Геоботаническое описание лесного фитоценоза урочища Чёрный лес Красноармейского района

Глава 1. Особенности лесных фитоценозов

1.1 Из истории развития отечественного лесоводства

1.2 Морфологические особенности лесных фитоценозов

1.3 Описание урочища Черный лес

1.4 Экологическое состояние урочища Чёрный лес

Глава 2. Физико-климатическая характеристика Красноармейского района

2.1 Почвы Красноармейского района

2.2 Климат Красноармейского района

Глава 3. Методы исследования

3.1 Краткая характеристика видового состава урочища Черный лес Красноармейского района

3.2 Морфологические особенности деревьев и кустарников на двух участках урочища Чёрный лес

3.3 Принципы учета обилия вида

3.4 Методика описания ярусности

3.5 Фенологические наблюдения за лесной растительностью флоры

3.6 Методика описания и классификация растительности методом Браун — Бланке

3.7 Анализ состава флор

Глава 4. Результаты исследования

4.1 Краткая характеристика видового состава урочища Чёрный лес

4.2 Морфологические особенности деревьев и кустарников на двух участках урочища Чёрный лес

4.3 Принципы учёта обилия вида ярусность урочища Чёрного леса Красноармейского района

4.5 Фенологические наблюдения за растительностью флоры урочища Чёрный лес Красноармейского района

4.6 Описание и классификация растительности методом Браун-Бланке

4.7 Анализ состава флоры на первом участке урочища Чёрный лес Красноармейского района

Глава 5. Организация экскурсии на тему «Лес как природное сообщество»

Выводы

Литература

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Урочище Чёрный лес представляет собой образование крупного лесного массива на правом берегу реки Кубани, растянутой широкой полосой вдоль до узкой реки. Это остаток от заповедника Красный лес Красноармейского района, об этом свидетельствует наличие одинаковой флоры и фауны, а также структура почвы. Общая площадь урочища Черного леса составляет 266 га.

Необходимость изучения Чёрного леса на сегодняшний день остается актуальным, так как урочище Чёрный лес Красноармейского района, с точки зрения геоботаники, изучен не достаточно и это послужило поводом к исследованию лесного фитоценоза. Был определен видовой состав, структура растительного сообщества (ярусность и мозаичность), описана, классифицирована проанализирована растительность урочища Чёрного леса, подсчитана численность древесно-кустарниковой флоры.

Большое влияние на урочище Чёрный лес оказывает рекреационная нагрузка. Широколиственный лес хотя и способен к самовосстановлению, но этот процесс длится более 30 лет.

Урочище Чёрный лес имеет и научное значение, для выяснения взаимоотношений леса и степи Кубани, смен растительности (Панинов, 1987). Отражая в понятии о лесе взаимодействие его с человеческим обществом, следует прежде всего подчеркнуть, что лес является источником многочисленных видов древесного сырья для растительной, мебельной, химической и других отраслей промышленности (Юрцев, 1988).

Лес имеет целый ряд важных прямых и косвенных влияний на занятую им и окружающую его среду: гидроклиматическое, водоохранное, почвозащитное и другие мелиоративные влияния на климат и почву занятой лесом и окружающей его среды, на урожайность сельскохозяйственных растений (Миркин, 2002).

Данный материал послужил основой изучения геоботанической характеристики флор урочища Чёрный лес Красноармейского района.

Объект исследования: урочище Чёрный лес Красноармейского района.

Предмет исследования: геоботаническое описание урочища Чёрный лес Красноармейского района.

Целью данной работы является геоботаническое описание лесного фитоценоза урочища Чёрный лес Красноармейского района.

Задачи:

1. Описать видовой состав урочища Чёрный лес.

2. Изучить морфологические особенности древесно-кустарниковой флоры.

3. Установить принципы учета обилия вида.

4. Описать ярусность лесного фитоценоза.

5. Провести фенологические наблюдения за растительностью лесной флоры.

6. Описать и классифицировать растительность урочища Чёрный лес.

7. Проанализировать состав флор Чёрного леса.

8. Разработать план экскурсии по теме «Лес как природное сообщество» .

ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ

1.1 Из истории развития отечественного лесоводства

Отечественное лесоводство зародилось в начале 18 столетия, поскольку лес требовался нарождающемуся кораблестроению. По указанию Петра 1 были созданы дубовые рощи на юге России и Линдуловская лиственничная роща на Карельском перешейке. Было организовано описание лесов, растущих вдоль больших рек на 50 верст в обе стороны, вдоль малых сплавных рек — на 20 верст. Тогда же было создано первое лесное управление и приглашены специалисты лесного хозяйства — «лесные знатели» (Погребняк, 1962).

Первый русский экономист И. Т. Посошков (1652 — 1726) в своей книге «О скудности и богатстве» указал на необходимость хозяйственного использования леса и дал рекомендации по его разведению и охране (Себеряков, 1964). Вопросами лесной науки занимался М. В. Ломоносов и его современники — С. П. Крашенников и А. А. Нартов. М. В. Ломоносов создал интересный цикл рассуждений о влиянии леса на почву, являющейся первоосновой лесного почвоведения. Он указал на преимущественный дерновый характер почвообразования у лиственных пород, особенно березы, и подзолообразующих у хвойных (Колпиков, 1962). Академик А. А. Нартов выступил со статьей «О посадке леса» и другими работами, посвященными лесному хозяйству, где он рассматривал вопросы лесного почвоведения и взаимоотношений древесных пород между собой.

Во второй половине 19 века лесоводство делает дальнейшие крупные шаги, отражающие переход России на капиталистические рельсы развития. Осваиваются лесные массивы севера, в связи с этим развивается лесоустройство и появляется лесная типология.

Крупнейшие ученые того времени — Ф. К. Арнольд, написавший четырёхтомный «Русский лес», М. К. Турский, Д. М. Кравченский, А. Ф. Рудзкий, В. Я. Добровлянский, Н. С. Нестеров — вносят свой вклад в развитие отечественного лесоводства и лесоустройства. В конце века, в 1892 г., лесной департамент создаёт экспедицию по разработке мероприятий для борьбы с засухой в степях под руководством В. В. Докучаева (Ипатов, 1998).

Наибольшего развития отечественное лесоводство достигло после Великой Октябрьской социалистической революции. Развернулась селекция древесных пород, были созданы ценные быстрорастущие древесные породы, предложены новые способы лесоразведения и ухода за лесом, усовершенствована техники семеноводства и выращивания посадочного материала. Программа частного лесоводства состояла в то время из семеноводства, питомничьего хозяйства, агротехники искусственного разведения отдельных древесных пород и лесных мелиораций (Николаев, 1988).

В начале 30 годов, благодаря А. И. Толмачёву (1986), появилось экологическое направление флористики — разнообразие и состав флоры стали анализировать как отражение экологических условий. Основной объект экологической флористики — конкретную флору — Толмачёв определил как совокупность видов, представляющие конкретные существующие комплексы.

Анализ состава флор — это один из раздела флористического исследования, который позволяет понять историю и современное состояние флоры.

В наши дни для российских лесоводов важно изучение особенностей лесоводства таёжного севера, зоны хвойно-широколиственных лесов, сухого лесоводства основных зон земледелия — степной и лесостепной зон, горного и субтропического лесоводства (Миркин, 1986).

1.2 Морфологические особенности лесных фитоценозов

Лесом называют тесную группировку древесных и кустарниковых растений, занимающую более или менее значительное пространство. Главным отличием леса от других типов растительности является то, что он состоит из древесных растений — деревьев и кустарников (Еленевский, 1998).

Деревья и кустарники являются многолетними растениями, относящимися к жизненной форме фанерофитов. Известно, что травянистые многолетники переживают морозные зимы в виде подземных органов — луковиц, клубней, корневищ и т. п. У фанерофитов зимуют также и надземные органы — стебли (стволы) и ветви (кроны), а у хвойных (сосна, ель, пихта, тсуга и др.), перезимовывают также и листья — хвоя. (Серебряков, 1964).

Почки древесных растений, как правило, образуются на их надземных частях и вместе с ними подвергаются непосредственному воздействию зимних ветров и морозов. Эти особенности фанерофитов связаны с приспособлениями, позволяющими им переносить резкие смены погоды и особенно колебания солнечной радиации, температуры, влажности воздуха, ветра в течение года. Надземные органы фанерофитов защищены слоем коры; их почки покрыты в большинстве случаев чешуями, нередко осмоленными (Шифферс, 1953). Они наделены многими физиологическими приспособлениями, позволяющими переносить низкие зимние температуры. Именно среди фанерофитов теплоумеренного и холодного поясов в связи с тем, что их надземные части выдвинуты высоко над почвой и подвержены влиянию сильных морозов, сформировались виды, способные без повреждения выносить температуры — 70^о С и продолжительные ветреные зимы (лиственница, кедровая сосна и кедровый стланик, сибирская пихта и др.) (Борисова, 1972).

Одревесневение клеток и тканей является главным преимуществом фанерофитов, позволяющим им развивать большие стволы и кроны, сохраняя механическую устойчивость. Дерево делится на три: корневую систему, ствол и крону. Кустарники в отличие от деревьев образуют не один, а несколько более или менее равномерных стволиков. (Воробьев, 1959).

По предельно достигаемой высоте различают древесные породы первой величины — свыше 25 м, второйот 10 до 25 м, третий — ниже 10 м. Деревья, не достигающие высоты до 5 м, зачастую объединяют в одну категорию с кустарниками. Наиболее распространенными в России породами первой величины является лиственница, сосна, ель, пихта, кедровая сосна, береза, осина, ольха, липа, дуб, ясень, бук, клены, ильмовые, груша и др.; к породам второй величины относятся яблоня, полевой клен, черемуха, береза, пушистый дуб; к породам третьей величины — рябина, лох, черноплодный боярышник и др (Синяков, 2001). Многие кустарники могут расти также и форме деревьев третьей величины — жёлтая акация, боярышники, татарский клён, красная и черная бузина, лещина, бересклет европейский и др. (Меницкий, 1971). Не редко их относят к кустарникам первой величины, достигающим высоты 3−5 м. Кустарники второй величины достигают 1 — 3 м — это бересклет бородавчатый, бирючина, свидина, жимолость и др.; к кустарникам третьей величины, достигающим высоты 1 м, относятся волчье лыко, голубика, ожина. Мелкие кустарники (кустарнички) являются приземистыми фанерофитами высотой не более 50 см — брусника, черника, водяника, дафна, карликовые березы, ивы и др. (Миркин, 2001).

Лес на значительном пространстве не бывает однородным. Как правило, он изменяет свои существенные признаки. Из-за этого возникает необходимость расчленять лес на более простые части, в конечном счете на его элементарные однородные единицы. Ниже изложены существенные признаки леса и характеризуются единицы, по которым лес классифицируют (Серафима, 1978).

Тип леса — крупная единица, объединяющая участки леса, имеющие одинаковые исходные местообитания. Тип леса поэтому тождествен с типом местообитания, он объединяет участки с одинаковым потенциальным лесорастительным эффектом (плодородие) (Погребняк, 1954). Древостой, или насаждение, представляет собой элементарную единицу леса. Это участок леса, однородный внутри своих границ по всем важнейшим признакам: по происхождению, составу пород, по форме, полноте, возрасту, типу леса, бонитету.

По происхождению древостои делят на следующие категории:

1) коренные — соответствующие ненарушенной стихийными явлениями в природе естественного леса;

2) производные — нарушенного состава, например березняки на месте коренных сосняков, осинники на месте коренных ельников, появляющиеся как результат сплошных рубок, и т. п.;

3) семенные — возникшие из семян;

4) порослевые — возникшие из поросли от пня;

5) естественные;

6) искусственные (Яблоков, 1962).

Древесные породы первой величины делятся на главные, являющиеся основным объектом хозяйства (например, сосна, ель, дуб, бук, лиственница, пихта и др.), и на второстепенные, не играющие главной роли (клены, ильмовые, во многих случаях ивы, осина, береза и др.).

Господствующей породой называется та, которая преобладает в верхнем ярусе древостоя.

Различают следующие ярусы древостоя:

I (верхний) ярус, состоящий из крон наиболее высоких пород — сосны, дуба, ели и др. В его пределах различают два полога:

а) господствующий, состоящий из крон деревьев I — III класса по классификации Крафта;

б) подчиненный, состоящий из крон деревьев IV — V классов по классификации Крафта.

II ярус состоит из крон более теневыносливых, чем первый, и медленнее растущих пород, например дуба и ели — под сосной и березой, полевого клена, липы и граба — под пологом дуба и ясеня …

Очень часто во II ярусе господствуют кроны пород второй величины (например, полевого клёна, яблони, рябины) или пород первой величины, не способных в данных климатических или почвенных условиях вырасти на уровень I яруса (например, дуба на бедных песчаных и супесчаных почвах).

III ярус состоит из ещё более теневыносливых деревьев или из деревьев третьей величины с примесью кустарников. Он занимает 1/3 высоты I яруса (Яшнов, 1971).

Подлесок состоит из кустарников или низкорослых деревьев, не поднимающихся свыше 5 м. Он может быть создан также и древесными породами первой, второй и третьей величины, если только в данных условиях они не могут вырасти выше 3−5 м, как, например, дуб на бедных боровых (песчаных или щебневатых) почвах.

Подрост — молодые деревца главных и второстепенных пород, появившиеся из семян под пологом леса (Федоров, 1982).

Подлесный (напочвенный) живой покров — травянистые растения, мелкие кустарники и полукустарники типа ракитника, дрока, брусники, черники, голубики, багульника, а также мхи, напочвенные лишайники и грибы (Rubner, 1971).

Растение покрова в ряде случаев могут подниматься на уровень подлеска (например, двудомная крапива в ольшаниках), в других — быть приземистыми, не поднимающимися свыше 1−2 см над уровнем почвы (например, мхи и лишайники). В случае полного отсутствия растений говорят о мёртвом напочвенном покрове.

Лесная подстилка — лежащий на почве слой органического опада, состоящий из мёртвых листьев, веточек, кусочков коры, опавших цветков, околоплодников, мертвых остатков древесных и травянистых растений всех ярусов (Masing, 1991).

Полнота древостоя — важнейших признак, определяемый визуально по сомкнутости крон. Различают горизонтальную сомкнутость крон, определяемой в каждом ярусе — пологе, вертикальную сомкнутость, ступенчатую сомкнутость, определяется тем, на сколько плотно примыкает к расположенному выше ярусу следующий за ним нижний, остается ли между ними просвет или какой он величины (Миркин, 1989).

Густота древостоя — признак аналогичной полноте, но отражающий не сомкнутость крон, а количество деревьев на 1га .

Возраст насаждений и их возрастные фазы развития (онтогенез насаждений) представляют собой важнейший признак, отражающий динамику леса. В лесоводстве принято деление на 20, 10 или 5-летние классы возраста в зависимости от темпов развития древесных пород: у медленно растущих пород (дуба, ели, пихты) — 20-летние, у быстрорастущих (ольхи, березы, осины) — 10-летние, у гибридных тополей — 5-летние (Петров, 1994).

Разливают следующие фазы развития древостоя, начиная с самых ранних.

1. Молодняк — самая первая фаза жизни древостоя, когда он относится к I классу возраста. Разливают молодняк «до смыкания» крон и «после смыкания», то есть после того, как кроны соседних деревьев сблизятся настолько, что не оставляет между собой сколько-нибудь крупных просветов. При этом нижние ветви, особенно у светолюбивых пород, начинают от сильного затенения отмирать. В молодняке начинается дифференциация деревьев и интенсивный отпад отстающих.

2. Жерняк — фаза, соответствующая II классу возраста. В фазе жерняка у светлолюбивых пород наблюдается кульминация прироста по высоте, интенсивная дифференциация деревьев и отпад, называемый самоизреживанием.

3. Средневозрастное насаждение относится к III классу возраста. Прирост в высоту у теневыносливых пород достигает кульминации, у светолюбивых снижается, дифференциация деревьев ослабляется, но еще не затухает. В этой фазе возраста чаще всего достигается количественная спелость деревьев, определяемая их валовым приростом по массе.

4. Приспевающее насаждение — 1V класс возраста. Рост в высоту слабеет, дифференциация деревьев прекращается. Наступает фаза естественного изреживания древостоя, стимулирующего прирост деревьев по диаметру и их плодоношение.

5. Спелое насаждение — IV — V классы возраста. Наблюдается фаза затухания прироста в высоту и некоторого ослабления прироста по диаметру.

6. Перестойное насаждение — старше VI класса возраста (Литвинская, 1989).

Возраст насаждения от старения и дряхления называется возрастом естественной спелости.

Разливают: 1) одновозрастные насаждения, у которых колебания возраста отдельных деревьев происходят в пределах одного класса возраста, 2) разновозрастные, когда колебания выходят за пределы класса и становится возможным разделение деревьев на два — три и более поколений (Rubner, 1971).

Рассматривая лесной массив как пространственное явление, его делят на две морфологические разные части: 1) внешнюю, перефирическую, носящую название лесной опушки, 2) всю остальную, носящую название внутренней части лесного массива. Опушечные деревья по своему габитусу стоят ближе к растущим на просторе, по крайней мере, те из них, которые непосредственно выходят в поле. Разливают открытые опушки — лишенные второго яруса и подлеска и закрытые — плотные многоярусные и густые. Функции опушек очень важны. Защищая лесной массив от ветра, опушки охраняют лесную обстановку во внутренней части лесного массива (Долгачев, 2003).

1.3 Описание урочища Черный лес Под Кубанской равниной, где расположено урочище Черный лес, находится Скифская платформа. Под плоской поверхностью равнины погребены древние горные хребты и долины.

Скифская платформа является двухярусной. Первый ярус — это нижний, очень прочный кристаллический фундамент 1−2,5 км. Сложен он гранитами и гнейсами. Рельеф поверхности ровный, с незначительной высотой над уровнем моря (Петров, 1994). Грунтовые воды залегают на глубине 1,5−2 м, и они пресные. Крупный лесной массив, образованный на правом берегу Кубани, был растянут широкой полосой вдоль до устья реки (Петров, 1994). Как было зафиксировано в старых хрониках. В настоящее время сохранился только небольшой участок Черного леса — это остаток от заповедника Красный лес. Об этом свидетельствуют наличие одинаковой флоры и фауны, структура почвы, наличие на территории курганов — захоронений степных кочевников (Яковлев, 2003).

Исследования показали, что деградация почвы в лесных равнинных сообществах выражена недостаточно резко, что свидетельствует о геологической молодости ландшафтов. Раньше урочище Черный лес интенсивно вырубалось. Это было необходимо для расширения сельскохозяйственных угодий, увеличения площади станиц и хуторов, а также и бытовых нужд (Статья, «Зоря Кубани» № 2, 1998).

По словам главного лесничего Н. Н. Федченко лес сильно пострадал в период Великой Отечественной войны. Немецкие солдаты почти весь лес вырубили под корень и увезли в Германию. Только после войны лес начали восстанавливать. В этом заслуга «основателя леса», главного лесничего Ткаченко А. Ф. Был полностью восстановлен уже теперь порослевой лес, семенного осталось совсем мало. Сейчас эти участки строго охраняются Марьянским лесничеством Краснодарского лесхоза. По словам лесничего Н. Н. Федченко, деревья уже не такие высоки и стройные, как до войны, они поражены болезнями.

До сих пор никому не ясно, откуда произошло название «Черный лес». Одни говорят, что по окраске стволов деревьев, другие из-за того, что весной и летом там очень много клещей. Старожилы называют этот период «черным туманом» или «черной чумой» (Статья, «Заря Кубани, № 1, 1998).

Общая площадь урочища составляет всего 266 га. Окружают его с южной стороны река Кубань, с северной — грунтовая дорога и земли АФ «Россия», с запада находится кирпичный завод, а с восточной стороны расположена рисовая система СХПК «Марьянская». Черный лес расположен на правом берегу реки Кубань вблизи хутора Прикубанский, Красноармейского района в 8 км южнее ст.Новомышастовской. Урочище Чёрный лес было поделено лесниками на 5 участков для наиболее интенсивного наблюдения за древесно-кустарниковой флорой. Через лес проходят две главные дороги, они несут наибольшие загрязнения, так как открыты для массового отдыха. Каждый участок урочища имеют свою площадь, лесные участки, питомники, дорожки лесников и определенный флористический состав (Агафонов, 1972).

Площадь первого сектора 52 га, здесь преобладают следующие виды: дуб обыкновенный, граб обыкновенный, ясень высокий, есть небольшие участки липы обыкновенной, калины обыкновенной, тополя серебристого, клёна обыкновенного, держидерева, имеются молодые посадки дуба обыкновенного и ясеня высокого. Здесь находятся охраняемые курганы степных кочевников.

Второй участок занимает 63 га и поделен на восемь секторов. Здесь в основном высадки деревьев, заготовки ценной древесины на продаж (граб обыкновенный, дуб обыкновенный, ясень высокий, липа обыкновенная). Находятся школки (питомник).

Площадь третьего сектора 62 га. Он представлен только дубом обыкновенным, грабом обыкновенным, ясенем высоким, немного тополем серебристым, калиной обыкновенной. Этот участок строго охраняется, и вырубка деревьев в нем происходит только по специальному разрешению — паспорту. Примерно вырубается от 60 до 80 м^з древесины.

Четвертый участок имеет площадь 55 га, он представлен дубом обыкновенным, грабом обыкновенным, ясенем высоким, липой обыкновенной, молодыми посадка березой обыкновенной. Здесь находится питомник ценных пород древесины, которые высаживаются в третий или второй сектора, или вывозится на продажу, также поставляется в урочище Красный лес.

Площадь пятого участка 34 га, но он постоянно подтопляется рекой Кубань. Растительность высаживается лесниками на сырых и мокрых почвах. Сделаны посадки ивы бредины, калины обыкновенной, ивы козьей, боярышника кроваво-красного, акации жёлтой, лещины обыкновенной, тополя пирамидального, тополя серебристого, груши кавказской, яблони восточной, шиповника обыкновенного, чёрной шелковицы. Некоторые участки сильно заболочены, и на них произрастают только посадки ивы козьей и ивы бредины.

В Черном лесу имеется индивид, который занесен в Красную книгу — это пролеска лесная. Урочище Чёрный лес необходимо охранять, так как дикорастущие плоды, ягоды, орехи и лекарственные травы представляют собой неиссякаемый источник растительного сырья для различных отраслей народного хозяйства. Лекарственное сырье широко используется в медицине, а ягоды, грибы и орехи являются дополнительным источником питания.

1.4 Экологическое состояние урочище Чёрный лес

В старых хрониках Красноармейского района было зафиксировано, что в 19 в деревья урочища Чёрный лес уничтожались для строительства. А в 20 в лес выкорчёвывался с развитием земледелия. Лес констатировался как дубовый строевой и поступал в пользу арендаторам, а весь участок через 7 лет должен быть пригоден к распашке. Каждый год арендатор обязывался раскорчевывать не менее 77 десятин леса (Алтухов, 1971).

В результате растительный покров оказался чрезвычайно изменен человеком. Сегодня урочище Чёрный лес охраняется Марьянским лесничеством, но деградация равнинного леса урочище Чёрный лес продолжается. Этому способствует много причин. К нему с западной стороны примыкает кирпичный завод, а далее идут жилые дома хутора Прикубанский. Завод работает на местном сырье, добывая глину в карьерах в непосредственной близости от леса. Так как карьеры заполняются водой, которая не испаряется, то происходят обвалы земли с ценными породами древесины: дуба обыкновенного, ясеня высокого и граба обыкновенного.

Печь завода работает на угле, который в огромных количествах сжигается за сезон. Заводское оборудование является устаревшим. Технология очистки отходов от вредных примесей устарела или вообще отсутствует. Атмосфера загрязняется вредными веществами, что неблагоприятно воздействует на лес. С северной и восточной стороны к урочищу Чёрный лес примыкают рисовые поля АФ «Россия» и СХПК «Марьянская», который обрабатывают пестицидами с самолетов. Пестициды попадают в лесной массив и угнетают флору и фауну. Верхний плодородный слой почвы выгорает при ежегодных массовых сжиганиях стерни (Литвинская, 1983).

Ниже по течению Кубань на расстоянии 1 км находится плотина Федоровского гидроузла, построенная в 1965 году. В результате этого происходит подъём воды в Кубани в весенне-летний период в непосредственной близости от урочища, что вызывает подтопление пятого участка Чёрного леса. В осенний период рыбаки жгут камыш и огонь перебрасывается на четвертый участок.

По словам главного лесничего Н. Н. Ткаченко в 2000 году был сильный пожар, от которого погибло 0,5 га леса. Кроме того отдельные участки урочища являются местом массового отдыха. В результате остаются кучи мусора, кострища, поврежденные и сожженные деревья, вытоптанная травянистая растительность. Пагубно влияет на фитоценоз урочища выпас скота и сенокошение (Печорин, 1980).

ГЛАВА2. ФИЗИКО-КЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТКРИСТИКА КРАСНОАРМЕЙСКОГО РАЙОНА

2.1 Почвы Красноармейского района

Почвенный покров леса пёстрый. Преобладают темно-серые лесные и оподзоленные почвы суглинистого механического состава. По долине реки Кубань — слитые чернозёмы и долинные чернозёмы.

Слитые чернозёмы занимают полосу шириной от 5 до 20 км в предгорных равнинах Закубанья, происхождение их не совсем ясно. Безусловно, что их формирование прошло через ряд стадий. Исследователи предполагают, что в конце четвёртого оледенения это полоса была занята лугово-болотной растительностью (С.В.Зонн, 1950), подвергшейся остепнению, а затем зарастанию древесно-кустарниковой растительностью, которая подверглась истреблению с 19 в и даже с более ранних пор. Слитые чернозёмы имеют мощный тёмный верхний горизонт, содержащий от 3,7 до 7,8% гумуса, вскипание от соляной кислоты наблюдается ниже гумосового горизонта, что говорит об их выщелоченности (Бавтуто, 1997). Имея тяжёлый глинистый состав, слитые чернозёмы вначале весны и после дождей бывают вязкими и липкими, а при высыхании — плотными и твердыми. Их обработка сельскохозяйственными довольно сложна, когда почвы уже подсохли, но ещё не достигли твердости. Долинные дельтоватые чернозёмы, сформированные на относительно старых по возрасту высоких речных террасах и давно обсохших дернинах, подвергшихся остепнению, близки во многих отношения к западно-предкавказским черноземам водораздельных равнин содержат приблизительно 3,7 — 7,7% гумуса, но имеют несколько меньшую мощность почвенного слоя и развиваются на материнских породах разнообразного состава — глинах, суглинках, супесях. Черноземы в дельте реки Кубани имеют разный механический состав и разное количество гумуса, среди них встречаются солонцеватые разности (Кириченко, 1953).

Темно-серые лесные почвы: верхний гумусовый горизонт более мощный, темно-серого цвета, содержит гумуса до 6%. Темно-серая гава может получиться путем преобразования светлой и серой при смене лесной растительности (под влиянием человека) на луговую или на лугово-степную и с последующим накоплением гумуса. Почвообразующие породы — аллювиальные отложения и лесовидные тяжёлые суглинки. Урочище Черный лес поделен на пять секторов. Каждому участку соответствует определённый тип почвы (Канонников, 1977).

В первом присутствуют: темно-серые лесные почвы, аллювиальные отложения и лесовидные тяжёлые суглинки.

На втором участке преобладают темно-серые лесные и оподзоленные почвы суглинистого механического состава. Почва мягкая и рассыпчатая, как и в первом секторе. Третий и четвертый представлен лугово-болотными, луговыми и солончаковыми разностями этих почв (Петров, 1994) .

На приречных повышениях черноземные почвы и западно-предкавказские черноземы. А в пятом секторе слитые черноземы, долинные и дельтоватые черноземы, так как этот участок постоянно подтапливается рекой Кубань. Почва в урочище представлена мощным деградированным черноземом, залегающим на лессе и глинистой материнской породе, избыточного увлажнения, местами с выраженными признаками заболачивания.

2.2 Климат Красноармейского района

Климат — это типичная совокупность изменяющаяся в течение года погоды — определяется одновременным действием разных факторов — космических и географических (Яковлев, 2001).

Красноармейский район представлен зоной среднего увлажнения. Климат его полузасушливый. Годовое количество осадков — около 400 мм. В некоторые годы их количество увеличивается от 500−600 мм и более. Основное количество осадков выпадает зимой в виде дождя и мокрого снега. Снеговой покров не продолжительный. Сумма активный температур за период вегетации составляет около 3200^оС. Число дней с температурой выше 10^о около 198. Абсолютный минимум в отдельные годы доходит до +31^оС (Ипатов, 1983).

Территория подвергается действию холодных северных и восточных ветров, в связи с этим необходимо размещать широкорядные защитные полосы со стороны господствующих ветров. Нередки ветра типа фёнов — «февральские окна», средняя скорость от 20 до 25 м/с. Воздушные массы переваливают с юга или юго-запада через горные хребты, принося зимой в предгорную полосу теплую сухую погоду. Удаленность района от морей выражается в резком колебании температур, а также количество осадков за год (Рычин, 1972).

Атмосферная циркуляция зависит от большого разнообразия рельефа. Давление зимой выше, чем летом, температура воздуха постоянно меняется. Это все происходит из-за столкновения воздушных масс. Влажность воздуха зимой больше чем летом.

Температура почвы зависит от потока лучистой энергии солнца и от характера почвы. Летом почвы прогревается в крае до 35^оС, а в лесном массиве примерно от 17 — 18^оС до 25^о С. Промерзание почвы зависит от температуры воздуха, высоты снежного покрова и состояния почвы. Промерзание почвы от нескольких сантиметров до 15 сантиметров. В некоторые годы, когда снежного покрова мало или вообще нет, промерзание доходит до 20 см, из-за чего гибнут некоторые виды растительного покрова Черного леса и близлежащих поселений (Тахтаджян, 1978).

Заморозки проходят примерно с октября по май. Самые опасные заморозки — это весенние. В 1997 и в 1999 гг., как отмечал главный лесник Марьянского лесничества Федченко Н. Н., из-за весенних заморозков погибли некоторые виды древесно-кустарниковой флоры, такие как чёрный орех, дикие яблони, черешни, груши, вишни, шиповник, рябина, калина.

Также погибли молодые посадки деревьев (школки) граба обыкновенного, ясеня высокого и немного дуба обыкновенного. В мае и июне бывает опасен град, а зимой гололед сковывает стволы деревьев и валит их на землю. По словам лесничего Н. Н. Федченко, от гололеда погибло примерно 30 м^з леса.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Краткая характеристика видового состава урочища Черный лес Красноармейского района

Видовой состав описывался на исследованном участке по определителям растительной флоры.

3.2 Морфологические особенности деревьев и кустарников на двух участках урочища Чёрный лес (Воронов, 1973)

Количество экземпляров растений подсчитывали на двух пробных площадках. Были заложены площадки 25×25 м², общей площадью каждая 625 м². Учитывали те растения которые располагались в пределах площадки. Определяли диаметр растений на высоте груди, по следующим формулам:

r= р; 1)

d= 2r, где 2)

P — длина окружности дерева;

r — радиус дерева;

р — сonst — 3,14;

d — диаметр.

Высоту растения определяли глазомерно. Для этого на стволе намечали какую либо точку, находящуюся на высоте 1−3 м, затем, отойдя от дерева, так чтобы был полностью виден весь ствол дерева, мысленно откладывали это расстояние вверх по стволу. Так поступали до тех пор, пока не оставалось некоторое расстояние до вершины. После этого подсчитывали количество отрезков и определяли общую высоту дерева. Полноту древостоя определяли визуально по сомкнутости крон. Если полог леса плотный, и просветы между кронами занимали не более 10% площади древостоя, такую полноту принимали за 1,0, а последующие ступени уменьшения полноты 1/10 — за 0,9; 0,8; 0,7 и т. д. Сомкнутыми принято называть насаждения с полнотой 0,8−1,0, средней полноты — 0,6 -0,7, редкими — 0,4 — 0,5. Насаждения имеющие полноту менее 0,4, называют рединами.

Проведен дисперсионный анализ по методике полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) Доспехова Б. А., 1985 г.

Основными статистическими характеристиками количественной изменчивости являлись: средняя арифметическая (Х), дисперсия (S²), стандартное отклонение (S), ошибка выборки (Sх), коэффициент вариации (V) и относительная ошибка выборочной средней (Sх %). В таблицах приведены Х, V, S_х %.

3.3 Принципы учета обилия вида (Воронов, 1973)

Обилие вида в сообществе — его количество, которое может быть выражено различными показателями: числом особей на единицу площади; массой органического вещества, производимой видом; пространством занимаемым особям вида.

Принцип учета обилия видов определялся глазомерным способом по предложенной шкале Друде (Воронов, 1973).

Были заложены прямоугольники, вытянутые поперек основного направления однородных участков фитоценоза (25×25 м²).

По шкале Друде учитывалось обилие вида:

Soc (soceales) — широко распространено, ему соответствует 4 балла;

Cop (copeaseae) — обильно, соответствует 3 балла;

Sp (изредко рассеянные), ему соответствует 2 балла;

Sol (единично, редко), соответствует 1 балл.

3.4 Методика описания ярусности (Воронов, 1973)

Ярусностью фитоценоза называют размещение органов растений различных видов на разных высотах над поверхностью почвы. В ходе нашей работы мы выделили пять ярусов и отобразили в гистограмме.

К первому ярусу отнесли высокорослые деревья, ко второму — среднерослые деревья, третий ярус — кустарники, четвертый — травы, в пятый ярус входили мхи и лишайники.

3.5 Фенологические наблюдения за лесной растительностью флоры (Воронов, 1973)

Мозаичность фитоценоза — это проявление особенностей структуры в пространстве и смена фенологических фаз и аспектов как проявление структуры во времени.

В.В.Алёхин (1961) предложил систему значков, которая и была использована в нашей работе.

— - растение только вигитирует, находится в стадии розетки, начинает давать стебель;

Л — растение выбросило стебель или стрелку и имеет бутоны;

) — растение в фазе расцветания, появляются первые цветки;

О — растение в полном цвету;

С — растение в фазе отцветания;

+ - растение отцвело, но семена еще не созрели и не высыпаются;

# - семена (плоды) созрели и высыпаются (отпадают);

~ — растение вегетирует после цветения.

3.6 Методика описания и классификация растительности методом Браун — Бланке (Миркин, 2001)

Последовательность действий при выполнении геоботанического описания следующая. Выбор места описания. Пробные площадки для геоботанических описаний закладывались в однородных (гомогенных) участках растительности, представляющих ранее намеченные в ходе рекогносцировки совокупности.

Выбор размера и формы описываемого участка растительности. Использовались пробные площадки квадратной формы, размером 25×25 м.

Составление описания. Геоботаническое описание проводилось на специальных бланках. Каждое описание содержало указание даты, автора, местоположения (топографической привязки) и местообитания. Для древесной растительности отдельно описывались ее ярусы и их подразделения. Указывалось проективное покрытие, оно не может превышать 100%.

В описании использовалась шкала обилия Браун-Бланке (Миркин, 2001):

r — вид чрезвычайно редок, покрытие незначительное;

+ - вид редок и имеет малое проективное покрытие;

1 — особей вида много, но покрытие невелико или особи разрежены, но покрытие большое;

2 — число особей вида велико, проективное покрытие 5 — 25%;

3 — число особей вида любое, проективное покрытие 25 — 50%;

4 — число особей вида любое проективное покрытие 50 — 75% ;

5 — число особей вида любое проективное покрытие более 75%.

3.7 Анализ состава флор (Ипатов, 1983)

Для анализа флор составляются определенные спектры. В нашей работе проанализировано распределение видов по десяти ведущим семействам по Толмачёву (1986).

Были использованы такие показатели как среднее число видов в роде, среднее число родов в семействах, которые могут получить эволюционную интерплитацию (чем больше родов в семействах, тем они древнее; чем больше видов в родах, тем напротив, они отражают более поздние этапы эволюции.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Краткая характеристика видового состава урочища Чёрный лес Граб обыкновенный (Carpinus betulus). Семейство Betulaceae.

Дерево высокое до 25 м, с гладкой серой корой, очень похожее на кору бука. Листья от 2−5 см длиной. Плюска неравномерно зубчатая, до 2,2 см длиной. Высота от 5 до 8 см. Дерево цветет в апреле, плодоносит в октябре. Цветки мелкие, раздельнополые, невзрачные с простым околоцветником из 2−4 листочков или голые. Тычинок 2−6, противостоящих листочкам околоцветника. Тычиночные нити иногда расщепленные. Женские цветки без околоцветника или он редуцирован. Пестик 2−3 длинными стилодиями. Завязь 1−2 гнездная, с 2 орто-, реже кампилотропными семязачатками, из которых развивается только один интегумент, как правило обычно одна халазогамия. Плод — орех. Семена без эндосперма. Диаметр до 30 см.

Дуб обыкновенный (Quercus robur). Семейство Fagaceae.

Огромное дерево, достигающее в высоту до 30 м. С простыми цельными или лопастными листьями с прилистниками. Цветки мелкие, невзрачные, ветро-, реже насекомоопыляемые, в сережковидных или воловчатых соцветиях, причем женские соцветия часто сложные, терсоидные. Около цветник простой, из 4−7 листочков. Мужской цветок с 4−40 тычинками. Околоцветник в женских цветках часто отсутствует. В некоторых случаях установлено его срастание с завязью, поэтому завязь считается нижней. Пестик с 3−6 столбиками и 3−6 — гнездной завязью с центрально-угловой плацентацией. В каждом гнезде 2 висячих, анатропных или гемитропных семязачатка. Интегументов 2. Лишь 1 из 6−12 семязачатков завязи развивается семя. Плод — орех (желудь), плоды по одному или по нескольку заключены в плюску. Семена без эндосперма, с крупным зародышем. В диаметре от 30−35 см.

Тополь обыкновенный (Fraxinus excelsior). Семейство Salicaceae.

Двудомное дерево с очередными цельными реже лопасными листьями с прилистниками и колосовидными, часто сережковидными соцветиями. Около цветник отсутствует. Мужские цветки состоят из различного числа тычинок. Завязь из 2 плодолистников, 1 — гнездная, с постенной плацентацией и многочисленными семязачатками. Интегументов 1 или 2. Столбик 1 с несколькими рыльцами. Плод — коробочка, вскрывающаяся 2 створками. Семена многочисленные, с пучком волосков, типично анемохорные, далеко разлетающиеся, но быстро теряющие всхожесть. Эндосперм отсутствует. Известны халазогамия и многоклеточный археспорий. Дерево достигает в длину до 30 м, в диаметре до 35 см.

Ясень высокий (Fraxinus excelsior). Семейство Oleaceae.

Высокое дерево, достигающее в высоту до 35 метров в диаметре до 30 см. Цветки с 4-зубчатой чашечкой, остающиеся на плодах. Листочков сложного листа обычно 3−7 (9). Цветки без околоцветника. Молодые веточки и листовые жилки голые или лишь слегка опушенные. Листья до 30 см в длину, листочки с 10−15 парами боковых жилок. Крыло в два раза длиннее плодущей части крылатки. Цветет в апреле, плодоносит в августе. Крона удлиненно-яйцевидная. Почки чёрные или буро-чёрные.

Липа обыкновенная (Tilia cordata). Семейство Tiliaceae.

Дерево с очередными простыми цельными или лопастными листьями с опадающими прилистниками. Цветки обоеполые правильные, обычно белые или жёлтые, средних размеров, часто в многоцветковых соцветиях. Околоцветник 4−5-членный. Чашечка, как правило, раздельнолистная. Венчик раздельнолепестный. Довольно часто — андрогинофор. Тычинки, как правило, в большом числе свободные или при основании соединены в 5−10 пучков, иногда — стаминодии. Гинеций ценокарпный из различного числа плодолистиков. Завязь верхняя, 2- или многогнездная, обычно с несколькими анатропными семязачатками в гнезде с 2 интегументами. Столбик. Плацентация обычно — центрально-угловая. Плод — коробочка или невскрывающийся, часто ореховидный. Семена с эндоспермом. Пыльца гладкая. Семядоли часто лопастные или раздельные. Листья с низу густо войлочно-опушённые звездчатыми белыми волосками, по краю не равно зубчатые. Высота до 30 м, диаметр до 30 см. Цветет с июня по июль, плодоносит с августа по сентябрь.

Берёза обыкновенная (Betula aveflana). Семейство Betulales.

Дерево с простыми цельными, зубчатыми или пильчатыми очередными листьями. Цветки в сложных мужских и женских тирсоидных соцветиях, часто в виде сережек. Элементарное соцветие — дихази. Цветки мелкие, раздельнополые, невзрачные, с простым околоцветником из 2−4 листочков или голые. Нередко имеет место прирастание частей цветка к прицветникам и прицветничкам и срастание последних друг с другом. Тычинок 2−6, противостоящих листочков околоцветника. Тычиночные нити иногда расщепленные. Женские цветки без околоцветника или он редуцирован. Пестик 2−3 длинными стилодиями. Завязь 1−2 — гнездная, с 2-орто-, реже кампилотропными зачатками из которых развивается только один интегумент Плод орех. Годовалые веточки бородавчато-железистые не опушённые. Листья из клиновидного основания треугольно-ромбические. Чешуи клиновидные; средняя доля маленькая, боковые более крупные, обычно изогнутые. Крылья орешка шире его в 1,5−2,5 раза. Высота до 20 метров. Дерево цветет в мае, плодоносит с августа по сентябрь.

Ива обыкновенная (Salix capna). Семейство Salicaceae

Двудомное дерево с очередными цельными реже лопасными листьями с прилистниками и колосовидными, часто сережковидными соцветиями. Около цветник отсутствует. Мужские цветки состоят из различного числа тычинок. Завязь из 2 плодолистников, 1 — гнездная, с постенной плацентацией и многочисленными семязачатками. Интегументов 1 или 2. Столбик 1 с несколькими рыльцами. Плод — коробочка, вскрывающаяся 2 створками. Семена многочисленные, с пучком волосков, типично анемохорные, далеко разлетающиеся, но быстро теряющие всхожесть. Эндосперм отсутствует. Известны халазогамия и многоклеточный археспорий. Дерево достигает до 6 м высотой, в диаметре до 15 см. Цветет с марта по апрель.

Шелковица чёрная (Moris nigra). Семейство Moraceae.

Дерево с очередными листьями с прилистниками. Характерны нечленистые млечники и цистолиты. Цветки мелкие раздельнополые. Околоцветник обычно простой, чашечковидный, часто мясистый. Листочков околоцветника по большей части 4. Тычинки в том же или меньшем числе супротивные листочкам околоцветника. Столбиков 2−1. Завязь обычно верхняя, 1-, редко 2-гнездная. Семязачаток 1, как правило, анатропный или канпилотропный, прикрепленный к верхней части завязи, с 2 интегументами. Плоды — костянки или орехи, часто срастаются в сложные сочные соплодия. Семена с эндоспермом. Зародыш часто со спиралевидно закрученными семядолями. Мужские цветки собраны в сережки, женские в головчатые соцветия. Плодоношение в виде крупного соплодия орешков, заключенных в сильно разросшуюся шарообразную мякоть соплодия. Высота до метров. Дерево цветет с мая по июнь. Плодоносит с июня по июль.