зуются очень широко. При описании растительности необходимо учитывать антропогенное влияние, обращать внимание на изуче­ние факторов среды и количественное изучение растительности. При изучении динамики растительности большое значение могут иметь аэровизуальные наблюдения с самолета и вертолета.

Изучение динамики водной растительности проводится также на постоянных площадках или трансектах, границы которых точно фиксируются вешками или буйками или по ориентирам на мест­ности (желательна привязка к местности) с тем, чтобы они могли быть точно восстановлены в другие годы, так как наблюдения на них могут продолжаться в течение ряда лет.

Форма площадок, их размеры, длина и ширина трансект про­извольны. Закладывать их нужно в местах контактов фитоценозов в разных по типу зарастания участках водоемов. Трансекты мо­гут проводиться от берега к центру водоема немного далее гра­ниц растительности. Трансекты и площадки в определенные сроки, ежегодно или несколько раз в сезон, картируются с точным нане­сением границ фитоценозов, описываются, учитываются факторы среды и т. д.

Примерами долговременных наблюдений за динамикой водной растительности могут служить наблюдения за сменами раститель­ности в озерах Белом в Косине и Глубоком в течение 50 лет [6, 47], на постоянных площадках в Рыбинском водохранилище (Дарвинский заповедник), проводящиеся с 1946 г. и по настоящее время [14].

Говоря о сезонной динамике растительности водоемов, необхо­димо отметить, что фенологические наблюдения приводятся в ста­ционарных условиях по той же методике и программе, что и на­блюдения за сезонной динамикой наземной растительности. На­блюдения могут быть поставлены как над отдельными видами растений, так и над растительными сообществами. Выбор объек­тов для наблюдений лучше сделать осенью предыдущего года. По возможности наметить и закрепить участки.

В случае, если наблюдения проводятся над отдельными вида­ми растений, для каждого из намеченных видов надо взять особи, произрастающие в различных условиях местообитания. Брать под наблюдение одиночно растущие особи рискованно, поскольку мож-

но потерять их в середине наблюдений, особенно в тех местах водоема, которые часто посещаются. Из растительных сообществ в первую очередь выбираются наиболее характерные для всего водоема или для его части (если водоем большой), а также и те из них, которые по тем или иным причинам интересны для на­блюдений. Нужно взять одни и те же сообщества в разнообраз­ных условиях местообитания с учетом антропогенного воздействия.

После того как будут определены растения и растительные со­общества, над которыми будут проводиться наблюдения, около них следует поставить отметки. В растительных сообществах на­блюдения проводятся на постоянных площадках, заложенных в типичном месте сообщества. Для фенологических наблюдений над водными растительными сообществами удобны прямоугольные, постоянные площадки (размером 100 м ² или другим) или постоян­ные трансекты шириной 0,5 м. Такие площадки и трансекты легко просматриваются с лодки без заезда внутрь их. В тех случаях когда площадь сообщества невелика, оно целиком берется под наблюдение. Постоянные площадки и трансекты, на которых про­водятся наблюдения, отграничиваются кольями с зарубками внизу.

Во время наблюдений внутрь площадки лучше не заезжать — можно выдернуть и поломать растения. Все наблюдения надо про­водить находясь у ее края, преимущественно с длинной стороны. Если требуется достать погруженные виды, произвести выкос и т. д., нужно это сделать с внешней стороны площадки. Заезжать на лодке внутрь площадки можно только в тех случаях, когда травостой очень сильно изрежен и нет риска его испортить. Если во время наблюдений лодку сильно сносит при ветре и волнении, она должна быть закреплена у края площадки так, чтобы она не попадала на площадку. Лодка в этом случае привязывается к специально для этого поставленным в стороне от площадки кольям или буям. Якоря или предметы, употребляющиеся вместо них (камни и пр.), непригодны для закрепления лодки каждый раз, так как они очень сильно портят растительность вокруг. Привя­зывать лодку к отметкам площадки (кольям, буйкам) нельзя.

Наблюдения на фенологических площадках или над растения­ми проводятся путем объезда выбранных объектов на лодке че­рез определенные промежутки времени в течение всего вегетацион­ного периода. В некоторых случаях они могут Проводиться в те­чение всего года с посещением объектов поздней осенью, зимой и ранней весной. Регулярные наблюдения желательно начинать с ранней весны вскоре после таяния льда. Сроки посещения пло­щадок в это время надо устанавливать применительно к метео­рологическим условиям с учетом широты местности. В южных районах они в это время должны быть более частыми, чем е северных. В поздневесеннее время, когда растения появляются, и летом в апогей их развития наблюдения проводятся через 2— 3 дня (а то и ежедневно), осенью — через 4—5 дней. Зимой если есть возможность, интересно посетить некоторые объекть: 1—3 раза.

Фенологические наблюдения должны сопровождаться наблю­дениями за факторами среды, определяющими из которых будут температура воды, воздуха и донных отложений. О влиянии по­следней на развитие водных растений не имеется сведений.

В сезонном развитии растений установлено (для всех типов растительности) пять фенологических фаз (с подфазами): веге­тации, бутонизации, цветения, плодоношения, отмирания. Период относительного зимнего покоя выделяется в качестве шестой фазы.

Об особенностях фенофаз водных растений известно очень мало [15, 17]. Вопрос требует специальной детальной разработки. Поэтому при наблюдениях надо ориентироваться на признаки, характеризующие состояние наземных травянистых растений в отдельные фазы [30].

Фенологические фазы у водных растений, цветущих над водой, устанавливаются без особого затруднения, по тем же признакам, как и у наземных растений. Трудно бывает проследить за наступ­лением фенофаз у растений, проходящих полный цикл развития под водой. Их время от времени приходится извлекать водяными грабельками по соседству с площадкой, а некоторые (например, некоторые виды полушника) брать с собой для дальнейшего изу­чения.

Для фенологических наблюдений заводится специальный жур­нал, в котором для каждого вида растений или растительного со­общества отводится определенное количество страниц. Они зара­нее разграфляются на примерное количество дней наблюдений (с небольшим запасом). Числа, в которые будут проводиться на­блюдения, не проставляются сразу — они могут меняться по тем или иным обстоятельствам (сильный ветер, волнение и пр.), а ста­вятся в день наблюдений (см. приложение 27).

Запись фенологических фаз в дневнике может производиться значками или буквами (см. приложение 27).

Результаты фенологических наблюдений сводятся в фенологи­ческие спектры. Способов составления феноспектров несколько. С ними можно познакомиться в соответствующей литературе.

По сводному фенологическому спектру легко устанавливаются стадии сезонного развития растительности в данном водоеме: предвесенняя, весенняя, летняя с апогеем развития растительности, характеризующаяся небольшим количеством цветущих особей, осенняя.