3. Материалы и методики Исследования

3.1. Объекты исследования

В качестве объекта исследования была выбрана травянистая растительность вокруг стадиона «Политехник» и вдоль прилегающих к нему дорожек . Выбор травянистой растительности был обусловлен тем, что при рекреационной нагрузке в городской парковой зоне, травы обладают гораздо большим индикаторным значением по сравнению с деревьями.

3.2. Метод стандартных экологических шкал

Теоретические основы ландшафтной экологии были заложены известным русским геоботаником Л. Г. Раменским (Раменский, 1939), который в дальнейшем (Раменский, 1971, 1956) разработал метод стандартных экологических шкал, позволяющий решать целый ряд задач ландшафтной экологии.

Метод стандартных экологических шкал относится к категории маршрутных полевых методов, основанных на изучении экологических рядов, под которыми в экологии растений понимают последовательные изменения обилия и состава ценопопуляций вдоль градиентов среды. Примером экологического ряда по увлажнению является изменение обилия и состава ценопопуляций при движении от верхней (более сухой) части склона к нижней (более влажной). При этом увеличение увлажнения в указанном направлении обусловливает смену не только ценопопуляций, но также и смену местообитаний. Следовательно, любому экологическому ряду соответствует свой ряд местообитаний. Различают два категории экологических рядов: а) конкретные экологические ряды, которые реально существуют в природе, и б) обобщенные экологические ряды, которые строятся путем обобщения (мысленного объединения) изученных экологических рядов.

Соответственно можно говорить также о конкретных и обобщенных рядах местообитаний.

Метод стандартных экологических шкал представляет собой один из методов градиентного анализа и (как любой из них) решает следующие три задачи: разбиение всего изученного диапазона изменяемости экологического фактора на классы (градации), изучение реагирования видов растений на данные классы, оформление результатов исследования в виде обобщенных (градиентных) рядов.

Исходным материалом для разработки метода стандартных экологических шкал Л. Г. Раменскому (Раменский, 1939, 1971, 1956) послужили около 20.000 геоботанических описаний. Первая задача была решена путем многомерной ординации описанных растительных сообществ и построения обобщенных рядов местообитаний по основным экологическим факторам: увлажнению, богатству и засолению, аллювиальности, переменности увлажнения, пастбищной нагрузке. Данные ряды местообитаний, получили название стандартных экологических шкал. Каждая стандартная шкала состоит из серии градаций апологического фактора, названных ступенями.

Так, шкала увлажнения состоит из 120 ступеней и охватывает весь диапазон увлажнения местообитаний, начиная от самого скудного пустынного увлажнения (1 ступень) и кончая увлажнением типичных водных местообитаний (120 ступень).

Шкала богатства и засоления включает 30 ступеней и отражает изменение плодородия (торфности) почв, начиная от крайне бедных (1 ступень) до очень богатых (16 ступень), а также изменение степени засоления почв и водоемов, начиная от слабо засоленных (1 ступень) до исключительно сильно засоленных (30 ступень).

Шкала аллювиальности разделяется на 10 ступеней и отражает интенсивность отложения наилка, начиная от местообитаний без отложения наилка (1 ступень) до катастрофически аллювиальных местообитаний, где мощность ежегодных аллювиальных отложений составляет 10 – 15 см и выше (10 ступень).

Шкала переменности увлажнения состоит из 20 ступеней и характеризует изменчивость уровня увлажнения местообитаний го сезонам года и по годам, начинал от местообитаний, с постоянно высокообеспеченным бескризисным водным питанием (1 ступень) до местообитаний с резко переменным увлажнением (20 ступень).

Шкала пастбищной дигрессии включает 10 ступеней, отражающих величину пастбищной нагрузки, начиная от полного отсутствия влияния выпаса (1 ступень) до предельно высокого влияния выпаса, обусловливающего полное уничтожение растительного покрова (10 ступень).

При решении второй задачи изучалось отношение видов растений, выявленных в упомянутой выше выборке геоботанических описаний, к ступеням каждой шкалы. В качестве реакции растений на изменения экологических факторов учитывалось функциональное среднее обилие, выраженное показателем проективного покрытия, а под функциональным средним обилием понималось такое среднее обилие ценопопуляций вида в серии местообитаний, которое обусловливается влиянием средних значений всех экологических факторов кроме одного - изучаемого фактора.

В популярных фитоиндикационных, или экологических, шкалах (в работах западных ботаников чаще используются шкалы X. Элленберга, Э. Ландольта, Р. Хундта, отечественных – Л.Г. Раменского, И.А. Цаценкина, Д.Н. Цыганова (Зверев, Бабешина, 2009)) факторы, характеризующие степень антропогенного влияния на растения, отсутствуют. Так, Е.А. Клещева (2007) предложила индекс нарушенности для сосновых лесов на основе использования амплитудных шкал Д.Н. Цыганова (1983) как комбинацию трех факторов: освещенности, богатства азотом и увлажнения почвы. Известны, однако, работы других авторов, в которых предпринята попытка количественно (в баллах) оценить реакцию видов растений на антропогенный пресс. Шкалы немецких исследователей С. Клотца, В. Кюника, Д. Франка включают факторы гемеробиальности (нарушенности) (Kunick, 1974; Klotz, 1984; далее используется обозначение DHEM) и урбанитета (урбанофильности – урбанофобности) (Frank, Klotz, 1990; DURB). Существуют также аналогичные шкалы Н.Г. Ильминских (1993; фактор нарушенности обозначен как IHEM, урбанитета – IURB). По трем факторам (DURB, IHEM и IURB) авторы приводят для видов только точки экологического оптимума, гемеробиальная шкала DHEM является амплитудной, в качестве точки оптимума используется медиана.

В данной работе использовались шкалы гемеробиальности и урбанитета, которые наиболее соответствуют цели исследования.

Шкала гемеробиальности Н.Г. Ильминских IHEM, включает 9 ступеней, отражающих степень антропогенной нарушенности, начиная от полного отсутствия антропогенного влияния (1 ступень) до предельно высокого влияния (9 ступень). Определены 1657 таксонов.

1, (С1). Растения, совершенно не переносящие антропогенного воздействия, сохранившиеся лишь в самых укромных местах близ внешней границы контура субурбанофлоры.

2, (С2). Растения, переносящие очень слабое антропогенное воздействие (едва намеченные тропы в лесах, выпас слабой интенсивности, нерегулярное сенокошение и т.п.).

3, (СЗ). Виды, мирящиеся со слабым нерегулярным антропогенным воздействием, ослабляющим доминирующие виды (небольшие вырубки, нарушенные места в поймах, на суходольных лугах), характерны для поздних стадий демутационных смен.

4, (С4). Виды, положительно реагирующие на слабое регулярное ан­тропогенное воздействие (рекреационные леса, «спокойные» участки в парках и на кладбищах, сенокосные луга).

5, (С5). Виды, активность которых возрастает при регулярном умеренном воздействии (доминанты замещены: рекреационные леса паркового типа, сеяные вырождающиеся луга, тропы в лесах и пр).

6, (С6). Виды, предпочитающие экотопы с довольно сильным и регулярным антропогенным воздействием (геотоп трансформирован: скверы, рудеральные газоны, старые пустыри и др.).

7, (С7). Растения экогопов с сильным антропогенным воздействием (геотоп искусственный, селективного воздействия нет: ж.-д. насыпи – зоны IV-III, обочины шоссе, дворы и т.п.).

8, (С8). Растения экотопов с очень сильным антропогенным воздействием (геотоп искусственный, выраженное селективное воздействие: декоративные газоны, поля, огороды, сады, цветники и т.п.).

9, (С9). Растения экотопов с отравленным субстратом (ж.-д. насыпи – зоны II-0, свалки).

Шкала урбанитета Н.Г. Ильминских IURB, определены 1659 таксонов.

1, (Х11). Урбанофобы: экстремальная категория.

2, (X10). Урбанофобы: умеренная категория.

3, (X7-Х9, Х12). Урбанонейтралы, в том числе виды, тяготеющие к районам новостроек, к "деревенским" местообитаниям, к обрабатываемым участкам.

4, (Х6). Урбанофилы: умеренная категория.

5, (Х7-Х9). Урбанофилы: экстремальная категория. Виды, распространенные более или менее повсеместно в городе, приурочены к местам подвоза, перевалки и хранения импортного зерна, железнодорожным и шоссейным путям и свалкам.