Биогеография с основами экологии / Практика на геобазе_учебное пособие / Колтун, Шут, Кулак Полигон 1
.docxГЕОБОТАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРАВОБЕРЕЖЬЯ ПОЙМЫ ЗАПАДНОЙ БЕРЕЗИНЫ НА УЧАСТКЕ ПОЛИГОНА № 1 “ГЕОСТАНЦИЯ – КАЛДЫКИ”
Территория геостанции «Западная Березина» приурочена к подзоне дубово-темнохвойных южно-таежных лесов Евразийской хвойно-лесной области. В целом, согласно характеру сочетания фитоценозов, следует отметить, что растительные сообщества геостанции относятся к Ошмяно – Минскомугеоботаническому округу и Минскому геоботаническому району. Расположенность изучаемой территории на южной границе подзоны во многом отражается на строении и функционировании растительных сообществ. Так, к северу от территории геостанции простирается южная граница ольхи серой, а с южной стороны проходит граница ареала граба обыкновенного.
Лесная растительность. Леса выступают зональным типом растительности в районе геостанции и значительно отличаются по своей формационной структуре от средних показателей по округу. Значительные территории по площади территорий занимают сосновые леса (96,8 %), которые приурочены, как правило, к правобережью реки Западная Березина и являются вторичными либо искусственно посаженными. Древостой сформирован преимущественно сосной обыкновенной (Alnussilvestris), однако нередко встречаются ольха черная, ель европейская, дуб черешчатый. Редко встречаются еловые, бородавчато-березовые и черноольховые леса. Данный факт связан с крайним юго-западным положением в пределах геоботанического округа, а также с особенностями эдафических условий – произрастание лесов, на песчаных и супесчаных водораздельных почвах. Кроме того довольно значительна хозяйственная деятельность человека. В целом сосняки территории геостанции относятся к южно – таёжным лесам и в своей структуре имеют специфические черты. В подлеске сосняков повсеместно распространены такие виды как черника, брусника, мох Шребера и другие виды. Сосняки приурочены преимущественно к водно-ледниковым и ледниковым участкам водоразделов р. Западная Березина. Следует отметить также, что фитоценозы сосняков характеризуются следующими средними таксационными показателями: возраст 45 - 65 лет (61,8 % площади) и 18 – 40 лет (38,2 %), бонитет древостоя II, полнота 0,6 – 0,7 более старых насаждений и 0,8 – 0,9 молодых, запас древесины 100 -200³ м/га. В целом, за период практики, в пределах изучаемой территории было выделено 13 сосновых ассоциаций. Характер распределения определенных видов растений теснейшим образом связан с орографией поверхности, литологическим составом почвы, ее водно-воздушным режимом, количеством выпадающих осадков, а также с интенсивностью хозяйственной деятельности человека.
Наибольшее распространение в пределах изучаемой территории получила ассоциация сосняка лещинно - зеленомошного, которая приурочена преимущественно ко второй надпойменной террасе реки Западная Березина. Низкий уровень грунтовых вод и промывной водный режим препятствует застаиванию воды и развитию процессов заболачивания. Древесный ярус данной ассоциации всецело сформирован древостоем сосны обыкновенной, однако на некоторых участках встречаются единичные экземпляры ели европейской, а также дуба черешчатого. Доминирующим видом, образующим кустарниковый ярус, выступает: лещина обыкновенная. При этом важно отметить довольно существенную роль лещины, которая, в силу своего большого количества способствует сомкнутости крон на некоторых участках, что в свою очередь сказывается на характере флористического разнообразия напочвенного покрова, структуру которого формируют преимущественно мох Шребера и черника лесная. Кроме доминантных видов встречаются ландыш обыкновенный, хвощ лесной, вереск обыкновенный, зверобой продырявленный, а также ястребинка постенная. Флористическое разнообразие травяного покрова обусловлено характером дренированности почвенного покрова, а также реакцией почвенной среды. В частности, в пределах ассоциации выделяются дерново-подзолистые супесчаные почвы с реакцией среды около pH = 5,5 - 6,5.
Следующую характерную ассоциацию образуетсосняк лещинно - кисличный. В пределах данных ассоциаций доминантом древесного яруса выступает сосна обыкновенная, плотность которой составляет порядка 20 стволов на 100 м², а средняя высота древостоя колеблется в пределах 25 – 30 м. Довольно часты определенные экземпляры ели европейской, а также дуба черешчатого. Данные ассоциации тянутся узкой полосой вдоль поймы реки Западная Березина и испытывают практически постоянное увлажнение за счет грунтовых вод, развиваются преимущественно на дерново-подзолистых супесчаных почвах. Необходимо отметить, что при достаточно хорошем освещении и увлажнении покрытие лещины обыкновенной достигает порядка 70%, а средняя высота достигает 6м, что в свою очередь неблагоприятно сказывается на характере травяного покрова. Доминантом в травяном покрове выступает кислица обыкновенная, покрытие которой иногда составляет порядка 70%, однако встречаются немногочисленные экземпляры орляка обыкновенного, плауна баранца, брусники, а также крапивы двудомной и земляники лесной. Характер растительности в максимальной степени определен количеством поступающей суммарной солнечной радиацией, а также неглубоким залеганием грунтовых вод. В этом отношении, в первом случае лимитирующим фактором поступления солнечной радиации выступает сомкнутость крон лещины. Следует отметить, что в пределах данной ассоциации встречаются крушина ломкая, жостер слабительный и рябина обыкновенная. Сосняк лещинно-мертвопокровный характеризуются небольшими по площади участками, где ввиду сильного затенения почти отсутствует напочвенный покров.
Следующую группу образуют ассоциации сосняков можжевеловых: сосняк можжевелово - орляковый, сосняк можжевелово – черничный, а также сосняк можжевелово - зеленомошно – черничный. Присутствие в сосновых ассоциациях можжевельника обыкновенного на более высоких гипсометрических уровнях, объясняется лучшим дренажем изучаемой территории, а также улучшением промывного режима почв. Данная группа ассоциаций приурочена, как правило, к эоловым грядам в притеррасной пойме, а также участкам первой надпойменной террасы. В древесном ярусе преобладает сосна обыкновенная. Доминантными видами кустарникового яруса выступает можжевельник обыкновенный, изредка встречается лещина обыкновенная, а также крушина ломкая. Доминантными видами травяного покрова выступает мох Шребера, черника лесная, а также папоротник орляк. Кроме доминантных видов встречается брусника, ястребинка постенная, ожика волосистая, земляника лесная, седмичник европейский, короставник обыкновенный, плаун булавовидный, грушанка круглолистная, рамишия однобокая и другие виды. Отличительной особенностью следующей группы ассоциаций является практически полное отсутствие кустарникового яруса, что во многом определяет видовое разнообразие напочвенного покрова. Увеличение притока суммарной солнечной радиации к поверхности способствует распространению гелиофитов. Доминантом древесного яруса является сосна обыкновенная. В структуру данной группы входит: сосняк чернично – брусничный, сосняк чернично - зеленомошный, а также сосняк зеленомошно - черничный. Ассоциации данной группы приурочены к переувлажненным участкам с дерново-подзолистыми глеевыми почвами. Среди древесных пород встречаются ель европейская и береза повислая. В подлеске данных ассоциаций зачастую встречаются крушина ломкая, отдельными экземплярами встречается можжевельник обыкновенный. Напочвенный покров сформирован преимущественно черникой лесной и мхом Шребера. Встречается кислица обыкновенная, костяника лесная, брусника, папоротник орляк.
Ассоциации сосняка крушинно – зеленомошно - черничного, а также крушинно – чернично – зеленомошного в древесном ярусе представлены сосной обыкновенной, однако встречаются единичные экземпляры ели европейской. Кустарниковый ярус представлен, как правило, крушиной ломкой. Доминантами напочвенного покрова выступает черника, а также мох Шребера. Кроме того, встречаются: ожика волосистая, ястребинка постенная, лапчатка прямостоячая, земляника лесная, овсяница овечья, костяника лесная, ландыш майский, купена лекарственная и другие виды.
После камеральной обработки результатов полевого этапа исследований территориального распределения лесных ассоциаций, их видового состава, выявления групп растений по отношению к влаге и обилию, а также определения ценотического состава ассоциаций были получены структурные диаграммы экологического и ценотического состава лесного массива на изучаемом участке.(рис. 1).
При оценке экологического состава лесов на участке площадью 12 га. На северо-западе от геостанции учитывается не только распределение растений по отношению к влаге, но и их обилие, что было отражено в структурной секторной диаграмме. Анализ ассоциаций сосняка лещинно – зеленомошного показал, что большинство описанных видов относится к мезофитам – 11,1 %. Из других ассоциаций можно выделить сосняк крушинно – чернично – зеленомошный и сосняк чернично – зеленомошный. Структура экологического состава сосняк акрушинно – чернично – зеленомошного характеризуется значительным преобладанием мезофитов (77,8 %), среди которых максимальным покрытием территории выделяются такие виды, как черника, крушина ломкая, земляника лесная, ястребинка плостенная. Среди других групп выделяются ксеромезофиты (мох Шребера) и ксерофиты (овсяница овечья, сосна обыкновенная).На долю ксерофитов приходится около 11 % видового разнообразия и столько же на долю ксеромезофитов. Отличаются данные группы и по обилию. Экологический состав сосняка чернично – зеленомошного сосняка в целом схож с предыдущей ассоциацией, однако здесь отличается процентное соотношение основных групп растений. Так, на долю мезофитов приходится 75 % видового состава, а показатель среднего обилия групп по шкале Друде составляет 1,5 (максимальный среди всех описанных ассоциаций). Доля ксерофитов и ксеромезофитов примерно одинаковая (12,5 %), но средний показатель обилия больше у группы ксеромезофов, что объясняется доминантной ролью мха Шребера.
Преобладание мезофитов в экологической структуре видов растительности можно объяснить расположением выделенных ассоциаций, достаточно глубоким залеганием грунтовых вод, особенно на возвышенном участке в юго-западной части изучаемого участка лесного массива, а также примерно одинаковой долей грунтового и атмосферного питания растений. Важной особенностью экологической структуры трех ассоциаций является присутствие только трех групп растительности: мезофитов, ксерофитов и ксеромезофитов, а также значительные отличия в показателе среднего обилия той или иной группы. В целом, в пределах описанных лесных ассоциаций представлен весь спектр экологических групп от ксерофитов до мезофитов, что может свидетельствовать о достаточно высокой устойчивости растительного покрова к сложившимся условиям выживания и влиянием антропогенного фактора.
Анализ структуры ценотического состава сосняков показал, что в целом преобладают бореальные виды. В структуре сосняка крушинно – чернично – зеленомошного сосняка преобладают бореальные виды (62,5 %).Что касается двух других ассоциаций, то в сосняке чернично – зеленомошном видовое разнообразие лесной растительности примерно равно распределено между двумя группами бореальных и гемикосмополитных видов. Преобладание бореальных видов в первой ассоциации объясняется тем, что данные виды характерны для природной зоны смешанных лесов. Важной особенностью ценотического состава ассоциаций является присутствие только двух групп бореальных и гемикосмополитных видов во всех трех описанных ассоциациях (в сосняке лещинно – зеленомошном 45 %,в сосняке крушинно – чернично – зеленомошном 55 %). Это можно объяснить большей величиной покрытия территории мхом Шребера – 90 %. Вследствие разнообразных условий произрастания в лесных ассоциациях встречаются различные виды растений. Для того, чтобы оценить насколько часто повторяется один вид растений в различных ассоциациях, используется коэффициент общности видового состава по Жаккару. (рис. 2).
Наибольшая общность видового состава характерна сосняку чернично-зеленомошному и сосняку крушинно – чернично – зеленомошному. Наименьшая общность обнаружена между сосняком лещинно - зеленомошным и сосняком чернично-зеленомошным и между сосняком лещинно – зеленомошным и сосняком чернично – брусничным.
Луговая растительность. Луга – это экосистемы, растительный компонент который образован многолетними мезофильными травами со средними требованиями к условиям увлажнения и образующий сомкнутый покров. Исследуемый участок занят преимущественно первичными лугами с хорошо оформленным фитоценозом в прирусловой, центральной и притеррасной пойме реки Западная Березина. По условиям увлажнения формируются различные типы лугов. На центральной пойме господствуют заливные и суходольные луга. Для прирусловой и притеррасной пойм характерны заболоченные луга. Они же получили распространение и в межгривных понижениях центральной поймы. Вблизи русла рек, где скорость течения воды наибольшая, откладываются крупные частицы аллювия – пески, супеси. Прирусловая зона характеризуется развитым мезорельефом. Дренаж хороший, заболоченность не значительная. Для каждого типа луга характерны определенные ассоциации, где произрастают различные виды растений.
В пределах исследуемой территории распространение получили следующие ассоциации, характерные для заболоченного луга: хвощевая, крупноосоковая, аировая, разнотравно – аировая, разнотравно – крупноосоковая, крупноосоково – аировая, манниковая и манниково – крупноосоковая.
На прирусловой пойме распространены ассоциации:
Хвощевая ассоциация развивается на дерново-глеевой почве с признаками болотного процесса. Доминирующим видом является хвощ болотный, занимающий около 90 % территории. В ассоциации также выделяются осока острая (10 %) и аир болотный (5 %).
Крупноосоковая ассоциация расположена на прирусловой пойме на дерново-глеевой почве, где доминирующим видом является осока острая (90 %). Также встречаются хвощ болотный (5 %) и аир болотный (5 %).
На дерново-глеевой почве произрастает манниковая ассоциация, где доминант манник наплывающий, занимающий 90 % территории, распространены хвощ болотный (5 %), осока острая (5 %), подморенник болотный (5 %), маточник болотный (2 %).
Манниково – крупноосоковая ассоциация произрастает на дерново-глееватой почве. Доминантом является осока черная (60 %), субдоминантом – манник наплывающий (20 %). Также произрастают аир болотный (2 %), хвощ болотный (3 %), подморенник болотный (2 %).
На центральной низкой пойме в межгривных понижениях получили распространение ассоциации:
аировая, которая произрастает на дерново-глеевой почве, доминирующим видом является аир болотный (90 %) среди других видов- осока черная (10 %), гравилат речной, вербейник обыкновенный и кипрей болотный.
крупноосоково – аировая ассоциация, доминантом является аир болотный (60 %), субдоминантом – осока черная (10 %) и осока вздутая (10 %).
Притеррасная пойма – самая пониженная и отдаленная от русла часть поймы. Включает в себя две ассоциации.
Разнотравно – аировая ассоциация. Произрастает на дерново-глееватой почве. Доминантным видом является аир болотный, покрывающий около 50 % территории, среди других видов - лютик ползучий (5 %), лапчатка гусиная (3 %), таволга вязолистная (5 %) горец змеиный, горицвет кукушкин, манжетка сверкающая и др.
Разнотравно – крупноосоковая ассоциация произрастает на дерново-глеевой почве. Доминантом является осока черная (40 %), среди других видов аир болотный (10 %) и мята речная (5 %).
Для заливных лугов характерен полидоминантный состав и доминирование разнотравно – злаковой растительности. В пределах исследуемого участка на заливном лугу нами были выделены следующие ассоциации: разнотравно – злаковая, злаково – разнотравная, злаково-разнотравно-едколютиковая, разнотравно-таволговая ассоциации, расположенные на дерново-глеевой почве.
На центральной пойме располагается злаково – разнотравно – едколютиковая ассоциация на дерново-глееватой почве. Доминантом является лютик едкий (50 %), среди других видов - гребенник обыкновенный, колосок душистый, манжетка сверкающая, клевер луговой и клевер ползучий, тысячелистник обыкновенный, подорожник средний, щавель конский и др. В разнотравно – таволговой ассоциации на дерново-глеевой почве доминантом является таволга вязолистная (55 %), а среди других видов – лютик едкий (10 %), щучка дернистая, горец змеиный, лютик едкий, горицвет кукушкин и др.
Произведенный нами анализ показал, что в составе заливного луга преобладают злаки и разнотравье.
Рис. 1. Структура экологического и ценотического состава лесов и лугов исследуемого участка
Рис. 2. Коэффициент общности видового состава травяного покрова лесных ассоциаций
Рис. 3. Геоботаническая карта сосняков полигона 1 «Геостанция – Калдыки»
Рис. 4. Геоботаническая карта поймы реки Западная Березина полигона 1 «Геостанция – Калдыки»
Рис. 5. Геоботанический профиль № 4.1
Рис.6. Геоботанический профиль № 4.2
Рис.7. Геоботанический профиль № 4.3
Рис.8. Геоботанический профиль № 3.3
Рис. 9. Геоботанический профиль № 3.2
Рис. 10. Геоботанический профиль № 3.1