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»

Автор:

Рубрика: Экология

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

Дата публикации: 04.04.2015

Статья просмотрена: 143 раза

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») // Молодой ученый. — 2015. — №7. — С. 1071-1074. — URL https://moluch.ru/archive/87/17019/ (дата обращения: 23.07.2018).

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, растительное сообщество леса, почвенная каталаза, увеличение активности, луг, видовое богатство, участок.


Ключевые слова

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

Похожие статьи

Экологические вопросы повышения безопасности лесного...

– уменьшение количества древесины и разнообразие растений приводит к ухудшению качества жизни большинства людей

Основные термины (генерируются автоматически): лес, дерево, вырубок лесов, круговорот воды, место, парниковый эффект, Россия.

Сохранение биоразнообразия при заготовке древесины...

поддержанию природной устойчивости и возобновимости лесов, повышению эффективности лесозаготовительной деятельности в долгосрочной перспективе.

3. Для реализации требований сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений...

Способы расчистки сельскохозяйственных земель от лесной...

Россия обладает уникальными богатствами, созданными самой природой, и эти богатства — её земли.

Понятие, задачи и виды мониторинга земель.

Лесной пожар и его влияние на лес. О деградации земель в Центральной Азии.

Ландшафтное изучение острова Русский (Приморский край)

Флора включает в себя около 793 вида сосудистых растений и занимает первое место во флоре

В 2006–2008 гг. проведены полевые работы, позволившие описать видовой состав

Начало нового этапа отмечается более обстоятельным изучением почвенного покрова с...

Лесные экосистемы как стабилизирующие факторы...

Леса — места активного отдыха и туризма, который повсеместно получает все большее распространение.

Важно сохранять заповедные участки с богатым видовым составом, которые могут стать источником видов для формирующегося сообщества.

Водоохранные и почвозащитные функции лесных экосистем...

Леса, горные луга и степи Чеченской Республики богаты дикорастущими съедобными и

Из 2165 видов растений, составляющих растительный покров Чеченской Республики — 672

Основные термины (генерируются автоматически): лес, вод, растение, вид, растительный...

Характеристика населения мелких млекопитающих...

Таким образом, антропогенное воздействие и высокий весенний уровень воды больше повлияли на общую численность мелких млекопитающих и количество фоновых видов, чем на видовое разнообразие, которое больше зависит от разнообразия растительных сообществ.

Комплексное изучение флоры Башкортостана и оценка влияния...

Леса, поля, луга, обладающие целебными свойствами — наши друзья. Лес — оздоровительный и лечебный фактор.

Поэтому, в целях сохранения редких растений, важно знать видовой состав флоры объекта.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Экологические вопросы повышения безопасности лесного...

– уменьшение количества древесины и разнообразие растений приводит к ухудшению качества жизни большинства людей

Основные термины (генерируются автоматически): лес, дерево, вырубок лесов, круговорот воды, место, парниковый эффект, Россия.

Сохранение биоразнообразия при заготовке древесины...

поддержанию природной устойчивости и возобновимости лесов, повышению эффективности лесозаготовительной деятельности в долгосрочной перспективе.

3. Для реализации требований сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений...

Способы расчистки сельскохозяйственных земель от лесной...

Россия обладает уникальными богатствами, созданными самой природой, и эти богатства — её земли.

Понятие, задачи и виды мониторинга земель.

Лесной пожар и его влияние на лес. О деградации земель в Центральной Азии.

Ландшафтное изучение острова Русский (Приморский край)

Флора включает в себя около 793 вида сосудистых растений и занимает первое место во флоре

В 2006–2008 гг. проведены полевые работы, позволившие описать видовой состав

Начало нового этапа отмечается более обстоятельным изучением почвенного покрова с...

Лесные экосистемы как стабилизирующие факторы...

Леса — места активного отдыха и туризма, который повсеместно получает все большее распространение.

Важно сохранять заповедные участки с богатым видовым составом, которые могут стать источником видов для формирующегося сообщества.

Водоохранные и почвозащитные функции лесных экосистем...

Леса, горные луга и степи Чеченской Республики богаты дикорастущими съедобными и

Из 2165 видов растений, составляющих растительный покров Чеченской Республики — 672

Основные термины (генерируются автоматически): лес, вод, растение, вид, растительный...

Характеристика населения мелких млекопитающих...

Таким образом, антропогенное воздействие и высокий весенний уровень воды больше повлияли на общую численность мелких млекопитающих и количество фоновых видов, чем на видовое разнообразие, которое больше зависит от разнообразия растительных сообществ.

Комплексное изучение флоры Башкортостана и оценка влияния...

Леса, поля, луга, обладающие целебными свойствами — наши друзья. Лес — оздоровительный и лечебный фактор.

Поэтому, в целях сохранения редких растений, важно знать видовой состав флоры объекта.

Задать вопрос