Экологическая индикация краевого эффекта в растительных сообществах на границе контакта «лес-луг» (на примере лога Холодного, Природный парк «Самаровский чугас») | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 12 октября, печатный экземпляр отправим 16 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Экология

Опубликовано в Молодой учёный №7 (87) апрель-1 2015 г.

Дата публикации: 04.04.2015

Статья просмотрена: 495 раз

Библиографическое описание:

Пережегина, Ю. П. Экологическая индикация краевого эффекта в растительных сообществах на границе контакта «лес-луг» (на примере лога Холодного, Природный парк «Самаровский чугас») / Ю. П. Пережегина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 7 (87). — С. 1071-1074. — URL: https://moluch.ru/archive/87/17019/ (дата обращения: 04.10.2024).

Ключевые слова: краевой эффект, экотоны, видовое богатство растений, активность почвенных ферментов.

 

В настоящее время проблема сохранения окружающей среды в целом и в том числе самовоспроизведения лесов концентрирует на себе внимание экологов не только нашей страны, но и всего мира. На территории города Ханты-Мансийска в последнее время происходит активное преобразование естественных ландшафтов и повышение хозяйственного освоения природных зон города и устойчивый рост эмиссии загрязнителей.

Поэтому нас заинтересовал вопрос о ценности краевого эффекта, как явления, которое, возможно, предшествует процессу естественного восстановления леса.

Цель исследования: экологическая индикация краевого эффекта в растительных сообществах на границе контакта «лес-луг» на примере лога Холодного.

Гипотеза: верно ли, что в области контакта сообществ растений луга и леса развивается краевой (опушечный) эффект, проявляющийся в повышении видового богатства растений, более высокой их продуктивности и увеличении активности почвенных ферментов.

Объект исследования: экотон на границе лес-луг на территории лога Холодного.

Предмет исследования: растительность экотона, каталазная активность почвы.

В соответствии с целью решались следующие задачи:

1. Описать видовой состав лесных и луговых растительных сообществ лога Холодного.

2. Охарактеризовать комплексы доминирующих видов в растительных сообществах леса, луга и области их перехода.

3. Проанализировать тенденцию изменения экологических показателей растительных сообществ и ферментативной активности почв в области контакта леса и луга.

4. Определить связь видового богатства растительных сообществ с биологической активностью почвы.

Материалы и методы исследования

Исследование проводили с июля по октябрь 2014 года на модельном участке лога Холодный, расположенном на территории Природного парка «Самаровский Чугас».

Для выявления краевого эффекта в области контакта растительных сообществ леса и луга заложена трансекта, общая протяженность которой составила 50 м. Пробные площадки с размерами 3×10 м размещены были вдоль трансекты на разном удалении друг от друга (1.0–5.5 м) в соответствии со схемой, представленной на Рис. 1. Такое размещение пробных площадей на трансекте позволило нам при минимальном количестве геоботанических описаний охарактеризовать фоновые (типичные) растительные сообщества луга и леса, а также уловить их изменения в узкой области контакта.

При описании растительности считали, что пробные площадки 1,2 — характеризуют растительность луга, 4–6 — лесолугового экотона, а 8–9 — леса. Принадлежность пробных площадок 3 (луг или лесолуговой экотон) и 7 (лесолуговой экотон или лес) устанавливали при анализе результатов исследования.

Рис. 1. Схема размещения пробных площадей на модельной трансекте в логе Холодном (Природный парк «Самаровский Чугас»)

 

На каждой пробной площадке определяли состав и проективное покрытие растений (по шкале обилия-доминирования Браун-Бланке), проводили укосы растений с 0,25 м2, металлическим цилиндром с верхнего горизонта (0–10 см) отбирали пробы почвы. Отбор проб осуществлялся с помощью шурфа с глубины 5 см согласно ГОСТ 17.4.4.01–83 «Общие требования к отбору проб почвы»; ГОСТ 17.4.4.02–84 «Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа» на участке лога Холодного. Активность почвенной каталазы определяли в воздушно-сухих образцах почвы газометрическим способом (реакция с H2O2) по методу Галстяна (Минеев, 2001).

Определение надземной фитомассы растений в сухом состоянии и её ферментативной активности выполнены в трех повторностях. Полученные результаты обработаны статистическими методами с помощью пакета Microsoft Office (Excel 2010).

Результаты исследования и их краткий анализ

В результате изучения растительности заложенной трансекты выявлено 47 видов растений, относящихся к 25 семействам. Видовой состав сосудистых растений представлен 45 видами (24 семейства), а мохообразных — 2 видами (1 семейство). Наибольшим видовым богатством отличаются сем. Бобовые (5 видов), Сложноцветные (5 видов) и Розовые (4 вида).

Общими для растительных сообществ леса, луга и лесолугового экотона были 11 видов: клевер луговой, незабудка дернистая, мятлик луговой, овсяница луговая, черноголовка обыкновенная, лютик ползучий, осока, лапчатка гусиная, таволга вязолистная, одуванчик лекарственный и хвощ лесной.

Растительность луга (участки 1–2) представлена 23 видами, из которых 7 видов (клевер ползучий, лисохвост луговой, подорожник большой, мать-и-мачеха обыкновенная, полынь обыкновенная, ястребинка зонтичная, хвощ полевой) отмечены нами только на лугу и не встречаются в лесолуговом экотоне или лесу.

В составе растительности лесолугового экотона (участки 4–6) нами отмечено 33 вида. Из них только 7 видов приурочено к экотону и не встречаются на лугу и в лесу. К таким видам относятся брусника обыкновенная, черника обыкновенная, звездчатка ланцетовидная, подмаренник северный, малина обыкновенная, ситник и осот полевой.

Растительность леса (участки 8–9) представлена 27 видами, из которых 6 видов отмечены только в лесу и не встречаются на лугу и в лесолуговом экотоне. Это горошек лесной, грушанка малая, линнея северная, борец высокий, костяника и мох плевроциум Шребера.

Оценка обилия видов по шкале Браун-Бланке показывает, что сообщества растений леса, луга и лесолугового экотона различаются по набору доминантов. В частности, в луговой растительности доминируют клевер ползучий, лапчатка гусиная и лютик ползучий. Видами-доминантами лесолугового экотона являются гилокомиум блестящий, кислица обыкновенная, хвощ лесной и черника обыкновенная. В лесу преобладают мхи гилокомиум блестящий и плевроциум Шребера, а также кислица обыкновенная и мятлик луговой.

Как видно из Таблицы 1, экологические индикаторы краевого эффекта (ферментативная активность почвы, видовое богатство и биомасса растительных сообществ) изменяются не согласованно. Например, всплеск числа видов растений отмечается на участках 3–7, фитомассы — на участках 2–4, а активности каталазы — на участках 2–8. Всплеск значений всех трех индикаторов краевого эффекта происходит только на участках 3–4 и, по-нашему мнению, они являются истинным экотоном. При этом повышенный уровень видового богатства растений и каталазной активности почвы в лесу, указывает на распространение экотона до участка 7.

Таблица 1

Экологические показатели сообществ растений и ферментативной активности почвы на изученной трансекте.

Показатель

Участок

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Число видов растений

16

18

22

25

22

17

24

21

16

Сухая фитомасса, г

35.31

38.21

45.04

31.80

24.38

14.14

9.73

6.32

5.22

Каталазная активность, млО2/г/мин

3.80

8.90

6.80

6.93

6.27

4.43

7.40

8.00

3.20

* жирным шрифтом выделены значения, указывающие на проявление краевого эффекта;

** темно-серым цветом выделена область распространения истинного экотона, светло-серым — вероятного экотона.

 

Таким образом, лесолуговой экотон проявляется на участках 3–7 и распространяется от границы контакта леса и луга на 10.5 м как в сторону леса, так и в сторону луга.

Рис. 2. График зависимости активности почвенной каталазы от числа видов растений в сообществах

 

В области экотона наблюдается увеличение активности почвенной каталазы (Рис. 2). Вероятной причиной этого может являться формирование благоприятных условий для почвенных организмов. Известно, что фермент каталаза поступает в почву с продуктами жизнедеятельности почвенных животных (Самедов П. С., Надиров Ф.Т, 1989). Повышенное видовое богатство растений в области экотона увеличивает кормовое разнообразие, что может привлекать почвенных животных и способствовать более интенсивному поступлению и накоплению каталазы в почве.

Основные выводы

На основе полученных результатов мы можем сделать следующие выводы:

1.      Видовой состав растений представлен 47 видами. Наибольшее их число (33 вида) отмечено в лесолуговом экотоне, меньшее (27 видов) — в растительном сообществе леса, а минимальное (23 вида) — в сообществе луга.

2.      Растительные сообщества луга, леса и зоны контакта «лес-луг» характеризуются специфичным набором доминантов. В луговом фитоценозе доминирует клевер ползучий, лапчатка гусиная и лютик ползучий, в лесном — мхи гилокомиум блестящий и плевроциум Шребера, а в области контакта сообществ — гилокомиум блестящий, кислица обыкновенная, хвощ лесной и черника обыкновенная.

3.      В области контакта сообществ растений луга и леса развивается краевой (опушечный) эффект, проявляющийся в повышении видового богатства растений, более высокой их продуктивности и увеличении активности почвенных ферментов. Это указывает на развитие в этой области экотона, который распространяется на 10.5 м от границы контакта сообществ как в сторону леса, так и в сторону луга.

4.      Выявлена тесная прямая связь активности почвенной каталазы с видовым богатством растений, что может быть связано развитием в области экотона благоприятных условий для почвенных организмов, привлекаемых более высоким разнообразием корма.

 

Литература:

 

1.      Бабьева И. П., Агре Н. С. Практическое руководство по биологии почв.М.: Сельхозлит, 1971. 211 с.

2.      Зайков Г. И. Учение о растительных сообществах. Омск: Изд-во ОмГПУ, 1971. 154 с.

3.      Комиссарова Т. С. Полевые уроки по геоэкологии. СПб: Просвет, 1995. 168 с.

4.      Минеев В. Г. и др. Практикум по агрохимии: Учебн. пос. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

5.      Нетрусов А. И., Захарчук Л. М. и др. Практикум по микробиологии: Учеб. пос. для студ. ВУЗов. М.: Издательский центр «Академия», 2005. с. 105–107.

Основные термины (генерируются автоматически): краевой эффект, вид, видовое богатство растений, лес, почвенная каталаза, растительное сообщество леса, видовое богатство, луг, увеличение активности, участок.


Ключевые слова

краевой эффект, экотоны, видовое богатство растений, активность почвенных ферментов

Похожие статьи

Особенности растительного покрова и содержание ртути в природных зонах в верховье реки Ат-Баши

Исследовано валовое содержание ртути в объектах окружающей среды: -почва — растения и в биогеохимической цепи. Для района исследований установлены особенности биологической аккумуляции ртути в почвенно-растительном покрове в зависимости от ландшафтно...

Поведенческие реакции пеляди в искусственно создаваемом кислородном поле

В статье показана важность изучения и практического использования естественных поведенческих реакций пеляди в искусственном кислородном поле, что позволяет интенсифицировать процесс лова в условиях заморных озер.

Анализ флористического разнообразия и структуры урбоэкосистем на примере пустырей города Краснодара

В статье проведен анализ флористического разнообразия и структуры урбоэкосистем на примере пустырей города Краснодара. Исследование включало сбор и анализ данных о видовом составе растений, их распределении и плотности на пустырях городской территори...

Оценка здоровья среды озера Убиенное по биологическим параметрам популяции серебряного карася Carassius auratus gibellio (Bloch)

Важную роль в оценке состояния среды на современном этапе исследований имеет изучение динамики биологических параметров в многолетнем аспекте. Морфологические, продукционные показатели, а также проявление флуктуирующей асимметрии являются индикаторам...

Влияние инвазивных видов растений на устойчивость сложившейся экосистемы города Лабытнанги

В статье рассмотрена одна из экологических проблем, связанная с последствиями расселения некоторых видов растений в новых для них местах обитания. Процесс внедрения в естественный растительный покров чуждых аборигенной флоре видов растений называют а...

Режимы выпаса и флористический состав пастбищ

Наличие естественных кормовых угодий, малозатратная пастбищная технология мясного скотоводства создает потенциал для становления Казахстана как значимого и конкурентоспособного игрока на мировом рынке. В связи с этим, повышение продуктивности природн...

Определение сапробности питьевой воды и воды из водоёмов города Барнаула

В статье рассматривается анализ водопроводной и питьевой воды, а также степень сапробности водоемов города Барнаула, выявлены закономерности увеличения сапробности и влияние антропогенной нагрузки на этот показатель.

Первые сведения о современном состоянии экосистем озер Сивково и Высокое Армизонского района Тюменской области

В статье приведены результаты первых исследований состояния экосистем двух типичных лесостепных водоемов юга Тюменской области. В научной литературе данных об обследовании данных водоемов не было обнаружено.

Азотный режим чернозема выщелоченного при дифференцированном внесении удобрений с использованием систем спутниковой навигации

В данной статье представлены результаты динамики нитратного азота, его вариабельности по элементарным участкам поля в слое почвы 0–40 см в период вегетации яровой пшеницы в условиях Западной Сибири. Влияние дифференцированного внесения азотных удобре...

Насекомые как объект биоиндикации

Описаны основные достоинства биоиндикации и насекомых-биоиндикаторов. Проведены исследования по изучению биоразнообразия энтомофауны в зоне «ООО Ставролен», с целью фиксации его возможного воздействия на окружающую среду.

Похожие статьи

Особенности растительного покрова и содержание ртути в природных зонах в верховье реки Ат-Баши

Исследовано валовое содержание ртути в объектах окружающей среды: -почва — растения и в биогеохимической цепи. Для района исследований установлены особенности биологической аккумуляции ртути в почвенно-растительном покрове в зависимости от ландшафтно...

Поведенческие реакции пеляди в искусственно создаваемом кислородном поле

В статье показана важность изучения и практического использования естественных поведенческих реакций пеляди в искусственном кислородном поле, что позволяет интенсифицировать процесс лова в условиях заморных озер.

Анализ флористического разнообразия и структуры урбоэкосистем на примере пустырей города Краснодара

В статье проведен анализ флористического разнообразия и структуры урбоэкосистем на примере пустырей города Краснодара. Исследование включало сбор и анализ данных о видовом составе растений, их распределении и плотности на пустырях городской территори...

Оценка здоровья среды озера Убиенное по биологическим параметрам популяции серебряного карася Carassius auratus gibellio (Bloch)

Важную роль в оценке состояния среды на современном этапе исследований имеет изучение динамики биологических параметров в многолетнем аспекте. Морфологические, продукционные показатели, а также проявление флуктуирующей асимметрии являются индикаторам...

Влияние инвазивных видов растений на устойчивость сложившейся экосистемы города Лабытнанги

В статье рассмотрена одна из экологических проблем, связанная с последствиями расселения некоторых видов растений в новых для них местах обитания. Процесс внедрения в естественный растительный покров чуждых аборигенной флоре видов растений называют а...

Режимы выпаса и флористический состав пастбищ

Наличие естественных кормовых угодий, малозатратная пастбищная технология мясного скотоводства создает потенциал для становления Казахстана как значимого и конкурентоспособного игрока на мировом рынке. В связи с этим, повышение продуктивности природн...

Определение сапробности питьевой воды и воды из водоёмов города Барнаула

В статье рассматривается анализ водопроводной и питьевой воды, а также степень сапробности водоемов города Барнаула, выявлены закономерности увеличения сапробности и влияние антропогенной нагрузки на этот показатель.

Первые сведения о современном состоянии экосистем озер Сивково и Высокое Армизонского района Тюменской области

В статье приведены результаты первых исследований состояния экосистем двух типичных лесостепных водоемов юга Тюменской области. В научной литературе данных об обследовании данных водоемов не было обнаружено.

Азотный режим чернозема выщелоченного при дифференцированном внесении удобрений с использованием систем спутниковой навигации

В данной статье представлены результаты динамики нитратного азота, его вариабельности по элементарным участкам поля в слое почвы 0–40 см в период вегетации яровой пшеницы в условиях Западной Сибири. Влияние дифференцированного внесения азотных удобре...

Насекомые как объект биоиндикации

Описаны основные достоинства биоиндикации и насекомых-биоиндикаторов. Проведены исследования по изучению биоразнообразия энтомофауны в зоне «ООО Ставролен», с целью фиксации его возможного воздействия на окружающую среду.

Задать вопрос