Фитоиндикация экотопов урболандшафта с помощью экологических шкал Элленберга

Фитоиндикация экотопов урболандшафта с помощью экологических шкал Элленберга

Наиболее простым и удобным способом оценки экологических условий местообитаний является обработка геоботанических описаний по индикационным экологическим шкалам, содержащим балловые оценки экологических свойств видов по различным факторам среды. Фитоиндикационные шкалы позволяют определить местоположения сообщества (или синтаксона) в пространстве основных экологических факторов. В настоящее время разработано большое количество различных фитоиндикационных экологических шкал [1]. Все экологические шкалы делят на две группы: диапазонные и точечные. Первые указывают экологический диапазон вида по тому или иному фактору среды, вторые — координату вида на оси фактора среды. Диапазон или координата виды оценивается в относительных условных единицах — баллах. Считается, что чем больше градаций содержит шкала, тем детальнее дифференцируются местообитания.

Наиболее широко применяются точечные шкалы Х. Элленберга, разработанные для европейской растительности [2]. Эти шкалы постоянно уточняются и обсуждаются. Шкалы Элленберга позволяют оценить увлажнение почв, богатство почв азотом, кислотность почв, освещенность (затенение), а также характеристики климата. Охватывают 2,5 тысячи видов сосудистых растений. Применение фитоиндикационных шкал позволяет выяснить связь между растительными сообществами и экотопом, что является важной задачей при разработке методов геоботанической индикации.

Объектом исследования являлась рудеральная растительность антропогенных ландшафтов. Задачи исследований включали изучение рудеральной растительности основных типов городских экотопов (жилая и промышленная застройка, пустыри, клумбы, сады, огороды, залежи, насыпи железных и автомобильных дорог, карьеры, намывные массивы грунтов) и выяснение экологических особенностей местообитаний наиболее распространенных рудеральных сообществ.

В природно-ландшафтном районировании Беларуси район исследований относится к Полесской ландшафтной провинции. Климатические особенности района исследований характеризуются следующими показателями: средняя температура самого холодного месяца (январь) — -7^оС; средняя температура самого теплого месяца (июль) — +18,5^оС; годовая сумма температур выше 10^о — 2479; годовое количество осадков — 630 мм; коэффициент увлажнения — 1,33.

В ходе полевых работ было выполнено свыше 500 геоботанических описаний стихийно формирующейся (спонтанной) растительности антропогенных ландшафтов. Для изучения растительности закладывались пробные площадки размером 10×10 (или 5×5) м. Проективное покрытие определялось по 5-бальной шкале: + - меньше 1%, 1 — менее 5%, 2 — 6−15, 3 — 16−25, 4 — 26−50, 5 — более 50%. Геоботанические описания сводились в фитоценологические таблицы и для каждого вида устанавливался класс постоянства: I — менее 20%; II — 21−40; III — 41−60; IV — 61−80; V — 81−100%. При обработке материалов использовался эколого-флористический метод Браун-Бланке [4,5]. При классификации применялся дедуктивный метод Копечки-Гейни [6]. Наряду с ассоциациями этим методом выделялись «сообщества», которые подчинялись классу, порядку или союзу на основе представленности диагностических видов высших единиц. Различались базальные сообщества (сформированы «своим» доминантом) и дериватные сообщества (доминант — представитель «чужого» синтаксона). Синтаксономическая диагностика ассоциаций выполнялась по [7].

Для изучения экологических условий использовались индикационные шкалы Элленберга [2]: F — увлажнение почв (12 классов); N — богатство почв азотом (9); R — кислотность почв (9); L — освещенность/затенение (9); T — термоклиматическая (9); К — континентальность климата (9). Итоговая балловая оценка по тому или иному фактору вычислялась как среднее значение из балловых оценок по этому фактору всех видов, входящих в описание. Балловые оценки рассчитывались для каждого геоботанического описания. Границы, в которых находится среднее значение балловой оценки, определялись с помощью ошибки средней арифметической по общеизвестной формуле. Достоверность отличий средних значений балловых оценок определялась по t-критерию Стьюдента.

На основе исследований проведенных в 2000;2006 гг. на территории города Гомеля и пригородной зоны была выяснена фитоценотическая структура синантропной растительности, представленная сообществами 9 классов, 12 порядков, 17 союзов. Всего выделено и синтаксономически диагностировано 34 ассоциации, а также 11 «сообществ», которые относятся к классам: Stellarietea media (Br.-Bl. 1931) Tx., Lohmeyer et Preising in Tx. 1950 em Huppe et Hofmeister 1990; Artemisietea vulgaris Lohm., Prsg. et R.Tx. in R.Tx. 1950 em Kopecky in Hejny et al. 1979; Agropyretea repentis Oberd., Th. Muller et Gors in Oberd. еt al. 1967; Bidentetea tripartiti Tx., Lohm. et Prsg. in Tx. 1950; Plantaginetea majoris R.Tx. et Prsg. 1950; Galio-Urticetea Passarge 1967; Sedo-Scleranthetea Br.-Bl. 1955 em Mull. 1961; Epilobietea angustifolii R.Tx. et Prsg. in R.Tx. 1950; Robinietea Jurko ex Hadac et Sofron 1980.

Ассоциации, имеющие достаточно широкое распространение в городском ландшафте и имеющие представительные характеристики видового состава, были подвергнуты изучению с помощью фитоиндикационных шкал Элленберга.

По шкале влажности почв F наибольшие значения имеют сообщества союза Arction lappae R.Tx. em Gutte 1972 (4,6−5,79), наименьшие — союза Dauco-Melilotion albi Gors 1966 em Elias 1980 (3,95−4,29). Местообитания с наибольшей влажностью почв занимает ассоциация Lamio albi-Conietum maculati Oberd. 1957 (союз Arction), местообитания с наименьшей влажностью — БС (базальное сообщество) Oenothera-Artemisia campestris (союз Dauco-Melilotion). В классе Stellarietea сообщества находятся в диапазоне 4−5 баллов, причем минимальные значения характерны для сообществ Setario-Plantaginetum indicae Passarge 1988, Salsoletum ruhtenicae Philippi 1971 (союз Salsolion ruthenicae Philippi 1971), Xanthietum strumari Panca 1941 (союз Sisymbrion officinalis R.Tx., Lohm., Prsg. in R.Tx. 1950 em Hejny et al. 1979). Более влажные экотопы занимают сообщества союзов Panico-Setarion Siss. in Westh. et al. 1946 и Polygono-Chenopodion W.Koch. 1926 em Siss. 1946. Сообщества класса Bidentetea tripartite индицируют условия избыточного увлажнения (F= 6,5−7,5). Влажные почвы характеры также для сообществ класса Galio-Urticetea (F= 6−6,5).

По шкале R изучаемые сообщества находятся в диапазоне 4,26−7,14 балла (что примерно соответствует значениям рН=5−8 единиц). Кислые почвы (R6,5) индицирует Ivetum xanthifoliae Fijalkowski 1967, Arctietum lappae Felfoldy 1942, Balloto nigrae-Leonuretum cardiacae R.Tx. et V. Roch. em Pass. 1955 (все — союз Arction), БС Stellaria media (союз Polygono-Chenopodion). Видно, что сообщества союза Arction lappae избегают кислый эдафотоп и наблюдаются на почвах и грунтах с R>6 баллов. Подавляющее же большинство рудеральных сообществ приурочено к слабокислым и нейтральным почвам (5,5−6,5 баллов).

По шкале N также наблюдаются существенные различия между сообществами, отнесенными к разным союзам. Наибольшие значения по шкале N имеют сообщества союза Arction lappae (диапазон шкалы 6−7,4), предпочитающие почва с высоким содержанием доступного азота. Индикаторами высокой азотообеспеченности почв служат сообщества Balloto nigrae-Leonuretum cardiacae R.Tx. et V. Roch. em Pass. 1955, Arctietum lappae Felfoldy 1942, Lamio albi-Conietum maculati Oberd. 1957 (союз Arction lappae), Galinsogo-Setarietum (R.Tx. et Beck. 1942) R.Tx. 1950 (союз Polygono-Chenopodion). Высокие значения N характерны также для всех сообществ класса Galio-Urticetea (6,5−7) и класса Bidentetea tripartite (6,5−7,2).

Наименьшие значения характерны для сообществ союза Dauco-Melilotion albi (4,36−5,39). Индикаторами бедных азотом почв могут служить сообщества Echio-Melilotetum albae Tx. 1942 и БС Oenothera-Artemisia campestris. В классе Stellarietea бедные азотом почвы (4−5 баллов) занимают ассоциации Digitarietum ischaemi (союз Panico-Setarion) и Setario-Plantaginetum indicae (союз Salsolion ruthenicae Philippi 1971).

Оценка условий городских экотопов по фитоиндикационным шкалам Элленберга

Таким образом, на основе изучения рудеральной растительности можно судить об экологических характеристиках городских почв и грунтов, диагностировать неблагоприятных процессы (подтопление, закисление, загрязнение соединениями азота и т. д.).

геоботанический экологический шкала элленберг.

• 1. Работнов Т. А. О применении экологических шкал для индикации эдафических условий произрастания растений// Журн. общ. биол., т. 40, № 1, 1979. — С. 35−42.
• 2. Ellenberg H. Zeigerwerte der Gefasspflanzen Mitteleuropas. Gottingen, 1974. — 97 s.
• 3. Braun-Blanquet J Pflanzensociologie. Wien-New York, 1964. 865 s.
• 4. Миркин Б. М., Наумова Л. Г. Наука о растительности. Уфа, 1998. — 412 с.
• 5. Kopecky K., Hejny S. A new approach to the classification of antropogenic plant communities// Vegetatio, 1974. v. 29, p. 17−20.
• 6. Matuszkiewicz W. Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roњlinnych Polski. Warszawa, 2001. — 289 s.
• 7. Гусев, А. П. Фитоиндикация экотопов урболандшафта с помощью экологических шкал Элленберга / А. П. Гусев, Н. С. Шпилевская // Современные экологические проблемы устойчивого развития Полесского региона и сопредельных территорий: наука, образование, культура: материалы 3-й междунар. науч.-практ. конф., Мозырь, сентябрь 2007 г.: в 3 ч. / МГПУ им. И. П. Шамякина; редкол.: ВВ. Валетов (гл. ред.) [и др.]. — Мозырь: УО «МГПУ им. И.П. Шамякина», 2007. — Ч. 1. — С. 86−88.