Мхи индикаторы почвенно грунтовых условий

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 19.09.2024

Установление показателей глубины залегания грунтовых вод имеет значение для уточнения свойств почв и для выработки рекомендаций по их мелиорации. Для индикации глубины залегания грунтовых вод можно ис-пользовать группы видов травянистых растений (индикаторные группы).

Индикаторная группа	Глубина грунтовых вод
I. Костер безостый, клевер луговой, подорожник большой, пырей ползучий	Более 150 см
II. Полевица белая, овсяница луговая, горошек мышиный, чина луговая	100 -150 см
III. Таволга вязолистная, канареечник	50 - 100 см
IV. Осока лисья, осока острая, вейник Лангсдорфа	10 - 50 см
V. Осока дернистая, осока пузырчатая	0 - 10 см

Таблица№8. Индикаторные группы растений – указатели глубины грунтовых вод на лугах (по Г. Л. Ремезовой, 1976)

Помимо названных групп растений, есть переходные виды, которые могут выполнять индикаторные функции, например, мятлик луговой, может быть включен как в первую, так и во вторую группы. Он указывает залегание воды на глубине от 100 до более 150 см. Хвощ болотный – от 10 до 100 см и калужница болотная — от 0 до 50 см.

В качестве биоиндикатора может быть использован и один вид, если этот вид имеет массовое развитие в конкретном местообитании.

Глубину почвенно-грунтовых вод в лесных экосистемах и характер увлажнения почв можно определить по табл. №9.

Индикаторами разного водного режима почв являются растения – гигрофиты, мезофиты и ксерофиты (табл. №10).

Гигрофиты – влаголюбивые растения, не переносят водного дефицита, они являются индикаторами влажных почв. Для них характерны толстые слаборазветвленные корни с незначительным количеством корневых волосков. Мезофиты – растения- индикаторы достаточно обеспеченных влагой мест, но не сырых и не заболоченных, умеренно увлажненных местообитаний. У них хорошо развита корневая система. Ксерофиты – растения – сухих мест.

Таблица №9. Индикаторные группы растений –разного водного режима почв

увлажнения почвы

Группы растений-индикаторов

Умеренно влажное Средневлажное Умеренно избыточное Избыточное Сильно избыточое Обводненное

Осока низкая, свинорой пальчатый, коротконожка перистая, полынь горькая, василек фригийский Осока пальчатая, лисохвост луговой, вейник тростниковидный Бекмания обыкновенная, таволга вязолистная, герань луговая Осока черная, хвощ болотный, пушица влагалищная, канареечник тростниковидный Осока вздутая, шейхцерия болотная, ситняг болотный Манник водяной, калужница болотная, сусак зонтичный.

Таблица №10. Растения-индикаторы водного режима почв

поотношению к воде	Группы растений-индикаторов	водного режима почв
Гигрофиты Мезофиты Ксерофит	голубика, багульник, морошка, селезеночник очереднолистный, белозор, калужница, герань луговая, камыш лесной, сабельник болотный, таволга вязолистная, горец змеиный, мята поле-вая, чистец болотный на лугу: тимофеевка, лисохвост луговой, пырей ползучий, ежа сборная, клевер луговой, горошек мышиный, чина луговая, василек фригийский; в лесу – это брусника, костяника, копытень европейский, золотая розга, плауны. кошачья лапка, ястребинка волосистая, очитки (едкий, пурпурный, большой), ковыль перистый, толокнянка, полевица белая, наземные лишай-ники	Влажные, иногда заболоченные Достаточно обеспеченные влагой (умеренно влажные) Сухие

Определение плодородия почвы с помощью растений-биоиндикаторов.Населяющие почву растения могут рассказать не только о водном режиме, глубине залегания вод, кислотности почвы, но и о плодородии почвы, а также ее обеспеченности определенными химическими элементами.

К почвенному плодородию безразличны лютик едкий, пастушья сумка, мятлик луговой, черноголовка, ежа сборная. Малотребовательна к почвенному плодородию сосна обыкновенная. Эти растения не могут использоваться в качестве индикаторов плодородия почвы.

О высоком содержании азота в почве свидетельствуют растения-нитрофилы: малина, крапива, Иван - чай; при хорошем обеспечении азотом они имеют интенсивно-зеленую окраску. Недостаток азота проявляется бледно-зеленой окраской, уменьшением ветвистости и числа листьев. Можно подобрать индикаторы и к другим биогенным элементам. 57

По отношению к плодородию почв растения делятся на три группы: эвтрофы, мезотрофы, олиготрофы (табл.11).

Таблица 11. Растения-индикаторы плодородия почв

По отношению к плодородию почвы	Группы растений-индикаторов	плодородие почв
Эвторфы Мезотрофы Олиготрофы	Малина, крапива, иван- чай, таволга вязолистная, сныть, чистотел, копытень европейский, кислица, валериана, чина луговая, костер безостый Майник двулистный, медуница, дудник, грушанка, гравилат речной, овсяница луговая, купальница европейская, вероника длиннолистная Сфагновые (торфяные) мхи, наземные лишайники, кошачья лапка, брусника, клюква, белоус, ситник нитевидный, душистый колосок	высокое умеренное (среднее) низкое

Эвтрофы предпочитают почвы с высоким плодородием, мезотрофы – выбирают почвы умеренного (среднего) плодородия. Олиготрофы – это растения бедных почв с низким плодородием.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

На рисунке 10 показаны эдафические ареалы доминантности видов, используемых при фитоценологических исследованиях для установления ассоциаций или типов фитоценозов. Фигуры составлены по обычному методу, по литературным источникам, используемым при разработке лесотипологической классификации в таежных областях России. Полученные фигуры свидетельствуют о том, что доминантность каждого вида может быть индикатором значительного числа типов лесного участка, и, следовательно, она непригодна как руководящий признак для установления одного типа.
Более того, часто затруднения в установлении типа по растениям-индикаторам связаны с резко выраженной доминантностью отдельных видов в том или ином ярусе ценоза. Образуя густой и почти чистый ярус, ценотически сильный вид вытесняет более слабые виды-индикаторы, которые могли бы произрастать здесь при данных эдафических условиях, но при меньшей сомкнутости доминантного вида. Иногда более слабый вид-индикатор представлен незначительным числом экземпляров при очень плохой жизненности (сильно угнетен) и легко может быть пропущен при составлении списка видов выполняемого описания. Приведу несколько примеров.
В буковых лесах Кавказа и Карпат при высокой сомкнутости и полноте древостоя, особенно в стадии жердняка, многие виды-индикаторы подлеска или покрова, не выдерживая сильного затенения и конкуренции корней бука, совсем выпадают из ценоза, хотя в том же типе леса могут служить характерными видами. Иногда подлесок и травяной покров почти отсутствуют, и только по вспомогательным признакам (почва, местоположение) можно определить эдатоп.
На Кавказе в некоторых типах леса разреживание бука в насаждении приводит к сильному развитию отдельных видов подлеска, образующих густой сомкнутый ярус и полностью вытесняющий из состава ценоза почти все виды травяного покрова. К таким доминантным видам подлеска можно отнести лавровишню, некоторые рододендроны, азалию и др.
Из доминантных видов покрова, часто вытесняющих характерные для типа индикаторы, можно назвать кукушкин лен обыкновенный, овсяницу горную, страусопер, некоторые ожины и др.
Видовой список покрова при высокой доминантности этих видов обычно обеднен и часто за счет важных растений-индикаторов.
Лишь в очень узких георафических пределах и в коренных сообществах экологический ареал доминантности сужается до двух-трех типов (или даже подтипа). К этому можно добавить, что у одних видов экологический ареал доминантности более широк, у других — более узок, вследствие чего установленные по доминантным видам фитоценотические типы экологически разновелики. Поэтому доминантность правильнее использовать не как руководящий, а как один из вспомогательных признаков, контролируя его другими признаками.
В лесоводственной типологии по признаку доминантности видов покрова выделяются формы покрова и ассоциации в пределах типа леса.
То же самое можно сказать и о всей структуре фитоценозов. Можно встретить относящиеся к самым различным типам лесного участка сообщества с очень сходной структурой. Например, в Гутянском лесхозе (Харьковская область) описаны дубняки с подлеском из клена татарского и покровом из осоки волосистой и звездчатки ланцетовидной. При фитоценотическом исследовании, особенно в случае применения классификации типов фитоценозов в практике, все сообщества такой структуры могут быть отнесены к одному типу (какой-нибудь дубняк звездчатково-осоковый), тогда как на самом деле часть таких дубняков принадлежит сухому груду (D1), а часть — влажному сугрудку (C3), что обосновывается имеющимися в небольшой примеси растениями-индикаторами и совокупностью вспомогательных признаков.
Методика установления экологических особенностей растений-индикаторов изложена ниже. Зная, в каких типах и подтипах лесного участка встречается растение и в каких оно отсутствует, мы можем пользоваться им в качестве индикатора. Ho экологическая характеристика, получаемая при локальных типологических исследованиях, имеет первоначально только местное значение, так как остается неизвестным, как ведет себя этот же вид в других географических условиях. Оказывается, что эдафический диапазон вида может изменяться в разных областях географического ареала. В наиболее благоприятных для вида климатических условиях он может расти обильно и встречаться в большом количестве типов лесного участка, то есть имеет широкий эдафический ареал. Ho по мере приближения к границам своего распространения он становится характерным для меньшего числа типов и, наконец, на самой границе сохраняется иногда только в одном ка-ком-то типе или даже подтипе, где находит для себя наиболее благоприятные условия. Это заставляет всегда критически относиться к уже установленным экологическим характеристикам растений-индикаторов и при всяком новом исследовании проверять и корректировать эти характеристики.
Нужно также иметь в виду, что, помимо ведущих эдафических факторов (влага, трофность), каждый вид имеет не менее тесную приспособленность к другим условиям (свет, особенности верхних почвенных горизонтов и пр.), не учитываемых нами при определении типа лесного участка. Иногда тот или иной вид вытесняется из состава ценозов другими, более сильными в этих условиях видами или в результате действия стихийных или антропогенных факторов, хотя его приспособленность для данного типа не вызывает сомнений. Поэтому нельзя ожидать, что всегда тот или иной индикатор обязательно присутствует (а для доминантных видов — доминирует) в пригодных для него лесорастительных условиях. Особенно касается это производных сообществ.
Индикаторная оценка видов получена в результате анализа типологических материалов и геоботанических исследований, опубликованных в разное время. Это вызывает то неудобство, что разные авторы один и тот же вид называют по-разному.
Многие виды, выделенные ботаниками-систематиками в последние десятилетия, еще не исследованы в экологическом отношении, особенно, если типологическое или геоботаническое исследования в области произрастания вида были выполнены ранее, чем был выделен соответствующий вид.
В типологии в настоящее время используется более 1500 видов-индикаторов, и их количество увеличивается при каждом новом исследовании. В приложении 5 приводится описок растений, наиболее часто применяемых при определении типа лесного участка.

Экологический анализ списков растений каждого типологического описания производится камеральным путем при обработке полевых материалов. Определение типа лесного участка этим методам рекомендуется для коренных или во всяком случае наименее расстроенных сообществ.
В полном списке растений определяемого ценоза записываются столбцом шифры групп богатства и групп влажности местообитания. Полученные столбцы (колонки) сразу позволяют остановиться на каком-то одном типе лесного участка, для которого характерны все виды списка. Рассмотрим пример (Житомирская область):

Этот способ, конечно, в первую очередь применяется на территории исследованного района, для которого определительные таблицы уже составлены. Такие таблицы в настоящее время опубликованы для многих районов Европейской части России. С некоторой осторожностью ими можно пользоваться и за пределами районов, по материалам которых они составлены, в частности для определения типов лесного участка Азиатской части России. При этом необходимо иметь в виду, что чем далее отстоит в географическом отношении район нового исследования, тем более значительны различия во флористическом составе ценозов и тем меньше признаков, приводимых в таблице, может быть использовано для определения.
Лучший результат дает применение определительных таблиц в новых районах, относящихся к тому же климату типа лесного участка и, хотя бы в общих чертах, сходных в геоморфологическом отношении. В азиатской части России можно пользоваться определительными таблицами, составленными для районов со сходными климатами (по влажности и суммам тепла) Европейской части России. При том же климате типа лесного участка в разных географических районах можно использовать многие не только руководящие, но и вспомогательные признаки. Например, на о. Сахалине, в районе зонального климата сырой субори (4в), имеется не менее 50 видов растений-индикаторов, применяемых для определения типов в европейских районах этого климата.

ГАЛОФИТНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ КАК ИНДИКАТОР ЕСТЕСТВЕННОГО, ТЕХНОГЕННОГО, ПОЧВЕННО-ГРУНТОВОГО ЗАСОЛЕНИЯ И ОБЪЕКТ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

HALOPHYTIC PLANT COMMUNITIES AS AN INDICATOR OF NATURAL, TECHNIQUE, SALINIZED SOILS AND OBJECT OF RATIONAL USE

Д.Н. Карпов, С.Д. Карпов, Л.Ф. Загидуллина

D.N. Karpov, S.D. Karpov, L.F. Zagidullina

Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета

(Россия, 453103, г. Стерлитамак, пр. Ленина, 49)

Sterlitamak Branch of Bashkir State University

(Russia, 453101, Sterlitamak Lenin ave., 49)

Галофитные сообщества являются неотъемлемым компонентом природных экосистем Южного Урала и сопредельных регионов. С использованием эколого-флористических подходов Браун-Бланке выделено 8 классов, 43 ассоциации, в которых обнаружено 22 нуждающихся в охране вида. Засоленные почвы и солонцы занимают значительные площади в степной зоне. Они являются объектами рационального использования.

Halophytic communities are an integral part of the natural ecosystem of the Southern Urals and adjacent regions. Using ecological and floristic approaches Braun-Blanquet allocated 8 classes, 43 associations, which found 22 species in need of protection. Saline soils and solonetzes occupy large areas in the steppe zone. They are subject to rational use.

Галофитные сообщества являются неотъемлемым компонентом природных экосистем Южного Урала и сопредельных регионов. Эти сообщества отдельными фрагментами окружают отроги Южного Урала с востока и запада, а южнее относительно равномерно распределены в широтном направлении. Такие особенности размещения сообществ относительно Уральских гор, вероятно, связаны с геохимическим стоком водорастворимых солей с горного хребта и выпотным водным режимом почв в данном регионе.

Сообщества растительности на засоленных почвах играют важную биогеоценотическую роль и могут служить индикаторами характера и степени засоления почв. Очень часто они представляют последние этапы в пространственно-динамических сменах фитоценозов, вызванных нарастающей токсичностью почвенного раствора, выше определенного порога которой растения уже не могут существовать. Галофитные растения в этих условиях являются основой продукционного блока экосистем. При небольшом содержании токсичных солей в почве и периодическом сезонном промывном режиме, наблюдаемом в долинах рек, по берегам соленых озер и днищам лиманов, они могут формировать большую биомассу и определять высокую кормовую ценность природных угодий.

На Южном Урале поверхностно засоленные почвы и солонцы занимают около 15% территории.

С точки зрения традиционного для России доминантного подхода галофитная растительность Южного Урала и сопредельных территорий была предметом многих исследований [1, 7-11] доминантно-детерминантного подхода, и лишь одна депонированная работа [2] посвящена флористической классификации лугов р. Урал.

Интернационализация методов изучения растительного покрова, где используются эколого-флористические методы направления Браун-Бланке, вызвали настоятельную необходимость охарактеризовать с позиций этого направления и растительность на засоленных почвах Южного Урала. Следует заметить, что эти опыты были одними из первых в России [3]. Созданные в Западной Европе классификации растительных сообществ, в том числе и галофитных, используется для разработки типологии земель. На основании такой типологии разрабатываются и осуществляются меры по рациональному использованию природных угодий и сохранению биологического разнообразия. Наши исследования направлены на сокращение разрыва в изучении растительности между территориями бывшего СССР и европейскими странами, где знания о растительном покрове, базирующиеся на интернациональных синтаксономических подходах, находятся на высоком уровне.

Подведены некоторые итоги изучения основных синтаксонов растительности на засоленных почвах Южного Урала и сопредельных территорий. Список галофитных сообществ исследованного района включает 8 классов (в том числе 1 неустановленный) – Thero-Saicornietea (S. Pignatti 1953) Tx.in Tx. Et Oberd. 1958, Saicornietea fruticosae Br.-Bl.et Tx. 1943 ex A. de Bolos y Vayreda 1950, Festuco-Puccinellietea So? ex Vicherek 1973, Scorzonero-Juncetea gerardii Golub et al.2001, Glycyrrhizetea glabrae Golub et Mirkin in Golub 1995, Phragmiti-Magnocaricetea Klika in Klika et Novak 1941, Nero-Tamaricetea Br.-Bl. Et Bolos 1957, 1 подкласс, 9 порядков (в том числе 2 неустановленный), 11 союзов (в том числе 3 неустановленный), 1 подсоюз, 3 сообщества в пространстве между классами, 1 – в пространстве между союзами, 43 ассоциации, 9 вариантов ассоциаций, 45 субассоциаций и 3 варианта субассоциаций. Из 43 ассоциаций, выделенных в пределах отмеченных классов в 31 (или 72% от их общего количества), встречаются 22 вида, нуждающиеся в охране. Среди них Koeleria macranta ( K. sclerophylla) Limonium bellidiolium, Glycyrrhiza korshinskyi, Leuzea altaica – относятся к категории II (уязвимых); Agropyron fragile, Helictotrychon desertorum, Ephedra dystachia, Iris sibirica, Limonium macrorhizon, L. suffruticosum, Stipa lessigiana, S. pennata, S. sareptana, Thermopsis lanceolata, Tulipa sylvestris ssp. australis (T.biebersteiniana) к категории III (редких); Anabasis cretacea и Frankenia hirusta – к категории IV ( c неопределенным статусом). К категории IV мы предлагаем отнести и Chartolepis glastifolia, встречающийся исключительно редко только в Республике Башкортостан, но не внесенный в ее Красную книгу. Кроме того, 2 вида (Nanopohyton erinaceum, Silene baschkirorum) не внесены в список редких и исчезающих видов растений, нуждающихся в особом контроле за их состоянием в природной среде на территории Оренбургской области [5, 6].

Среди этих сообществ наибольшую площадь и ареал на исследованной территории занимают фитоценозы кл. Festuco-Puccinellietea. Чаще всего они встречаются на солонцовых почвах равнинных пониженных элементов макрорельефа, надпойменных террас рек и озер. Солонцы нередко образуют устойчивые комплексы с поверхностно засоленными почвами и поэтому существуют переходные фитоценозы между кл. Festuco-Puccinellietea и классами, объединяющими растительные группировки на таких почвах. Это, прежде всего, сообщества кл. Scorzonero-Juncetea gerardii. Экотопы сообществ кл. Festuco-Puccinellietea обычно используют как пастбища, из-за чего в них довольно значительно участие устойчивых к выпасу рудеральных видов. Из 2 порядков этого класса, представленных на исследованной территории, пор. Festuco valesiacae-Limonietalia gmelini Mirkin in Golub et V. Solomakha 1988 богаче низшими синтаксонами и имеет более широкий ареал, чем пор. Artemisietalia pauciflorae Golub et Karpov et al.2005.

Такой же широкий ареал имеют сообщества Thero-Saicornietea, хотя они покрывают гораздо меньше площади, преимущественно в поймах рек и озер, а также в депрессиях. Встречаемость и площади, занимаемые ценозами этих двух классов, увеличиваются при движении на юг по мере усиления аридизации климата.

Сообщества классов Saicornietea fruticosae, Glycyrrhizetea glabrae, Nero-Tamaricetea встречаются только на крайнем юго-востоке исследованной территории в степной зоне.

Использование эколого-флористического подхода классификации растительности засоленных почв Южного Урала и сопредельных территорий позволило выделить в синтаксонах редкие виды, занесенные в Красную книгу и требующие сохранения, а галофитные сообщества – рационального использования.