Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Синантропизация растительного покрова заповедных территорий (на примере Ильменского заповедника)

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Синантропизация растительного покрова заповедных территорий (на примере Ильменского заповедника)"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ЭКОЛОГИИ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ

КОЗЛОВА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

СИНАНТРОПИЗАВДЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ЗАПОВЕДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ( на примере Ильменского заповедника ) 03.00.05 - ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Екатеринбург 1991

Работа выполнена в лаборатории фитомониторинга и охраны растительного мира Института экологии растений и животных Уральского Отделения Академии наук СССР

Нучный руководитель - член-корреспондент АН СССР, доктор

биологических наук, профессор Горчаковский П.Л. Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Туганаев В.В.

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Шиятов С.Г. Ведущая организация: Институт биологии Башкирского Филиала

УрО АН СССР

Защита состоится "_" _ 1992 г. в

часов на заседании специализированного совета

Д 002.05.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Институте экологии растений и животных УрО АН СССР по адресу: 620219, Екатеринбург, ГСП-511, ул. 8 Марта, 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии растений и животных УрО АН СССР

Автореферат разослан "_" _ 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат биологических наук }/ М.Г.Нифонтова

____

/

1 ОНДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

с—ЦИЙ 3

—'Шсту^льность темы. Происходящие в настоящее время процессы синантропизации растительного покрова ведут к сокращению видового разнообразия растительности, стиранию самобытных черт флор отдельных регионов и целых стран, снижению устойчивости и продуктивности растительных сообществ.

Создание сети природных резерватов не решает окончательные проблемы охраны растительного мира, т.к. даже на заповедных территориях невозможно полностью оградить растительность от влияния человека. Необходим пересмотр и усовершенствование схемы функционального зонирования заповедника с учетом необходимости обеспечения защиты от внедрения синантропных растений в эталонные растительные сообщества, имеющие ценное научное и практическое значение.

Ряд исследований посвяшен процессам антропогенных нарушений растительности в зонах отдыха, лесопарках (интенсивные исследования начались с 60-х годов). Имеется небольшое количество публикаций, посвященных синантропизации флор некоторых заповедников. Предпринимаются попытки сопоставления уровня синантропизации флор заповедников, находящихся з разных физико-географических зонах и пмеюших разное время сушество-вания. Подобных исследований на Урале еще не проводилось, несмотря на то, что здесь имеется ряд заповедников, имеющих давнее происхождение и созданных в недалеком прошлом, различающихся по площади. Ранее других созданный Ильменский государственный заповедник им.В.Л.Ленина находится в зоне повышенной индустриальной, рекреационной деятельности. Уже одно это предполагает заметные нарушения в составе флоры и растительности заповедника. Важно выяснить, какие?

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - изу-

чение закономерностей и форм проявления синантропизации растительности заповедных территорий на примере Ильменского заповедника. Для этого было необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить состав синантропного элемента флоры заповедника и определить уроЕень синантропизации всей флоры.

2. Установить состав, структуру и продуктивность наиболее характерных спнантропных растительных сообществ.

3. Разработать принципы определения уровней деградации различных типов растительности, выявить хорологию синантроп-ной растительности заповедника, на основе картирования определить занятую ею площадь и оценить уровень деградации.

4. ПроЕести экспериментальное моделирование антропогенных воздействий на луговую растительность заповедника, уста-•новить оптимальные и предельно допустимые нагрузки.

Научная новизна работы. Впервые для территории Урала на примере Ильменского заповедника, существующего уле более 7С лет, дана подробная характеристика синантропной флоры и растительности, определены закономерности ее размещения, дана оценка уровня синантропизации как всей флоры, так и отдельных растительных сообществ.

Практическая ценность исследования. Усовершенствована схема функционального зонирования заповедника с учетом необходимости обеспечения защиты от внедрения спнантропных растений в эталонные растительные сообщества, представляющие научную и практическую ценность. Разработаны рекомендации по оптимизации дорожно-тропиночной сети заповедника. Разработана методика оценки уровня деградации растительности заповедных

тетлэитопий.

Реализация работы. Основные положения, выдвигаемые для защиты, обсуждены на 3 региональных совещаниях, посвященных

проблеме "Биологические основы рационального использования, преобразования и охраны растительного мира", проводимых в Уфе, Ижевске, Свердловске в 1984, 1985, 1986 годах; на областной конференции молодых ученых и специалистов по проблемам экологического мониторинга (Свердловск, 1985); на I Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых заповедников и национальных парков (Москва, 1989); на региональной школе-семинаре молодых ученых и специалистов по проблеме экологического мониторинга и прогнозирования (Свердловск, ноябрь 1989); на Всесоюзном совещании, посвященном проблемам охраны природных ресурсов Южного Урала (Миасс, 1990).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, общих выводов, приложения в виде 26 таблиц, списка литературы, включающего 151 источник, в том числе 24 на иностранных языках. Работа изложена на 139 страницах, иллюстрирована 21 рисунками и 30 таблицами.

СОДЕРЕШЕ РАБОТЫ Глава I . Природные условия района исследований. Природные условия района и их исторические изменения изучены довольно полно: геологическое строение и рельеф описаны А.Н. Заварицким (1939), А.И.Симоноеым (1940), Г.П.Варгановым (1940), П.И.ДорофееЕьш (1960); характеристика климата и гидрологии в целом ряде работ даны Б.П.Алисовым (1954), С.С.ла-риковым (1959,1973), В.3.Плотниковым (1978); физико-географические условия - Б.П.Колесниковым (1961), В.И.Прокаевым (1959); характеристика почв - К.П.Богатыревым (1940а,19406), Ю.Д.Аба-

туровым (1962), М.Н.Целиковым (1961), В.П.Фирсовой, Т.С.Дер-гачевой (1973). Наиболее полная характеристика растительного покрова заповедника, его исторических изменений дана в работах И.М.Крашенинникова (1910,1927,1939), С.И.Коржинского (1914), С.Ю.Липшиц (1928), Л.Н.Тюлиной (1928), Г.И.Дервиз (1940), П.Л.Горчаковского (1953,1968,1969), Е.М.Фильрозе (1958), Е.В.Дорогостайской (1961).

Территория заповедника проходит по восточным хребтам Южного Урала и примыкающей к ним с востока полосе предгорий; располагается на границе между лесной и лесостепной зонами, в подзоне сосново-березовых лесов, таежно-лесной природной зоны. По степени остепненности растительного покрова и количеству сухих типов леса принадлежит к Вишневогорско-Ильменс-кому геоботаническому округу. Пограничное зональное расположение накладывает отпечаток остепнения на флору и растительность. Пестротность геологического строения, сложность рельефа и разнообразие климатического режима определяют большое разнообразие почвенных условий и растительных ассоциаций. К природной мозаичности присовокупляется антропогенная. Климатический режим отличается континентальностью; резко различен для отдельных сезонов и месяцев года. Ильменские горы целиком расположены в "барьерной тени" более высоких и мощных хребтов. Наблюдающаяся здесь, по сравнению с Европейской частью союза и западными склонами Урала, большая засушливость, повышение инсоляции, увеличение годовой амплитуды температур воздуха (показатель континентальности по периодической амплитуде температур (34,9°) равен 52%, а по апериодической (46,3°) достигает 76%). По годовому ходу осадков с минимумом в январе и с максимумом в июле, район заповедника также отно-

- о -

сится к континентальному типу средних широт с простым одинарным годовым ходом осадков. С расчлененностью рельефа связано явление температурной инверсии, выражающееся в стекании в депрессии мезорельефа холодного воздуха с прилегающих склонов. Самая низкая среднемесячная январская температура - 24,2°С при средней многолетней - 14,9°; самая высокая июльская -+22,1° при средней многолетней - +16,6°.

Преобладающими растительными формациями в заповеднике являются лесные, на их долю приходится 85% площади, на долю горных степей и лугов - 655, болот - 1%, водных пространств -8%. Березовые леса по занимаемой площади лишь немного уступают сосновым, но в подавляющем большинстве на не слишком увлажненных местообитаниях являются производивши.

Глава 2 . Методика исследований и объем выполненных работ

После предварительного обследования территории в местах непосредственной хозяйственной деятельности было проведено маршрутно-полевое изучение рудеральной растительности в течении 1983-1990 годов. Особое внимание уделялось участкам доро-жно-тропшочксй сот»: и непосредственно вокруг кордонов и базовых точек заповедника. Всего было заложено II постоянных пробных площадей и 30 временных, описано 3 почвенных разреза, произведен анализ почвенных проб из них, сделано 50 геоботанических и 400 флористических описаний сообществ растений, подверженных влиянию антропогенных факторов. Изменения флористического состава территории зафиксированы во время сбора гербария, обработано примерно 450 гербарных листов.

Размер пробных площадей, на которых описывались рудераль-

р

ные сообщества, обычно был раиен 25-50 м , что соответствовало минимальному ареалу сообществ. Занимающие меньшую плспадь

описывались в естественных границах. Для определения степени доминантности видов вслед за Браун-Бланке мы пользовались характерными показателями в совокупности: проективным покрытием, весом, встречаемостью, которые брались в относительных величинах, выражались процентами для достижения сравниваемое™ полученных данных для разных сообществ и в зависимости от силы влияния различных антропогенных нагрузок. К изучению состояния растительности дорожно-тропиночной сети мы подходили различая ее элементы: обочину, колею, межколейное пространство.

С целью получения достоверных данных по исследуемым показателям количество учетных площадок определенных размеров закладывалось согласно методическим принципам Сукачева, Алехина, Раменского, Ильинского, Корчагина.

Для оценки степени синантропизации сообществ мы пользовались разработанным Горчаковским показателем доли участия син-антропных видов в флористическом составе.

Учет и определение площадей, занятых синантропными сообществами, стали возможны в результате картирования при помощи площадной глазомерной пикетажной съемки. Легенды к полученным схемам построены по типологическому принципу и отражают классификационные категории среднего таксономического ранга.

Значительный объем информации (40хЮ3 чисел), который необходимо было обработать статистическими методами, привел к необходимости использования технических средств - ЛЭВг.1 ВМ PC (операционная среда hs Dos ). Для ввода, хранения и математической обработки информации использован интегрированный банк данных и специализированный пакет прикладных про-

грамм, разработанный в Институте минералогии УрО АН СССР. При помощи этих средств был проведен расчет репрезентативности выборок на основе расчета статистических параметров.

Глава 3 . Современное состояние проблемы изучения синантропизации флоры и растительности

В главе приведен аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по проблемам синантропизации флоры и растительности и основным направлениям ее изучения. Выделены основные процессы изменения растительности в целом, отдельных ее компонентов, определены последствия синантропизации. Приведена современная классификация синантропных растений, разработанная чехославацкими геоботаниками /Корнась, 1962/ и уточненная отечественными исследователями /Горчаковский, 1967; Туганаев, Пузырев, 1968), которая основывается на исто-рико-географических критериях появления и распространения видов. Отмечено, что пока не найдено единых принципов построения классификации антропофитов, а занимающиеся ею ученые в основу кладут разные признаки, в зависимости от поставленных ими целей. Прослежена историческая цепочка формирования научных взглядов по этой проблеме.

Среди зторнчной антропогенной растительности определены подходы геоботаников отечественных и зарубежных школ к руде-ральным сообществам, первыми появляющихся на обнаженных или искусственных субстратах. Выделены и охарактеризованы два основных подхода к классификации растительных сообществ. Большая часть отечественных геоботаников придерживается доминантного принципа, однако в последнее время наблюдается .тенденция к использованию флористического метода, разработанного Браун-Бланке.

Определены возможности использования общих классификаций при характерных исследованиях. В большинстве конкретных случаев необходимы принципиальные уточнения, касающиеся условий местообитания, морфологии сообществ, жизненности преобладающих видов.

Важной проблемой остается изучение закономерностей син-антропизации нарушенных и ненарушенных сообществ; определены имеющиеся на сегодня методы и пути оценки этих процессов. Проблема эта стала особенно актуальной из-за усиления рекреации и видимых результатов ее воздействия на растительный мир территорий, выполняющих различные природо-хозяйственные функции.

Глава 4 . Флора заповедника и ее синантропный элемент

Флористическому анализу было подвергнуто 541 сосудистое растений, относящееся к 85 семействам и 363 родам. II видов синантропных растений впервые обнаружены на территории заповедника. Наибольшим количеством синантропных видов представлены семейства астровых, крестоцветных, розовых,злаковых, бобовых, гвоздичных, маревых, губоцветных, бурачниковых, гречишных .

Исходя из известного положения, что слнантропные висы избирательно относятся к экологическим условия-!, представлена скала оценки активности распространения синантропных видов по нарушенным местообитаниям, состоящая из 3-х градаций:

1 - к ней относятся виды, исключительно или преимущественно

встречающиеся на нарушенных местообитаниях и соответственно отсутствующие или редко встречающиеся на естественных;

2 - виды приблизительно в равной степени характерные для обо-

их местообитаний, с некоторым перевесом в сторону нарушенных ;

3 - виды, встречающиеся главным образом на естественных местообитаниях, однако появляющиеся и на нарушенных. В соответствии с этой шкалой наиболее активными оказались синантропные виды, принадлежащие 6 семействам: астровых, крестоцветных, розовых, злаковых, бобовых, гвоздичных.

Значительная доля - 27,1% (226) видов в составе флоры приходится на сопутствующие человеку синантропные растения.

Глава 5 . Общая характеристика синантропной растительности заповедника

В результате проведенных работ были установлены состав,

структура и продуктивность наиболее характерных синантропных

сообществ.

5.1. Дорожно-тропиночная сеть Одним из основных факторов возникновения синантропных сообществ в условиях заповедника является проложенне дорожнс-троппночной сети на его территории. Было исследовано ее влияние на состояние травяно-кустарничкового яруса наиболее характерных и распространенных типов леса - соснового и березового. Представлено после выявления три степени антропогенных нагрузок в виде троп,лесных и грунтовых дсрог.

5.1.1. Исходные растительные сообщества Дана характеристика исходных растительных ассоциаций березового и соснового лесов, травяно-кустарничксвый ярус которых подвергся различной степени антропогенным нагрузкам в виде дорог: соснового зеленомошного разнотравно-злаково-брусничного леса, березового снытево-разнотравно-злакового леса, березового разнотравно-злакового леса.

В сосновом зеленомошном разнотравно-злаково-брусничном лесу было исследовано влияние малоиспользуемой (минимальная нагрузка) тропы и грунтовой (максимальная нагрузка) дороги; в березовом снытево-разнотравно-злаковом - лесной постоянно используемой дороги (средняя нагрузка); в березовом разнотравно-злаковом - грунтовой дороги (максимальная нагрузка).

5.1.2. Растительность троп

Влияние минимальной нагрузки сказывается на уменьшении количества видов .на обочине (до 30 против 40 на контроле) и до 17 на самой тропе. На обочину начинают проникать виды, принадлежащие к группе рудеральных, на их долю на обочине приходится 6,7%, на тропе - 5,8% всего флористического списка. Влияние их на создание продуктивности и проективного покрытия незначительно. Общая сумма значений каждого из этих показателей у всех видов падает от контроля к обочине и тропе ( соответственно проективное покрытие, которое определено

на площади 2,5 м2: 12,6 м2 (50,6$), 10,51 м2 (42,О/о); 3,12

о

м (12,4%); запас надземной биомассы, определяемый на площа-2

ди 0,1 м : 3,9 г, 1,86 г, 0,16 г). Проникшие на обочину и тропу синантропные виды принимают незначительное участие в составе, структуре и продуктивности сообщества.

5.1.3. Растительность лесных дорог

Видовое разнообразие, продуктивность, проективное покрытие, встречаемость падают от контроля к обочине, меняется соотношение по этим показателям на элементах дороги у разных эколого-ценотических групп. Участие в флористическом списке группы синантропных видов на обочине - 28,9%, на межколейном пространстве - 56,5%, на колее - 100%. На обочине остается значительным участие группы лугово-лесных видов, свойствен-

ных опушкам и полянам, которые характерны для данного типа леса - 47,4% флористического списка; в проективном покрытии-27,6%; в образовании запаса надземной биомассы - 52,22%; во встречаемости - 32,1%. Лесные виды, имея в флористическом списке определенный вес (7,9%), не играют заметной роли в сложении остальных показателей.

Сила и продолжительность нагрузок проявляется в особенностях распространения рудеральных, в том числе придорожных и луговых видов с колеи и мекколейного пространства на обочины и под полог леса. Характер распределения видов растений по степени доминирования на выделенных элементах дороги (обочина, колея,межколейное пространство) позволили выделить 6 сложившихся и приуроченных к ним наиболее распространенных группировок. Все они представлены сходным набором видов, различия существуют в степени доминирования их.

5.1.4. Растительность грунтовых дорог

Заметные нарушения растительного покрова фиксируются уже на обочине грунтовой дороги в сосновом зеленомошнсм бруснич-но-разнотравно-злаковом лесу, которые проявляются в увеличении числп видов (с 40 до 47) за счет приясрожных. Они составляют 23,4% всего флористического списка. Доля участия лесных видоз падает от 36,5% на контроле до 6,4% на'обочине и 6,2% на колее, усиливают позиции лугово-степные (19,5% на контроле, 33,9% на обочине).' Определено ведущее положение синант-рспных видов по показателям доли участия з накоплении надземной биомассы, проективного покрытия (на обочине - 23,4% и 20,92%; на колее - 56,25% и 72,5%; на межколейном пространстве одинаково - 52,9%).

В березовом разнотравно-злак'овсм лесу, постоянно подвер-

гающемуся рекреационным нагрузкам из-за близости поселка, через который проходит грунтовая дорога, на выбитых колеях ее не удерживается ни один вид, почти отсутствуют растения на межколейном пространстве. Удельный вес синантропных видов в флористическом списке на обочине - 33,3% -против 23,5%; на контроле самая большая величина этого показателя (44,4%) у группы лугово-лесных видов. Число видов да обочине увеличивается незначительно (на 2 вида) из-за нарушенное™ исходного сообщества под пологом леса.

Стабильность показателей указывает на доминирование синантропных видов, произрастающих на измененных хозяйственной í

деятельностью местообитаниях: на дороге и ее обочине.

Сложившиеся растительные группировки по элементам дорог:

1. Грунтовая дорога в сосновом зеленомошном бруснично-разно-травно-злаковом лесу:

обочина (üc.luir.agrostis arundinaceae+Poa a.:gustifolia+Tri-foliurn meáium+íiubus saxatilis+Plantago raedia+Trifoliuiü'rep.)

- колея (plantago media+Poa annua+Trifolium repens+Poa an-gustifolia);

- межколейное пространство (Poa annua+Plantago major+Trifo-1ш горепз+Deschampsia aeopitosa+Plantago media) .

2. Грунтовая дорога в березовом разнотравно-злаковом лесу:

- обочина (Poa angustifolia+Plantago media+Trifoliun media +Deacharr.psia cespitosa+Trifolium repenn).

На колее и межколейном пространстве единично встречаются Poa ar.r.ua, Polygonum aviculare.

3. Лесная дорога в березовом снытево-разнотравно-злаковом лесу:

- обочина (Plantago nedia+Aegopodium podagraria+Poa angustí-

folia+P.pratensis+Trifolium repens); - межколейное пространство (Poa angustifolia+Plantago media

+Geum urbanum+Deschampsia cespitosa+Poa pratensis). На колее единично встречаются Plantugo media, Poa annua, Tri-folium repens.

5.2. Рудеральная растительность Рудеральная растительность в условиях заповедника произрастает около кордонов,других бытовых помещений,на открытых местообитаниях, на месте полностью сведенной растительности. В результате исследований выделено 4 наиболее часто встречающиеся характерные ассоциации синантропных видов: I. Крапивная (Urtica dioica ); 2. Коноплево-крапивная (Urtica dioica +Cannabis ruderalis )', 3. Бодяковая (cirsium arvense) ; 4. Спорышевая (polygonum aviculare).

Объединяет их характер местоположения, существования за счет непрекращающихся антропогенных воздействий, а так же сложения и происхождения: все типы мозаичности возникли при заселении свободного субстрата; характер мозаики: основные господствующие микроценозы имеют диффузное распределение по площади и в них зкраплсны характерные и второстепенные; первые занимают наибольшую площадь, их мало - 1-2; все они по строению малоярусные, по степени устойчивости производные;

отчетливо выражена мозаичность. Как правило, они высокопродук-? ?

тивны (от 435,0 г/м до 676,4 г/м ), имеют высокое общее проективное покрытие (от 66,7% до 97,6$), бедны по флористическому составу (8-15 видоз), отчетливо выражена монодоминантность - I реже 2 вида, которые по продуктивности,проективному покрытию имеют процент участия не ниже 50.

Глава 6 . Экспериментальное моделирование антропогенных нагрузок

С целью определения оптимальных и максимально допустимых антропогенных нагрузок в виде вытаптывания на луговую растительность, чаще всего используемую в условиях заповедника, был проведен эксперимент в течение 3 лет (с 19Ь6 по I9&8 год). Для проведения наблюдений был выбран участок луга манжетково-разнотравно-злакового. В составе травостоя, состоящем из 61 вида сосудистых растений доминировали Роа angustifolia, Р.pratensis, Alchemilla rigescens, Carum carvi, Trifolium medium. Их доля в формировании проективного покрытия - 56%. Почва лу-гово-черноземная с признаками оглеения, увлажнение умеренное.

Участок луга был разделен на группы трансект, испытавших различные степени нагрузки в виде определенного количества проходок. Варианты эксперимента: I - контроль (без нагрузок), 2 - 250 проходок (минимальная нагрузка), 3 - 600 проходок (средняя нагрузка), 4 - 2000 проходок (максимальная нагрузка). После первого года эксперимента при минимальных нагрузках произошло отмирание надземных побегов, мощность подстилки возросла на 2-3 см, плотность почвы увеличилась с 5

? о

кг/см до 6 кг/см1, через 16 дней после прекращения нагрузок травяной покров стал восстанавливаться 22 видами, запас надземной биомассы сократился в 1Ь раз, б® ее составили наиболее ' активно возобновляющиеся Alchemilla rigescens, Taraxacum officinale, Plantago urvillei, Carum carvi, Poa angustilolia. При средних нагрузках образовавшаяся тропа была выбита, местами обнажилась поверхность почвы, возобновление через 16 дней произошло теми же, что и при минимальных нагрузках, видами, запас надземной биомассы уменьшился в 31 раз

по сравнению с контролем и в I,7 раза по сравнению с трансек-тами, испытавшими минимальные нагрузки. При максимальных нагрузках растительность была выбита полностью, тропа

представляла собой голые участки почвы, плотность верхних гор

ризонтов почвы достигла II.кг/см , число возобновляющихся через 16 дней видов не изменилось, запас надземной биомассы уменьшился в 48 раз по сравнению с контролем и в 2,6 раза по сравнению со средними нагрузками. После трех лет эксперимента на всех трансектах произошло -обеднение видового состава, укрепились позиции местных видов, переносящих вытаптывание, обильно возобновляющихся семенным и вегетативным путем, относящихся К апофитам /Alchemilla rigescens, Taraxacum officinale, Poa pratensis, P.angustifolia, Dactylis glomerata, Ca-rex leporina/ На следующий год после прекращения нагрузок не произошло полного восстановления видового состава растительного покрова в основном из-за выпадения редко встречающихся (их стало 48). Основные позиции по показателям встречаемости и надземной биомассы занимают апофиты.

Сопоставление данных по всем вариантам позволило отметить, что по флористическому составу к контролю ближе всего участки, испытывающие на протяжении трех лет минимальные (Х=80) и средние (Х=85) нагрузки, оптимальными являются нагрузки в 250 проходок, после которых происходит восстановление растительного покрова местными видами, не происходит смены доминантов, общая продуктивность на данных участках колеблется в незначительных пределах; предельно допустимыми являются нагрузки, соответствующие 600 проходкам за сезон. После них на следующий год видовой состав растений не меняется, доминанты остаются прежними, наблюдается лишь небольшое снижение надземной биомассы.

Глава 7 . Хорология синантропных сообществ

Для выявления закономерностей распределения растительности антропогенных местообитаний и оценки степени синантропиза-ции отдельных растительных сообществ и уровня деградации их комплексов в зонах наиболее интенсивного воздействия человека, 'были установлены крупномасштабные карты-схемы (1:2000 и 1:500) (рис. 1,2,3 ). Легенды к ним включают весь набор в той или иной степени синантропизированных сообществ. В качестве критерия степени синантропизации использован показатель доли-участия синантропных видов в составе растительных сообществ. Была принята следующая шкала оценки уровня синантропизации растительных сообществ:

1 - воздействия незначительные, синантропных видов до 15%;

2 - воздействия довольно значительные, синантропных видов от

16 до 60%\

3 - воздействия длительные, сильные, синантропные виды преоб-

ладают в сообществах (61-Ю®).

Растительность антропогенных местообитаний обычно представляет собой комплекс в той или иной мере синантропизированных сообществ, которые являются ее компонентами. Разнообразие компонентов и степень их синантропизации служат критерием уровня деградации растительного покрова в целом и отдельных участков территории. Для его оценки принята следующая шкала:

I уровень - набор синантропных сообществ невелик (до 25), не более половины их относится к 3 степени синантропизации, по площади преобладают сообщества, относящиеся к I степени синантропизации;

П уровень - синантропных сообществ 26-40, от 51% до Ь5%

Рис.1. СИНАНТРОПНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ЗАПОВЕДНИКА

Кордон Саш.ькуль

Рис.2. СИНЛНТРОПНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ЗАПОВЕДНИКА

KüpJltíH НдшРпсклп ку[к,я

Рис. 3 СИНАНТРОПНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ЗАПОВЕДНИКА Кордой и поселок Бол Миассоьо

Уровня CH.jNTpon»JJüh«

(по доле см«аи1роп«ь1» BMOÍ) ¡T777"j I АО 6%

Fx] » »-60% рТП m U'Wj.

растительных сообществ относится к 3 степени синантропизации, наибольшую площадь занимают сообщества, относящиеся ко 2 степени синантропизации;

Ш уровень - число синантропных сообществ более 41, по количеству и площади (более 86%) преобладают сообщества 2 и 3 степени синантропизации.

По принятым критериям определено и охарактеризованно состояние растительности вокруг 22 кордонов заповедника. Более полно в данной работе приведена характеристика растительности вокруг 3 кордонов, расположенных в центральной части заповедника. Растительность вокруг кордона "Савелькуль" относится к I уровню деградации. Число синантропных сообществ - 24 (рис. I ), к 3 степени синантропизации относится 66,7% от их числа, занимаемая ими плошадь составляет 28% от общей. К I степени 1 синантропизации относится 12,5% от количества сообществ, площадь, занимаемая ими, составляет 55% от общей. Самые нарушенные сообщества, преобладая количественно, концентрируются около кордона, но занимают незначительную площадь. Примером П уровня деградации служит растительность вокруг кордона "Няшев-ская курья" (рис.2 ). Число синантропных сообществ - 29, к 3 степени синантропизации относится 79,3%, площадь, занимаемая ими, составляет 40% от общей, ко 2 степени синантропизации относится 17,2% синантропных сообществ, они занимают 55% всей площади. Площадь синантропных сообществ вокруг кордона составляет болыцую, чем в первом случае величину. Количественные соотношения между группами растений, принадлежащих к трем степеням синантропизации, остаются прежними, но по площади преобладают растения, принадлежащие к 3 степени. Состояние растительности, относяшееся к Ш уровню деградации, характерно для

территории, на которой находятся экспериментальная база и кордон "Большое Миассо'во" (рис.3 Число синантропных сообществ -71, к 3 степени синантропизации относится 42,4% сообществ, ко 2 - 52,1%, площадь, занимаемая ими, соответственно составляет 30% и 45% -от общей. Площадь комплексов в той или иной степени синантропизированных сообществ возрастает от I к Ш уровню деградации. Разнообразие сообществ в комплексах отражает разнообразие форм антропогенного воздействия на растительный покров.

вывода И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Синантропная флора Ильменского заповедника насчитывает 228 видов сосудистых растений, что составляет 27,1% от всей флоры этой территории (841 вид). II видов синантропных растений впервые обнаружены на территории заповедника.

2. Для оценки активности распространения синантропных видов по нарушенным местообитания.! разработана шкала, состоящая из трех градаций: к первой относятся виды, произрастающие главным образом на естественных местообитаниях, однако изредка встречающиеся и на нарушенных; ко второй - яит-т, приблизительно в равной степени характерные для обоих местообитании, иногда с некоторым перевесе.; з сторону нарушенных; к третье:": - виды, исключительно или преимущественно встречающиеся на нарушенных местообитаниях и соответственно отсутствующие или очень редко встречающиеся на естественных. 3 соответствии с этой шкалой наиболее активными оказались синантропные виды, принадлежащие 6 семействам: астровых, крестоцветных, розовых, злаковых, бобовых и гвоздичных.

3. По степени общей синантропизации флоры (27,1%) Ильменский заповедник занимает среднее положение в ряду заповедни-

ков СССР, участие синантропных видов во флорах которых колеблется, по данным Ю.К.Нухимовской (19&4) от I до 4055. Проникновению синантропных растений, в первую очередь, способствует наличие на всей территории сети кордонов и небольших поселков, соединенных между собой дорогами и тропами, а также то, что • заповедник находится в кольце зон отдыха и поблизости от крупного населенного пункта (г.Миасс).

. 4. Выявленные синантропные сообщества заповедника (4 ассоциации, 6 группировок) возникли в местах с полностью или в значительной степени разрушенным естественным растительным покровом и поддерживают свое относительно стабильное состояние за счет непрекращающихся антропогенных воздействий. Как правило, это маловидовые (т.е. бедные по флористическому составу) сообщества, однако имеющие довольно высокую продуктивность и проективное покрытие.

5. Существует зависимость между интенсивностью и продолжительностью использования троп и дорог, с одной стороны, и степенью нарушенности исходных сообществ с другой, что проявляется в особенностях распространения синантропных растений с колеи и межколейного пространства дорог на обочины под полог леса. Дороги являются очагами распространения синантропных видов. После снятия нагрузок растительность троп и лесных дорог частично или полностью восстанавливается за счет видов окружающих ненарушенных сообществ. В случае нарушения исходного лесного сообщества даже минимальные нагрузки способствуют значительному внедрению синантропных видов на обочину.

6. Для оценки степени антропогенной нарушенности растительности заповедных территорий целесообразно использовать следующие критерии: степень синантропи -

з а ц и и растительных сообществ и уровень дег -р а д а ц и и комплексов растительности антропогенных местообитаний.

Шкала оценки степени синантроп и за -ц и и растительных сообществ: I - антропогенные воздействия незначительные, синантропных видов до 15%; 2 - воздействия значительные, синантропных видов от 16 до 60%; 3 - воздействия длительные я сильные, в составе сообществ преобладают синантропные виды - от 61 до ICO.

У.ровень деградации является территориальным критерием для комплекса растительных группировок антропогенных местообитаний вблизи кордонов и поселков. Сн определяется разнообразием синантропных сообществ и степенью :;х синантропнзации: I уровень - число синантропных растительных сообществ до 25, не более 50% :гх относится к 3 степени спн-антропизации, по площади преобладают сообщества, относящиеся к I степени; Л уровень - число синантропных еообщестз от 26 до 40, от 51 до с5% растительных сообществ относится к 3 степени синантрспизапни, наибольшую площадь занимают сообщества, относгшнеся ко 2 степени синантропизации; П уровень - число синантропных сообщестз более 41. По площади преобладают (с6% л более) сообщества 3 степени синантсспизацки. При -ыявленки хорологии сннантропной растительности заповедника было отмечено преимущественное ее расположение зоктг/г ".ордоноз :: длительно существующих поселков.

7. Ллошадь, занятая растительностью, нарушенной антропогенным влиянием растительностью, составляет примерно С2,Z/¡ от зсей заповедной территории. 3 большинстве случаев ото растительность тгсп л дорог (6.1%), пространства ::коло кордоноз л

экспериментальной базы заповедника (9,3%).

8. Моделирование рекреационных воздействий в эксперименте , проведенное в течение трех лет на луговом сообществе, показало, что под влиянием вытаптывания увеличивается доля участия в продуктивности и встречаемости злаков и представителей семейств бобовых, розовых, зонтичных вследствие их эколого-биологических особенностей. Незначительные изменения в видовом составе происходят из-за выпадения видов, представленных незначите льным числом особей. Все типы нагрузок при постоянном их воздействии, начиная уже с первого года, приводят к разрушению травяного покрова, происходит постепенное и постоянно усиливающееся уплотнение почвы. При интенсивных нагрузках эти изменения осуществляются быстрее.

9. В целях предотвращения внедрения синантропных видов растений в наиболее ценные в научном отношении эталонные растительные сообщества предлагается усовершенствование схемы дорожно-тропиночной сети. Дороги любого типа должны проходить на расстоянии не менее 100 м от эталонных участков. Допускается прохождение по-существующим в непосредственной близости тропам, используемым в целях охраны территории по заданным маршрутам. Сеть дорог и троп следует располагать преимущественно по лугам.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Козлова Е.В. Динамика травяно-кустарничкового яруса сосняков и березняков Ильменского заповедника под влиянием вытаптывания // Ботанические исследования на Урале. Свердловск, УНЦ АН СССР, 1964. С.14-16.

2. Козлова Е.В., Русяева Г.Г. Растительность придорожных

участков и дорог в сосняках разнотравно-злаковых Ильменского заповедника // Научные основы охраны природы Урала и проблемы экологического мониторинга в соответствии с решениями 27 съезда КПСС (2-4 апреля): Тез.докл.,Свердловск,1985.С.50-51.

3. Козлова Е.В. К изучению синантропной флоры Ильменского заповедника // Ботанические•исследования на Урале. Сверд-

<

ловск, 1985, 57 с.

4.'Козлова Е.В. Придорожные сообщества березового злако-во-разнотравно-снытевого леса // Ботанические исследования на Урале. Свердловск, 1986, 87 с.

5. Козлова Е.В. Состояние и динамика травяно-кустарнич-кового яруса в дорожном комплексе березняка злаково-разно-травно-снытевого // Флора и фауна Ильменского заповедника: Научные доклады. Свердловск, 1989. С.18-36.

6. Козлова Е.В. Оценка уровня антропогенных воздействий на лесную и луговую растительность Ильменского заповедника// Актуальные проблемы экологии: экологические системы в естественных и антропогенных условиях среды.Свердловск,1989. С.44-45.

7. Козлова Е.В. Уровни синантропизации растительных сообществ ц урппнм янтрппогенной пегвалации растительного покрова заповедника // Проблемы охраны природных ресурсов Южного Урала: Тез.докл. регионального совещания. Челябинск,1990,31 с.

8. Козлова Е.В. Влияние вытаптывания на луг разнотравно--мзнжетково-клеверный // Ботанические исследования на Урале (Инф.материалы). Свердловск, 1988 АН СССР УрО ИЭРиК, 48 с.

9. Козлова Е.В. Оценка уровня антропогенного изменения растительного покрова заповедных территорий // Ботанические исследования на Урале (Инф.материалы). Свердловск,.1990, ИЗРнК АН СССР, УрО, 43 с.

?ТП УрО АН СССР г.Екатеринбург 23.II.91 г заказ 520 тир.100