ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПЕСЧАНЫХ КАРЬЕРОВ ПОДМОСКОВЬЯ

Полный текст

Песок, основные запасы которого приурочены к морено-ледниковым отло- жениям четвертичного периода, добывают открытым способом. После заверше- ния работ карьеры должны подвергаться рекультивации: механическому профи- лированию и последующей фитомелиорации, однако в большинстве случаев рас- тительность песчаных карьеров оставляют самовосстанавливаться [4]. Для более быстрой рекультивации и перспектив дальнейшего использования нарушенных земель (например, в рекреационных целях) важно изучить экологические особен- ности произрастания растительных сообществ в песчаных карьерах.Песчаные карьеры являются необычными местообитаниями с большой вы- раженностью крутизны склонов и высокой подвижностью субстрата (рис. 1). Их растительность тоже своеобразна и может сравниваться с растительностью пу-26Даббаг А., Жукова А.Д., Уланская Ю.В. Экологическая характеристика растительности...стынных областей. Подобную растительность, характерную для хорошо аэриро- ванных, мелкоземистых субстратов с хорошим промывным режимом [11; 9] на- зывают псаммофитной. Псаммофиты, таким образом, произрастают не только в пустынях [14; 15], но и на любых подвижных песчаных субстратах.Рис. 1. Растительность на склоне Дзержинского песчаного карьера (видны оползающие слои песка) (фото Ю.В. Уланской)Целью данного исследования было изучение экологических особенностей рас- тительности песчаных карьеров (на примере двух карьеров Подмосковья).Материалы для работы были собраны летом 2015 г. в ходе полевых исследова- ний на территории двух песчаных карьеров Московской области (Звенигород- ского и Дзержинского песчаных карьеров). Наблюдения проводились в каждом карьере на склонах северной и южной экспозиции для последующего сравнения. Для изучения видового разнообразия производились геоботанические описания по стандартной методике на площади 5 × 5 м. Дополнительно производился марш- рутный обход территории с составлением списка видов. Встречаемость видов определялась методом Л.Г. Раменского (50 бросков рамок Л.Г. Раменского в каж- дом фитоценозе). Для каждого вида растений устанавливались основные эколо- гические и биоморфологические характеристики. Для определения коэффици- ента сходства флоры песчаных карьеров с граничащими фитоценозами приме- нялся коэффициент Жаккара. Жизненные формы определены по системе К. Раункиера [16] и И.Г. Серебрякова [12]. Оценка экологических характеристик местообитаний проводилась с использованием экологических шкал Г. Элленбер- га (Ellenberg, по [10]). Эколого-ценотические группы определялись по М.В. Ка- заковой [7]. Названия растений приведены по определителю И.А. Губанова и др. [6].Растительный покров обоих песчаных карьеров разрежен, проективное по- крытие составило 20-30%, что в целом является типичным для песчаных ланд- шафтов. Число видов в данном случае определяется не плавным ходом развития ландшафта (в связи с произошедшим грубым техногенным вмешательством), а сукцессионными сменами под влиянием экологических факторов, таких как кру- тизна склонов, освещенность, влажность и богатство почвы.27Вестник РУДН, серия Экология и безопасность жизнедеятельности, 2016, № 3Всего на обследованных участках карьеров было найдено 98 видов. Следует отметить, что на склонах южной экспозиции видовое разнообразие выше по срав- нению со склонами северной экспозиции более чем в два раза (рис. 2, 3). Это может объясняться более контрастными условиями местообитания, когда широ- кий диапазон экологических факторов (освещенности, влажности почвы и т.д.) позволяет поселиться на южном склоне большему числу видов растений.Число видов 706050403020100Звен (ЮЗ) Звен (СЗ) Дзерж (ЮВ) Дзерж (СЗ)МестообитаниеРис. 2. Видовое разнообразие растений песчаных карьеровУсловные обозначения: Звен - Звенигородский песчаный карьер;Дзерж - Дзержинский песчаный карьер; ЮЗ - склон юго-западной экспозиции; СЗ - склон северо-западной экпозиции; ЮВ - склон юго-восточной экспозицииНа склонах песчаных карьеров было обнаружено девять видов растений с вы- сокой встречаемостью (более 30%). Встречаемость остальных растений была на- много ниже (всего в результате исследования в пределы рамки Раменского по- пали 52 вида растений). Для южного склона Звенигородского карьера высокая встречаемость была отмечена, например, для золотарника канадского (Solidago virgaurea), полыни равнинной (Artemisia campestris), вейника наземного (Calamagrostis epigeios), а для Дзержинского карьера - для мятлика сплюснутого (Poa compressa). Общих видов растений с высокой встречаемостью для двух ка- рьеров не было обнаружено, однако стоит отметить, что для Звенигородского карьера характерны общие виды для северного и южного склонов (вейник на- земный и полынь равнинная).11%22%67% мезофит ксеромезофит гигромезофитРис. 3. Соотношение экологических групп растений по отношениюк влажности для растений с высокой встречаемостью на песчаных карьерах28Даббаг А., Жукова А.Д., Уланская Ю.В. Экологическая характеристика растительности...Среди растений с высокой встречаемостью подавляющее большинство - ме- зофиты, однако значительна доля ксеромезофитов, что полностью согласуется с данными для песчаных местообитаний. Псаммофиты по отношению к водному режиму почвы являются в основном ксерофитами [9; 2; 13], хотя в целом среди экобиоморф пустынных растений необходимо различать мезофитов, ксеромезо- фитов, мезоксерофитов, причем для псаммофитов наиболее характерными из перечисленных являются мезоксерофиты и ксеромезофиты [3]. По данным Х.Т. Гайрабекова и др. [5], доминируют гемиксерофиты (63%), тогда как склеро- фиты (23%), мезофиты (11%) и суккуленты (3%) встречаются гораздо реже. Е.В. Абакумов [1] отмечает, что по мере зарастания песчаного субстрата экобио- морфы могут меняться: с ксерофитного через ксерофитно-мезофитный к мезо- фитному типу. Согласно Н.Г. Коронатовой [8], при зарастании песчаных карьеров лугово-степные мезоксерофиты поселяются в верхних частях склонов, луговые и лесные мезофиты - в средних частях склонов, болотные мезогигрофиты и ги- грофиты - возле водоемов. Чем старше карьер, тем меньше в нем доля сорных видов.Гемикриптофиты являются типичной жизненной формой, преобладающей во всех фитоценозах Средней полосы России. В аридных зонах согласно К. Раунки- еру должны доминировать терофиты (табл. 1).Спектры жизненных форм по К. Раункиеру для разных климатических зонТаблица 1Область земного шараЧисло принятыхво внимание видовПроцент от общего числа исследованных видовPhChHGThПустынная область (Ливийская пу- стыня) (Raunkiaer, 1905)194122120542Нарат-Тюбинский хребет Предгор- ного Дагестана (Яровенко, 2007)40010351342Песчаные карьеры Подмосковья (собственные исследования)98112661110Костромская область (Raunkiaer, 1905)74512018Однако подобный расклад не подтверждается ни сравнением с другими пу- стынными областями по литературным данным, ни нашими наблюдениями (рис. 4).И на северных, и на южных склонах карьеров доминируют гемикриптофиты, что является типичным для растительности Средней полосы России. Можно от- метить преобладание гемикриптофитов на северных склонах (на которых ком- плекс экологических факторов более зонален) по сравнению с более жаркими и сухими южными склонами. При сравнении с пустынными областями можно от- метить низкую долю терофитов. Доля геофитов, напротив, низка по сравнению с умеренной зоной. Можно отметить, что фанерофиты тяготеют к южным скло- нам. Согласно литературным данным на песках в целом доли древесно-кустар- никовой растительности должны быть выше, однако в условиях Средней полосы России этого, конечно, не происходит.29Вестник РУДН, серия Экология и безопасность жизнедеятельности, 2016, № 3Рис. 4. Спектр жизненных форм растений песчаных карьеров по К. Раункиеру на склонах северной и южной экспозицииКлассификация жизненных форм И.Г. Серебрякова, более проработанная и детальная по сравнению с классификацией К. Раункиера, позволяет провести подробный анализ влияния экологических факторов на растительное сообщество.В спектре жизненных форм по И.Г. Серебрякову (рис. 5) для обоих карьеров было отмечено преобладание травянистых многолетних поликарпиков, среди которых очевидными доминантами являются длиннокорневищные, стержнекор- невые и короткокорневищные растения. Необычна высокая доля стержнекорне- вых растений, что не характерно ни для лесных, ни для луговых, ни для пустын- ных фитоценозов. Длиннокорневищные и короткокорневищные растения тяго- теют к рыхлым субстратам и легким почвам, хотя последние и более пластичны к условиям произрастания. Присутствие стержнекорневых растений связано с их приспособленностью к высокой инсоляции местообитаний и устойчивостью к засухе.Рис. 5. Спектр жизненных форм растений песчаных карьеров по И.Г. Серебрякову на склонах северной и южной экспозицииУсловные обозначения: травянистые монокарпики: Ммн - многолетний; Мдв - двулетний; Мод - однолетний; травянистые поликарпики:СК - стержнекорневой; ДК - длиннокорневищный; КК - короткокорневищный; РД - рыхлодерновинный; ПОЛЗ - ползучий; КО - корнеотпрысковый;НС - надземностолонный; ПК - полукустарничек30Даббаг А., Жукова А.Д., Уланская Ю.В. Экологическая характеристика растительности...Среди представленных эколого-ценотических групп (рис. 6) преобладают лу- говые растения. Велика доля лесных видов, однако любопытно, что по видовому составу у этих видов нет общности с прилегающими фитоценозами (коэффици- ент Жаккара с прилегающими фитоценозами для обоих карьеров равен нулю). Присутствие сорных видов связано с нарушенностью местообитания в ходе до- бычи песка, а водно-болотные виды мигрируют на склоны с заболоченных ни- зинных участков.Рис. 6. Соотношение эколого-ценотических групп во флоре песчаных карьеровВо флоре песчаных карьеров в целом преобладают аборигенные виды (93,5%). Среди адвентивных можно перечислить такие типичные виды, как клен амери- канский (Acer negundo), недотрога мелкоцветковая (Impatiens parviflora), ложная акация (Robinia pseudoacacia), бузина красная (Sambucus racemosa) и др.Стоит отметить устойчивость растений, произрастающих на песчаных карье- рах, к засыпанию песком. Они могут быстро образовывать придаточные корни и вегетативные побеги, после засыпания песком быстро трогаются в рост, облада- ют разветвленной или глубоко проникающей корневой системой, устойчивы к засухе и механическим повреждениям, могут улучшать свойства почвы, удержи- вая ее или обогащая листовым опадом.

Об авторах

А Даббаг

Российский университет дружбы народов

Подольское шоссе, 8/5, Москва, Россия, 113093

А Д Жукова

Российский университет дружбы народов

Подольское шоссе, 8/5, Москва, Россия, 113093

Ю В Уланская

Российский университет дружбы народов

Подольское шоссе, 8/5, Москва, Россия, 113093

Список литературы