Diversity of vascular plants and zooplankton communities in regard to the ecological assessment of the territory of the ecological park “Samara Venice”, Samara Region, Russia

Full Text

Введение Считается, что урбанизация способствует утрате мирового биологического разнообразия и гомогенизации его биоты [1]. В то же время биота урбанизированных обеспечивает сохранение видового разнообразия, выполняет ряд экосистемных услуг, способствует просвещению городского населения по вопросам сохранения природы. Более того, географические закономерности распределения биоразнообразия и выявление факторов формирования видового богатства занимают центральное место в экологии [2; 3]. а б Рис. 1. Разнотипные водоемы экопарка «Самарская Венеция»: а - участок реки Самара; б - озеро Лебяжье Figure 1. Different types of reservoirs in the ecological park “Samara Venice” borders: а - section of the Samara river; б - lake Lebyazhye Экопарк «Самарская Венеция» - территория, расположенная в границах городских округов Самара, Новокуйбышевск и Чапаевск и представляющая собой пойменный комплекс в месте впадения р. Самары в Волгу (Саратовское водохранилище) (рис. 1). Общая площадь составляет 540 тыс. м2. Относительная недоступность некоторых участков за счет ландшафтных особенностей делает эту территорию важной для сохранения биологического разнообразия. Оценка экологического состояния экопарка «Самарская Венеция» до настоящего времени не проводилась, в связи с чем целью исследования явилась экологическая оценка современного состояния территории на основе данных о видовом составе сосудистых растений и зоопланктона. Материалы и методы Исследования флоры и зоопланктона выполнены в следующих пунктах: 1) оз. Гатное (53.138226°N 50.108174°E); 2) берег р. Самары (53.169687°N 50.103503°E); 3) оз. Болгарка (53.155367°N 50.085130°E); 4) оз. Дубовый Ерик (53.153062°N 50.077025°E); 5) оз. Светленькое (53.141120°N 50.084475°E); 6) оз. Двубратное (53.130783°N 50.083283°E); 7) оз. Большое Лебяжье (53.107975°N 50.028906°E); 8) берег р. Татьянки (53.139144°N 50.047895°E); 9) оз. Ерик Молочный (53.126571°N 50.006854°E); 10) р. Татьянка у пионерского лагеря «Волгаренок» (52.50733°N 47.91295°E); 11) р. Татьянка у Новокуйбышевска (53.12697°N 49.99236°E); 12) р. Татьянка у Новокуйбышевска (53.12400°N 49.95060°E). Границы территории экопарка «Самарская Венеция» представлены на рис. 2. Рис. 2. Границы экопарка «Самарская Венеция» Figure 2. The ecological park “Samara Venice” borders Выявление разнообразия сосудистых растений осуществлялось методом маршрутных учетов [4]. Сведения по флоре собраны в массив данных, что позволяет охарактеризовать ее состав и структуру по таким показателям, как общее число таксонов, число таксонов в аборигенной и чужеродной фракциях, доля чужеродных и инвазионных видов, семейственно-видовой и родовой спектры, соотношение биоморфологических и хорологических групп. Номенклатура родов и видов приведена в основном по международной базе данных Plants of the World Online[3]. Чужеродные виды растений приводятся согласно опубликованному конспекту [5]. Для изучения зоопланктона отобранную воду мерным цилиндром пропускали через сеть Апштейна и концентрировали через нейлоновое сито с ячеей 99 мкм. Фиксировали материал 4 %-ным спиртом. Проводили камеральную обработку проб [6; 7]. Для видовой идентификации зоопланктона использовались определители [7; 8]. Оценивали общее число видов, структуру зоопланктона по таким показателям, как наличие аборигенных и чужеродных видов, а также считали численность, биомассу, индекс Шеннона по численности и биомассе (НN, НB), коэффициент трофности и сапробности. Часть информации о выявленном биологическом разнообразии исследуемой территории размещена в проекте «Экопарк „Самарская Венеция“» на платформе iNaturalist[4]. Результаты и обсуждение На исследуемой территории выделены следующие флористические комплексы: заросли кустарниковых ив и осокоря (Salix acutifolia, S. cinerea, Populus nigra); дубравы (Quercus robur); луговое разнотравье; водно-болотная растительность; несомкнутые группировки сорно-рудеральных видов; культурная растительность. Разнообразие сосудистых растений представлено 4 отделами, 65 семействами, 205 родами и 309 видами, что составляет 16,51 % от флоры Самарской области. Основу флоры составляют представители отдела Magnoliophyta, в особенности - класса Dicotyledones (233 вида, или 75,40 %). По видовому богатству выделяются семейства Asteraceae (18,40 % видов от общего числа), Poaceae (14,80 %) и Fabaceae (5,81 %). Самыми крупными по числу видов являются роды Poa and Carex (по 7 видов в каждом), а также Artemisia and Galium (по 5 видов). Среди выявленных видов присутствуют растения, включенные в Красную книгу Самарской области [9]: Iris sibirica L., Plantago maxima Juss. ex Jacq. and Adenophora liliifolia (L.) A. DC. (рис. 3). Такие растения, как Glycyrrhiza echinata L., Iris pseudacorus L., Gratiola officinalis L., Althaea officinalis L., Senecio tataricus Less. и Salvinia natans (L.) All. являются видами, нуждающимися в особом внимании к их состоянию и мониторинге на территории региона. Рис. 3. Бубенчик лилиелистный (Adenophora liliifolia) - вид, занесенный в Красную книгу Самарской области Figure 3. Adenophora liliifolia is a species listed in the Red Data Book of Samara Region Рис. 4. Группировки амброзии трехраздельной и циклахены дурнишниколистной на окраинах селитебных территорий Figure 4. Groups of Ambrosia trifida and Cyclachaena xanthiifolia on the outskirts of residential areas Данные флористического анализа показали, что, с одной стороны, существует исторически сформировавшееся ядро природной флоры, с другой стороны - высокая доля чужеродных растений (66 видов, или 21,40 %), свидетельствующая о значительной антропогенной нагрузке на территорию. На исследуемой территории также обнаружены инвазионные виды растений, внедрившиеся в естественные местообитания и влияющие на ценотические связи в сообществах, меняющие их облик, образуя монодоминантные заросли и вытесняя местные виды растений. Среди них Acer negundo L., Echinocystis lobata (Michx.) Torr. et A. Gray, Elodea canadensis Michx., Parthenocissus inserta (A. Kern.) Fritsch and Xanthium albinum (Widder) H. Scholz et Sukopp. Еще одна категория инвазионных видов включает Conyza canadensis (L.) Cronquist, Fraxinus pennsylvanica Marshall, Hippophaë rhamnoides L. and Impatiens parviflora DC. - эти растения активно натурализуются в естественных и полуестественных местообитаниях, но не образуют одновидовых зарослей [10] (рис. 4). Значения рассчитанных индексов Шеннона (НN = 3,09 ± 0,36, НB = 2,67 ± 1,17), трофности (5,67 ± 2,31) и сапробности (2,48 ± 0,89) позволили отнести воды в исследуемых водоемах и водотоках к переходным от мезо- к эвтрофному типу (умеренно загрязненные и загрязненные воды). Были выявлены изменения в зоопланктоне, которые проявились в увеличении общей биомассы, снижении видового и удельного богатства, увеличении биомассы ракообразных и коловраток. Эти процессы сходны с изменениями, происходящими обычно при антропогенном эвтрофировании водоемов и водотоков. Вероятно, ухудшение качества воды связано с избыточным поступлением в результате деятельности человека в водоемы и водотоки «биогенных элементов», в первую очередь соединений азота и фосфора. Другим показателем эвтрофирования озер и рек является резкое увеличение численности коловраток из семейств Brachionidae (Brachionus angularis angularis Gosse, 1851, B. calyciflorus calyciflorus Pallas, 1776, Brachionus diversicornis diversicornis (Daday, 1883), Keratella cochlearis tecta (Gosse, 1851)) и Trichocercidae (Trichocerca cylindrica (Imhof, 1891), Trichocerca capucina (Wierzejski & Zacharias, 1893)), ветвистоусых ракообразных Bosmina longirostris, Chydorus sphaericus, Daphnia cucullata и некоторых других видов. При устойчивом видовом составе - смену доминант. Заключение Территория экопарка «Самарская Венеция» в целом сохранила признаки первоначальных биотопов, но при этом претерпевает высокую степень антропогенной трансформации. Ее расположение в урбанизированном районе делает природные комплексы экопарка, с одной стороны, уязвимыми к антропогенному воздействию, но с другой - открывает возможности по их использованию: - в просветительских и образовательных целях; - в качестве площадки для мониторинга за сукцессионными изменениями биоты; - площадки для культивирования редких видов с целью их дальнейшей реинтродукции.

About the authors

Stepan A. Senator

Tsitsin Main Botanical Garden of RAS

Author for correspondence.
Email: stsenator@yandex.ru

Candidate of Biological Sciences, scientist researcher

4 Botanicheskaya St, Moscow, 127276, Russian Federation

Oksana V. Mukhortova

Samara Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences; Togliatti State University

Email: muhortova-o@mail.ru

Candidate of Biological Sciences, scientist researcher, Institute of Ecology of the Volga River Basin, Russian Academy of Sciences; Associate Professor, Institute of Engineering and Environmental Safety, Togliatti State University

4 Komzina St, Togliatti, 445020, Russian Federation; 14 Belorusskaya St, Togliatti, 445020, Russian Federation

Oksana G. Nurova

Togliatti State University

Email: Safety@tltsu.ru

Candidate of Historical Sciences, Associate Professor, Institute of Engineering and Environmental Safety

14 Belorusskaya St, Togliatti, 445020, Russian Federation

Kristina V. Sopina

Togliatti State University

Email: Safety@tltsu.ru

student, Institute of Engineering and Environmental Safety

14 Belorusskaya St, Togliatti, 445020, Russian Federation

References

Supplementary files