Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ БОТАНІЧНИЙ САД

ім. М.М. ГРИШКА НАН УКРАЇНИ

УДК 581.93:631.6 (477.8)

АНТРОПІЧНА ТРАНСФОРМАЦІЯ ВИДОВОГО СКЛАДУ ФЛОРИ ОСУШЕНИХ ТЕРИТОРІЙ У ЗВ'ЯЗКУ З ПРОЦЕСАМИ ЇЇ СИНАНТРОПІЗАЦІЇ

03.00.05 -- ботаніка

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Володимирець Віталій Олександрович

Київ -- 2003

Володимирець В.О. Антропічна трансформація видового складу флори осушених територій у зв'язку з процесами її синантропізації. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 - ботаніка. - Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України, Київ, 2003.

Дисертацію присвячено дослідженню процесів синантропізації видового складу флори осушених і прилеглих до них територій. Під час проведення досліджень встановлено видовий склад синантропної флори на окремих осушувальних об'єктах і на ділянках із різними екологічними умовами. Проаналізовано систематичну, екологічну та біоморфологічну структури виявлених на об'єктах синантропних видів, з'ясовано їх фітоценотичну роль. На осушеній території виділені та охарактеризовані окремі флорокомплекси, встановлена участь синантропних видів у їх формуванні. В роботі проведено аналіз гідроморф синантропних видів і їх відношення до едафічних факторів за даними фітоіндикаційних шкал. Для оцінки трансформації флори-ізоляту запропоновано кількісний показник - синантропність і методику його обчислення. Проаналізовано вплив на цей показник різних екологічних факторів. На основі величин зазначеного показника виділені окремі рівні антропічної трансформації флори-ізоляту, розроблена їх характеристика. З урахуванням результатів досліджень запропоновані заходи щодо сповільнення процесів синантропізації видового складу флори на осушених і прилеглих територіях.

Ключові слова: адвентивні види рослин, апофіти, осушені території, синантропізація, синантропність, фітоценотична роль, флора.

Володимирец В.А. Антропическая трансформация видового состава флоры осушенных территорий в связи с процессами ее синантропизации. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 - ботаника. - Национальный ботанический сад им. Н.Н. Гришко НАН Украины, Киев, 2003.

Диссертация посвящена исследованию процессов синантропизации видового состава флоры осушенных и прилегающих к ним территорий. Во время проведения исследований установлен видовой состав синантропной флоры на отдельных осушительных объектах и на площадях с разными экологическими условиями. Проанализирована систематическая, экологическая и биоморфо-логическая структуры отмеченных на объектах синантропных видов.

Исследования проводились на территории четырех осушительных объектов, размещенных в Ровенской и Волынской областях. В результате флористического изучения осушенных территорий было установлено произрастание 158 синантропных видов, принадлежащих к 33 семействам и 115 родам. Доля синантропных видов от общего число видов высших сосудистых растений в среднем составляла около 60 %.

За происхождением и временем занесения среди отмеченных синантропных видов заметно преобладают апофиты, а среди адвентивных видов - археофиты. За степенью натурализации среди адвентивных видов преобладают эпекофиты. По ареалогическим типам среди синантропных видов заметно преобладают голарктические виды, виды космополиты и гемикосмополиты, которые в сумме составляют более 60 %. За встречаемостью среди синантропных видов выделяется только небольшое число апофитов. Адвентивные виды только в некоторых случаях могут играть заметную роль в растительных сообществах.

На осушенной территории выделены и охарактеризованы отдельные флорокомплексы, установлено участие синантропных видов в их формировании. Наибольшее число таких видов отмечено для флорокомплексов рудерали-зованных земель, пастбищ интенсивного и умеренного использования, посевов многолетних трав. Участие адвентивных видов наиболее выражено для флорокомплексов пропашных культур и культур сплошного сева.

В работе проведен анализ гидроморф синантропных видов и их отношение к трем эдафическим факторам - увлажненности, изменяемости влажности почвы и ее обилия азотом. Исследования показали преобладание среди гидроморф мезофитов и ксеромезофитов. С использованием фитоиндикационных шкал Д.Н. Циганова было установлено, что на осушенных территориях в основном складывается средний режим увлажненности почвы с некоторым смещением в сторону более влажного, режим умеренно изменяемой влажности со смещением к сильно изменяемой влажности и состояние достаточного на азот обеспечения почвы.

Для оценки трансформации флоры-изолята предложен количественный показатель - синантропность и методика его определения. Этот показатель учитывает флористические признаки (общее число видов высших сосудистых растений, число синантропных видов, их происхождение и время заноса адвентивных видов) и отдельные признаки растительного покрова (проекционное покрытие вида и его жизненность). Значение синантропности характеризует глубину трансформации видового состава спонтанной флоры, а также флоры на окультуренных пастбищах, сенокосах и посевах многолетних трав. В практическом отношении наиболее удобным есть использование этого показателя для оценки уровня трансформации относительно небольших по площади парциальных флор или флор-изолятов.

Значение синантропности флоры-изолята определяется отдельными факторами и их совокупным действием. Повышению значения этого показателя способствуют такие факторы, как нарушение почвенного покрова, микрорельефные возвышения, интенсивное использование территории, особенно под бессистемный выпас, быстрая минерализация органогенных почв и повышение содержания в них подвижных форм азота.

С учетом значений синантропности (S) были выделены пять уровней антропической трансформации флоры-изолята, разработаны их характеристики: нетрансформированная (S = 0-0,3), мало трансформированная (S = 0,3-0,7), средне трансформированная (S = 0,7-1,1), заметно трансформированная (S = 1,1-1,6), сильно трансформированная (S 1,6). На осушенных территориях преобладают площади третьего и четвертого уровней трансформации видового состава флоры.

Обоснование и разработку соответствующих мероприятий по использованию наличного мелиоративного фонда нужно проводить дифференцированно, с учетом комплекса показателей, в том числе и уровня трансформации флоры-изолята. Наиболее целесообразной есть такая функциональная организация осушенных территорий, которая близка к структуре естественных ландшафтов и способна обеспечивать экологическую стабильность и стойкость системы в целом.

Ключевые слова: адвентивные виды растений, апофиты, осушенные территории, синантропизация, синантропность, фитоценотическая роль, флора.

Volodymyrets V.A. Anthropogenic transformation of flora species composition on drainage areas in connection with processes of its synanthropisation. - Manuscript.

Thesis for academic degree of candidate of biological sciences, speciality 03.00.05 - botany. - M.M. Grishko National Botanical Garden of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2003.

The thesis is devoted to studying processes of the synanthropisation of flora species composition on drainage and adjoining areas. During the research the species composition of synanthropic flora has been established on separate drainage schemes and on plots with different ecological conditions. The systematic, ecological and biomorphological structure has been analyzed of synanthropic species on the said objects, their phytocenotic role has been revealed. On the drained territory separate flora complexes have been singled out and characterised, the role of synanthropic species has been determined in their formation. The thesis analyses the hydromorph of synanthropic species and their relation to edaphic factors by data of phytoindicative scales. To assess the transformation of flora-isolate the quantitative index has been proposed - synanthropy and methods of its estimate. The effect on this index has been analysed of various ecological factors. On the basis of the said index values separate levels have been singled out of anthropic transformation of flora-isolate, their characteristics have been developed. Taking into account research results measures have been proposed concerning the slowing down of processes of the synanthropisation of flora species composition on drained and adjoining territories.

Key words: adventive species of plants, apophytes, drained areas, synanthropisation, synanthropy, phytocenotic role, flora.

Дисертацiєю є рукопис

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Синантропізація є одним із найбільш чітко виражених наслідків впливу різних антропічних факторів на природну флору взагалі та на регіональну зокрема, на що звертається увага в численних публікаціях ботаніків. Внаслідок синантропізації відбувається поступова деаборигенізація місцевої флори й втрата нею своїх специфічних особливостей, спостерігається збільшення числа особин еврибіонтних і зменшення числа особин стенобіонтних видів рослин, зменшення б-різноманітності аборигенних видів, посилення процесів ізоляції окремих частин ареалів видів. Процеси синантропізації охопили нині різні регіони планети. На думку К.М. Ситника (1997) в третьому тисячолітті можлива катастрофічна синантропізація флори України.

У світовій і вітчизняній літературі проаналізований вплив на природну флору різних за джерелом походження, характером і особливостями дії антропічних факторів, розроблені різні класифікації форм антропічної динаміки рослинності, запропоновані окремі критерії оцінки такої динаміки, складені списки та проаналізовані особливості синантропних флор окремих регіонів, запропоновані класифікації синантропних видів.

Широкомасштабне, далеко не завжди екологічно та економічно обґрунтоване осушення та проведення осушувальних меліорацій на великих площах, виступає потужним фактором антропічної трансформації регіональної флори. Під впливом осушення та подальшого господарського освоєння осушених земель вихідна флора на окремих ділянках майже повністю знищується, на інших - зазнає досить помітних змін. Певних змін зазнає також флора на територіях, прилеглих до осушених.

В.В. Протопоповою (1991) було встановлено таку характерну для сучасної динаміки синантропної флори рису, як інтенсивне проникнення в поліські райони адвентивних видів. Вона вважає, що основним фактором цього є осушення та ступінь освоєння осушених земель.

Вивченню синантропної флори на осушених територіях, аналізу її особливостей у ботанічній літературі приділено недостатньо уваги. Разом із тим, сучасна трансформація аборигенної флори на територіях, які зазнали впливу осушувальної меліорації, значною мірою визначається саме процесами її синантропізації. З іншої сторони особливості флористичного складу, стан фітоценотичного покриву та його окремі параметри виступають як комплексні показники, що відображають особливості стану тієї або іншої екосистеми в цілому.

Нині надзвичайно важливе науково-методологічне та практичне значення має вибір найбільш об'єктивних і зручних у визначенні критеріїв оцінки рівня антропічної трансформації флори конкретної території, оскільки зміни сучасної флори є досить динамічними, різнонапрямленими й відбуваються одночасно під впливом і природних і антропічних чинників.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дисертаційна робота виконана як складова частина планових науково-дослідних робіт у відповідності з кафедральною тематикою кафедри екології та кафедри агрохімії, ґрунтознавства і землеробства Українського державного університету водного господарства і природокористування - “Охорона і раціональне використання природних ресурсів (1997-2001 рр.)”, “Оптимізація сільськогосподарського використання осушених земель гумідної зони України (1999-2002 рр.)”.

Мета досліджень. Метою роботи є оцінка ступеня трансформації видового складу флори на осушених і прилеглих до них територіях із точки зору її синантропізації в умовах існуючого антропічного пресингу.

Завдання досліджень полягали в наступному:

Встановити видовий склад синантропної флори на осушених і прилеглих територіях, його особливості на окремих осушувальних об'єктах і на ділянках із різними екологічними умовами.

Провести систематичний, екологічний, біоморфологічний і фітоценотичний аналізи зареєстрованих видів синантропної флори.

Виділити та охарактеризувати на осушеній території окремі флоро-комплекси, з'ясувати участь синантропних видів у їх формуванні.

Проаналізувати структуру гідроморф синантропних видів і їх відношення до едафічних факторів за даними фітоіндикаційних шкал.

Обґрунтувати використання синантропності як кількісного показника для оцінки рівня трансформації флори-ізоляту.

Встановити залежність величини синантропності від ряду факторів природного та антропічного походження.

Провести градацію та аналіз рівнів трансформації флори-ізоляту.

Об'єктом досліджень був видовий склад флори вищих судинних рослин на території, котра зазнала впливу осушувальної меліорації.

Предметом досліджень були синантропні види флори, їх біоекологічні особливості, поширення на осушеній і прилеглій територіях.

Наукова новизна отриманих результатів. У роботі вперше проведена оцінка трансформації видового складу флори вищих судинних рослин на осушених і прилеглих до них територіях у зв'язку з процесами її синантропізації. синантропний флора екологічний фітоценотичний

Уперше для осушувальних систем на території Волинського Полісся та Західного Лісостепу з'ясовано видовий склад синантропної флори, проведено його аналіз за окремими показниками. Отримано дані про поширення синантропних видів на осушеній і прилеглій територіях, встановлені їх фітоценотична роль та екологічні особливості.

Уперше для оцінки трансформації флори-ізоляту запропоновано кількісний показник - синантропність і методику його обчислення. Проаналізовано вплив на цей показник різних екологічних факторів. На основі величин зазначеного показника виділені окремі рівні антропічної трансформації флори-ізоляту, розроблена їх характеристика.

Практичне значення отриманих результатів. Для з'ясування екологічного стану осушених територій розроблено нову методику, що грунтується на кількісній оцінці рівня антропічної трансформації видового складу їх флори-ізоляту. На її основі виділено п'ять рівнів трансформації, що дозволяє диференційовано підходити до використання окремих площ і розробляти заходи їх екологічної стабілізації. Для швидкої обробки вихідних даних, які необхідні для такої оцінки, складена спеціальна комп'ютерна програма.

Встановлено існуючий рівень трансформації видового складу флори для окремих осушувальних об'єктів і загальний екологічний стан їх території. Запропоновано ряд практичних заходів, спрямованих на сповільнення процесів синантропізації флори та покращення стану осушених територій.

Розроблена методика оцінки рівня трансформації флори-ізоляту введена в програму лабораторних занять і літньої навчальної практики для студентів спеціальностей “екологія і охорона навколишнього середовища” та “агрохімія і ґрунтознавство”

Особистий внесок здобувача. Всі матеріали польових досліджень отримані автором безпосередньо. Обробка та аналіз польового матеріалу проведені автором особисто. Для характеристики досліджених осушувальних систем використані матеріали Рівненського обласного управління водного господарства.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації були представлені на Міжнародній науковій конференції “Современные проблемы изучения, использования и охраны природных комплексов Полесья” (Мінськ, 1998 р.), на ІІ Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих учених “Екологія. Людина. Суспільство” (Київ, 1999 р.), на науковому семінарі “Сучасна екологія і проблеми сталого розвитку суспільства” (Львів, 1999 р.), на розширеному засіданні кафедри агрохімії, ґрунтознавства і землеробства УДУВГіП (Рівне, 2003), на засіданні відділу природної флори Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка (Київ, 2003), на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів Рівненського державного технічного університету (Рівне, 1998-2001 рр.).

Публікації. За результатами проведених досліджень опубліковано 10 наукових робіт, у тому числі 3 статті в фахових наукових виданнях.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається зі вступу, 9 розділів, висновків, списку використаних джерел і 2 додатків (загальний обсяг - 205 сторінок). Основний зміст роботи викладений на 153 сторінках машинописного тексту. В дисертації приведено 16 таблиць і 26 рисунків. Список використаних джерел включає 200 назв, у тому числі 21 робота іноземною мовою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗВИТОК УЯВЛЕНЬ ПРО АНТРОПІЧНУ ТРАНСФОРМАЦІЮ РОСЛИННОСТІ ТА ФЛОРИ

Широке вживання термінів “трансформація флори” та “трансформація рослинного покриву” зумовлене, насамперед, наслідками інтенсивного антропічного пресингу на природну флору й рослинність і зростанням інтересу до питань динаміки рослинності (Б.М. Миркин, 1984).

У 20-30-х роках рядом учених при вивченні форм динаміки рослинності зверталася увага на її зміни під впливом антропічних факторів. Наслідки впливу антропічного фактора на природні рослинні угруповання та зумовлені цим певні прояви її динаміки прагнули використати ботаніки при розробці класифікації рослинності (Й.К. Пачоський, 1921; В.В. Алехин, 1924; F. Clements, 1936). У подальшому антропічно змінені рослинні угруповання вивчалисьБ.А. Городковим (1946), А.С. Карпенком (1963), R. Tuxen (1965; 1966), П.Л. Горчаковським (1979; 1984), С.М. Разумовським (1981), В.В. Акатовим і Т.В. Акатовою (1992). При цьому основна увага при характеристиці форм динаміки зверталася, насамперед, на фактори, що зумовлюють ці форми, меншою мірою - на специфіку конкретних форм. Ботаніками визнавалось існування форм динаміки, зумовлених дією людини, були окремо виділенні антропічно змінені рослинні угруповання. Однак, їх характерні ознаки залишалися недостатньо з'ясованими.

Значний внесок у розуміння динаміки рослинності, зокрема, викликаної антропічним впливом, зробив Б.М. Міркін (1978, 1984, 1989).

Вивчення процесів антропічної трансформації флори знайшло своє відображення в численних працях як вітчизняних, так і зарубіжних науковців. Насамперед, вони намагалися з'ясувати специфічні риси таких процесів. У 20-х роках П.Ф. Оксіюком (1924) було проаналізоване поширення адвентивних видів рослин на території України. Прояви антропічної трансформації флори для різних умов і для різних регіонів зумовили різні підходи щодо їх оцінки (Г.У. Куренцова, 1973; А.П. Казанкин, 1984; А.И. Харкота, 1984; М.А. Голубец и др., 1988; Я.П. Дидух, 1992; В.Н. Голубєв и В.В. Корженевский, 1985; Б.А. Юрцев, 1987). В останні десятиріччя з'явилися праці, в яких доведена об'єктивна необхідність виділення синантропних флор як самостійного утворення, проаналізовані їх специфічні риси (В.В. Протопопова, 1991;Н.Г. Ильминских, 1993).

Детальному вивченню наслідків синантропізації для різних типів рослинності присвячені дослідження П.Л. Горчаковського та А.В. Абрамчук (1983), П.Л. Горчаковського (1984), Є.Д. Єрмоленко (1987), Д.В. Дубини та Ю.Р. Шеляг-Сосонка (1990), Л.М. Сипайлової (1990), Т.М. Стіхарєвої (1991). В кінці 80-х - на початку 90-х років В.А. Соломахою була описана синтаксономія та динаміка сегетальної рослинності України (1989, 1992).

Серйозною проблемою методологічного та практичного значення залишається вибір критеріїв для оцінки рівня антропічної трансформації флори. Синантропізацію флори часто оцінюють вузько - як частку участі в ній супроводжуючих людину аборигенних і адвентивних видів, або як число видів, які занесені людиною та проникли в місцеву флору (E. Hadaи, 1978;П.Л. Горчаковский и А.В. Абрамчук, 1983). Польськими ботаніками для оцінки трансформації флори запропоновані кількісні показники, що ґрунтуються на співвідношенні числа різних груп синантропних видів (A. Urbicz, 1991; B. Sudnik-Wojcikowska, 1991, 1992; B. Jackowiak, 1990, 1993).

Більшість науковців розглядають антропічну трансформацію флори як антропотолерантний варіант регіональної флори, що історично склалася в конкретних умовах при взаємодії природних та антропічних факторів і за своїми ознаками відповідає синантропним флорам (Е.Н. Кондратюк и др., 1989; В.Н. Тихомиров, 1989; В.В. Протопопова, 1991; Н.Г. Ильминских, 1993).

Серед вітчизняних ботаніків особливої уваги щодо вивчення процесів антропічної трансформації флори та специфічних рис синантропної флори заслуговують дослідження, що тривалий час проводяться В.В. Протопоповою (1965, 1973, 1991) та Р.І. Бурдою (1991, 1996).

ЗМІНИ ЛАНДШАФТІВ ПЕРЕЗВОЛОЖЕНИХ ТЕРИТОРІЙ І ЇХ ФІТОКОМПОНЕНТУ ПІД ВПЛИВОМ ОСУШЕННЯ

Результати досліджень боліт на території України знайшли своє відображення в численних працях, які присвячені вивченню як окремих компонентів болотних екосистем і їх природних ресурсів, так і боліт у цілому, особливо їх типології (А.С. Рогович, 1869; И.К. Пачоский, 1897, 1899, 1900; Г.И. Танфильев, 1899; Д.К. Зеров, 1938; S. Kulczynski, 1939, 1940; Г.Ф. Бачурина, 1964; Є.М. Брадіс, 1956, 1963; М.С. Боч и Е.Н. Рубцов, 1962; Є.М. Брадіс іГ.Ф. Бачурина, 1958, 1969; І.М. Григора, 1956, 1958; А.І. Барбарич, 1955 та інші). У 70-х роках спостерігається підвищений інтерес до вивчення поліських боліт із метою вдосконалення їх класифікації, типології та торфово-болотного районування. В цей період були опубліковані праці Т.Л. Андрієнко,А.І. Кузьмичова та О.І. Прядко (1971), І.М. Григори (1972; 1973), Є.М. Брадіс (1973), Є.М. Брадіс і Т.Л. Андрієнко (1974). В подальшому вивчення болотних екосистем набуває переважно екологічного спрямування.

Дослідження боліт Білоруського Полісся були проведені рядом учених, особливо в післявоєнний період (В.В. Адамов и И.К. Ярошевич, 1927;С.Н. Тюремнов, 1931, 1940; В.И. Парфенов, Г.А. Ким, 1971; И.Д. Юркевич, Н.Ф. Ловчий, В.С. Гельтман, 1971; В.И. Парфенов, Н.Ф. Козловская, 1972; Н.Ф. Козловская, В.И. Парфенов, 1972; И.Д. Юркевич, В.С. Гельтман, Д.С. Голод и др., 1972; М.О. Конойко, 1974; Н.Ф. Козловская, 1978; Л.П. Смоляк, 1969; Т.И. Кухарчик 1991, 1996 та інші).

Екологічні аспекти здійснення осушувальної меліорації з'являються в науковій літературі приблизно з середини минулого століття. Узагальнюючі праці, що стали результатом комплексного вивчення впливу осушувальної меліорації на екологічний стан територій, були опубліковані в 80-90-х роках (С.Г. Скоропанов, В.Ф. Карловский и В.С. Брезгунов, 1982; Б.С. Маслов и И.В. Минаев, 1985; В.Р. Булдей и С.Т. Вознюк, 1987; Л.В. Перегуда, Г.Н. Каркуциев и Т.Л. Андриенко, 1988; “Осушительная мелиорация и охрана природных ресурсов Украинского Полесья”, 1988; “Научные основы рационального использования и охраны природных ресурсов Полесья Украины”, 1993).

Осушення можна розглядати як прямий вплив людини на болота та інші об'єкти осушувальної меліорації. З розширенням масштабів меліорації, вона набуває комплексного ландшафтного характеру. Наявні літературні дані містять досить об'ємну інформацію про зміни різних компонентів екосистем і ландшафтів, ландшафтів у цілому під впливом осушення та подальшого господарського використання осушених територій. Основні наслідки осушення - зниження рівня ґрунтових вод на об'єкті та на прилеглій території, зміна русла й режиму течії річок, ліквідація торфових відкладів при торфодобуванні, ліквідація лісової та лісо-чагарникової рослинності, зміна складу лісової підстилки на прилеглих територіях, збільшення пожежної небезпеки на торфовищах, знищення місць для нересту риб, зміна шляхів до водопоїв диких тварин, зміна умов їх гніздування та годівлі, зменшення площ грибних і ягідних ділянок, порушення міграцій тварин унаслідок будівництва каналів великого поперечного перерізу. В процесі використання осушених територій відбувається заміна природної рослинності культурною, що поступається місцем рослинності агробіоценозів. Дискусійними, незважаючи на значну кількість проведених досліджень, і на даний час залишаються питання щодо впливу меліоративних об'єктів на прилеглі території, зокрема, не до кінця з'ясованими є питання про відстань розповсюдження впливу та конкретні механізми його здійснення.

У результаті осушення та подальшого господарського освоєння осушених територій рослинний світ, як і інші компоненти ландшафту, зазнає істотної трансформації. Зміни фітокомпоненту ландшафтів виявляються, насамперед, на безпосередньо меліорованій території, однак вони можуть захоплювати значні площі прилеглої території. Зміни рослинного світу мають складну залежність і неоднозначність проявів.

Вивченню процесів трансформації флори й рослинності під впливом осушення присвячено чимало праць, насамперед, українських і білоруських науковців. Результати досліджень, які приведені в літературі, добре конкретизують картину сукцесій стосовно різних типів боліт. Із цього напрямку переважають роботи українських (Л.С. Балашев, Т.Л. Андриенко иА.И. Кузмичев, 1981; “Изменение растительности и флоры болот...”, 1982;Л.С. Балашов, 1991, 1994;) та білоруських (В.И. Парфенов и Г.А. Ким,1976; В.И. Парфенов, 1981, 1983, 1984) фітоценологів. При вивченні змін рослинності та флори під впливом осушення, як один із наслідків, окремо відмічається значне поширення на осушених територіях бур'янових видів (Н.В. Козловская и Л.Г. Симонович, 1966; Г.А. Ким и Г.Ф. Рыковская, 1966; Г.А. Ким, Н.В. Козловская, Г.Ф. Рыковская и др., 1970; В.И. Артеменко и А.К. Бескровный, 1972; С.Л. Мосякин, 1990). Результати вивчення впливу осушення на лісові фітоценози та їх окремі групи рослин відображені в працях Л.П. Смоляка (1969), В.К. Поджарова (1970; 1974), М.М. Арабея (1979), В.І. Зернова (1981),Є.П. Панова (1981), В.К. Поджарова та Л.М. Саковича(1981), А.В. Бойка (1981), О.І. Міховіча (1982), В.І. Мельника (1993; 2000) та ін.

ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Вибір об'єктів проведення досліджень визначався, насамперед, їх розміщенням у різних природно-кліматичних умовах, відмінностями в способах осушення та регулювання водного режиму, тривалості періоду, що минув після осушення, напрямку господарського використання, а також у характері прилеглої території. Досліджувані об'єкти розташовані на території Рівненської (частково вироблене торфовище біля с. Перевередів Млинівського району, Загорощанська осушувальна система Рівненського району та Печалівська осушувальна система Костопільського району) та Волинської (Цирська осушувальна система) областей.

При вивченні видового складу синантропної флори на осушувальних об'єктах ми розглядали таку флору як флору-ізолят (Р.І. Бурда, 1991). Одночасно, таку флору можна розглядати як парціальну флору конкретної флори (Б.М. Миркин, Г.С. Розенберг, Л.Г. Наумова, 1989). З'ясування видового складу флори вищих судинних рослин у межах осушеної й прилеглої територій проводилось шляхом їх маршрутного обстеження та при описі пробних ділянок. Дослідження проводились упродовж 1997-2001 рр. Також був використаний гербарний матеріал кафедри агрохімії, ґрунтознавства та землеробства УДУВГіП і фондів Рівненського краєзнавчого музею. Для визначення проекційного покриття, життєвості видів, їх частоти трапляння та інших кількісних параметрів видового складу й з'ясування фітоценотичної ролі видів на безпосередньо осушеній (у контурі меліоративної системи) та на прилеглій територіях закладалися пробні ділянки розміром 5х5 м нерегулярним способом. Усього було описано понад 350 пробних ділянок. На осушених територіях пробні ділянки закладалися в напрямку від магістрального каналу (головного водоприймача) до периферії. Закладання та опис пробних ділянок проводили в червні-серпні місяцях згідно використовуваних методик.

Виділення синантропних видів із загального флористичного складу вищих судинних рослин і їх характеристику проводили за списком видів синантропної флори України, складеним В.В. Протопоповою (1991). Назви видів наведені за С.К. Черепановим (1995). Групи синантропних видів за походженням і хроноелементом виділяли згідно класифікації J. Kornas (1978). Ареалогічні типи синантропних видів виділяли за класифікацією А.Л. Тахтаджяна (1978), дещо модифікованою В.В. Протопоповою (1991), а також із врахуванням даних Meusel et al. (1965).

Рівень ґрунтових вод заміряли в момент опису пробних ділянок у контрольних свердловинах і під час закладання ґрунтових розрізів. Ґрунтові розрізи закладали безпосередньо на окремих пробних ділянках. Усього було описано 17 ґрунтових розрізів. На інших ділянках при необхідності робили прикопки. Для вивчення та характеристики досліджених осушувальних систем використані дані Рівненського обласного управління водного господарства.

Розрахунок величини синантропності проводили згідно описаної нижче методики. Для оцінки синантропізації видового складу флори на території досліджуваних об'єктів були використані окремі показники, що запропонованіB. Jackowiak (1990). Для аналізу амплітуди толерантності видів синантропної флори до едафічних факторів на території осушувальних об'єктів використані фітоіндикаційні шкали Д.Н. Циганова (1983).

Отримані числові результати досліджень були математично оброблені згідно правил біологічної статистики (В.И. Василевич, 1969; Н.А. Плохинский, 1970; В.М. Шмидт, 1980, 1984). Обробка даних, зібраних під час польових досліджень, проведена з використанням програми електронних таблиць Microsoft Excel 7.0 на IBM PC із операційною системою Windows 95. Для розрахунку значень синантропності була складена спеціальна програма.

СИНАНТРОПНІСТЬ ЯК КІЛЬКІСНИЙ ПОКАЗНИК АНТРОПІЧНОЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ ФЛОРИ-ІЗОЛЯТУ

Синантропізацію флори слід розглядати як один із проявів її трансформації. Присутність синантропного елемента в флорі конкретної території найбільш об'єктивно характеризує рівень її антропічної трансформації. В ідеалі природна флора в своєму складі не повинна містити синантропних видів. Чим більше таких видів, чим вища їх фітоценотична роль на досліджуваній території, тим більш глибокою буде антропічна трансформація флори. Перехід природних видів у категорію синантропних і проникнення адвентивних видів, збільшення їх участі в формуванні рослинного покриву ініціюють і поглиблюють таку трансформацію. Флора певної території буде тим більш трансформованою, чим менше аналогів такої флори за видовим складом і участю видів у формуванні фітоценозів існує в природі.

Враховуючи вище сказане, нами пропонується ввести кількісний показник - синантропність, як один із головних критеріїв оцінки глибини антропічної трансформації флори-ізоляту. Синантропність флори (S) для окремо взятої пробної ділянки на конкретній території можна визначити за формулою

Размещено на http://www.allbest.ru/

де n - число синантропних видів на пробній ділянці; N - загальне число видів вищих судинних рослин на пробній ділянці; k_i - поправочний коефіцієнт на походження синантропного виду та час занесення адвентивного виду; w_i - проекційне покриття синантропного виду, переведене в бали; v_i - життєвість синантропного виду, переведена в бали. З врахуванням потенційної небезпеки синантропних видів для природної флори запропоновано такі значення коефіцієнта k для окремих груп синантропних видів за походженням і часом занесення: апофіти - 0,3; археофіти - 0,5; кенофіти - 0,8. Проекційне покриття окремого синантропного виду в межах пробної ділянки переводили в бали з використанням шестибальної шкали: до 1 % - 1 б.; 1-до 5 % - 2 б.; 5-до 10 % -3 б.; 10-до 25 % - 4 б.; 25-до 50 % - 5 б.; понад 50 % - 6 б. Життєвість особин виду оцінювали за трибальною шкалою з врахуванням їх загального габітусу, ступеня пригнічення та, особливо, здатності до насіннєвого або вегетативного відтворення: добра життєвість - 3 б.; середня життєвість - 2 б.; низька життєвість - 1 б.

Синантропність, як кількісний показник, враховує флористичні ознаки (число видів, їх групи за походженням) та окремі ознаки рослинного покриву (проекційне покриття виду, життєвість особин). Значення синантропності, що розраховується за наведеною вище формулою, характеризує глибину антропічної трансформації видового складу спонтанної флори, а також флори на окультурених пасовищах, сіножатях і посівах багаторічних трав. Обчислення значень синантропності також можна проводити окремо в межах конкретних типів рослинності або в межах територій, однорідних за екологічними умовами, господарським використанням і антропічним навантаженням. У практичному відношенні найбільш зручним є використання цього показника для оцінки рівня трансформації порівняно невеликих за площею парціальних флор або флор-ізолятів.

ОСОБЛИВОСТІ ВИДОВОГО СКЛАДУ СИНАНТРОПНОЇ ФЛОРИ ОСУШЕНИХ ТЕРИТОРІЙ

При проведенні досліджень безпосередньо на території об'єктів, які піддалися осушенню, було виявлено 158 видів синантропної флори, що належать до 33 родин і 115 родів. Розподіл числа синантропних видів за досліджуваними об'єктами (табл. 1) визначається, насамперед, характеристиками та природно-екологічними умовами цих об'єктів.

В систематичній структурі відмічених синантропних видів найбільш чисельними виявились лише декілька родин: Asteraceae, Brassicaceae, Lamiaceae, Poaceae, Caryoрhyllaceae, Polygonaceae. Решта родин представлена невеликим числом видів. 13 родин або 39,4 % їх загальної кількості виявились одновидовими. Адвентивна фракція зареєстрованих синантропних видів включає 26 родин, із яких за числом видів виділяються родини - Asteraceae (16 видів), Brassicaceae (10 видів), Poaceae (5 видів), Lamiaceae (4 види), що об'єднують понад 55 % усіх адвентивних видів. 17 родин або 65,4 % їх загальної кількості виявились одновидовими.

Частка синантропних видів рослин від загального числа видів, яка визначалась при описі пробних ділянок, у середньому для об'єктів становила 65,7 %, найменшою виявилась для частково виробленого торфовища біляс. Перевередів (54,5 %), найбільшою - для Цирської осушувальної системи(77,9 %). Число синантропних видів на пробних ділянках коливалося в значних межах і становило 1-36 на безпосередньо осушеній території й 1-32 на прилеглій території. Характер розподілу синантропних видів на ділянках із різними екологічними умовами підтверджує той факт, що поширення синантропних видів флори визначається, насамперед, ступенем порушення ґрунтового покриву їх місцезростань. Одночасно, пониження рівня ґрунтових вод унаслідок проведення осушення створює більш сприятливі умови для поселення та поширення тих видів, які в своїй основній кількості характеризуються ксерофітними та мезоксерофітними ознаками. Розподіл числа синантропних видів на осушеній і прилеглій територіях, на нашу думку, відображає можливі переважаючі напрямки міграції цих видів.

Аналіз синантропних видів за групами походження та хроноелементом дозволяє виявити певні, добре виражені для осушених територій, особливості. Для всіх досліджуваних об'єктів характерне помітне переважання апофітів, частка яких коливається від 57,8 до 72,9 % (табл. 1). Синантропна флора на осушених територіях несе на собі відбиток аборигенної флори, що в підсумку й зумовлює переважання апофітної фракції. За часом занесення серед адвентивних видів помітно переважають археофіти. Кенофіти на досліджуваних об'єктах представлені лише 21 видом. За ступенем натуралізації відмічені адвентивні види синантропної флори переважно є епекофітами.

Таблиця 1

Розподіл числа синантропних видів рослин за об'єктами проведення досліджень і групами походження

Примітка. 1 - число видів; 2 - частка від синантропних видів, %; ап. - апофіти; ар. - археофіти; кн. - кенофіти.

Ареалогічні типи зареєстрованих на об'єктах видів синантропної флори досить різноманітні. Однак, при цьому чітко простежується помітне переважання видів небагатьох ареалогічних типів. У цілому на об'єктах і на кожному об'єкті зокрема найбільш представлені види з голарктичним типом ареалу, що складають від 28,5 до 34,1 % від загального числа синантропних видів. Друге й третє місця посідають види космополіти та гемікосмополіти. В сумі види названих вище трьох ареалогічних типів складають від 59,3 до 69,4 %. З інших типів ареалу ще помітно представлені євразійські та європейсько-середземноморські види.

Аналіз частоти трапляння синантропних видів, який проведений за описами пробних ділянок на безпосередньо осушеній території, показує, що найбільшою величиною цього показника характеризуються апофітні види. Однак, лише невелике число таких видів мають високу частоту трапляння (Ranunculus acris L., Cerastium holosteoides Fries, Potentilla anserina L., Amoria repens (L.) C. Presl, Taraxacum officinale Wigg.). Отримані результати свідчать також про те, що апофітна фракція у видовому складі синантропної флори переважає не лише за числом видів, але й за їх участю в формуванні рослинного покриву. Адвентивні види лише в окремих випадках можуть відігравати помітну роль у рослинних угрупованнях, однак, у цьому випадку вони можуть становити потенційну небезпеку місцевій флорі на прилеглих територіях. Для переважної більшості описаних пробних ділянок значне сумарне проекційне покриття синантропних видів досягається, як правило, не за рахунок окремих видів із великою участю в формуванні фітоценозу, а за рахунок багатьох видів із їх невеликим проекційним покриттям.

ХАРАКТЕРИСТИКА ФЛОРОКОМПЛЕКСІВ НА ТЕРИТОРІЇ ОСУШУВАЛЬНИХ ОБ'ЄКТІВ

Враховуючи особливості екологічних умов, існуючий антропічний вплив і характер використання досліджуваних ділянок, для території осушувальних об'єктів були виділені певні флорокомплекси та визначена їх видова основа. Видову основу флорокомплексів виділяли на основі частоти трапляння видів і їх проекційного покриття.

Для частково виробленого торфовища було виділено два флорокомплекси - торфорозробок та сіножатей і мало використовуваних пасовищ. Для території Загорощанської осушувальної системи було виділено 6 флорокомплексів - рудералізованих земель, просапних культур, культур суцільного посіву, посівів багаторічних трав, інтенсивно та помірно використовуваних пасовищ, сіножатей і мало використовуваних пасовищ. Найбільше число синантропних видів було відмічено для рудералізованих земель і пасовищ інтенсивного та помірного використання, з яких на адвентивні види припадає відповідно біля 37 % і 30 %. Найменше число синантропних видів відмічено для культур суцільного посіву, однак частка адвентивних видів тут складала 71 %. Аналогічні попередній системі флорокомплекси були виділені для Цирської осушувальної системи. Помітним числом синантропних видів тут відзначається більшість флоро-комплексів, за винятком просапних культур і культур суцільного посіву. Однак, саме для цих двох флорокомплексів також найбільшою виявилась частка адвентивних видів - відповідно 42 % та 46 %. На території Печалівської осушувальної системи було виділено 7 флорокомплексів (6 як у попередніх системах і додатково флорокомплекс осушених лісових ділянок). Найбільше число синантропних видів було відмічене для флорокомплексів інтенсивно та помірно використовуваних пасовищ, посівів багаторічних трав і рудералізованих земель. Найбільшою часткою адвентивних видів також характеризувались флорокомплекси просапних культур і культур суцільного посіву - відповідно 48 % та 45 %.

ВІДНОШЕННЯ ВИДІВ СИНАНТРОПНОЇ ФЛОРИ ДО ЕДАФІЧНИХ ФАКТОРІВ ОСУШЕНИХ ТЕРИТОРІЙ

Враховуючи те, що вологість ґрунту як екологічний фактор, зазнає істотних змін при проведенні осушувальної меліорації, нами проведено аналіз структури гідроморф відмічених синантропних видів. Із використанням фітоіндикаційних шкал Д.Н. Циганова (1983) була проведена оцінка відношення зареєстрованих на об'єктах синантропних видів до трьох едафічних факторів, вплив яких суттєво змінюється при проведенні осушувальної меліорації, - зволоженості, змінності зволоження ґрунту та його багатства азотом. Оцінка проводилась на основі амплітуди толерантності видів до зазначених вище едафічних факторів. Із врахуванням частоти трапляння видів і їх проекційного покриття для осушених територій за фітоіндикаційними шкалами визначені найбільш імовірні режими щодо зазначених вище факторів.

Аналіз розподілу гідроморф зареєстрованих на об'єктах синантропних видів показує, що на осушених територіях переважають види двох груп - мезофіти та ксеромезофіти (табл. 2). В сумі види зазначених вище гідроморф складають від 74,6 до 82,9 %. Крім мезофітних і ксеромезофітних видів, виділяється ще група гігрофітних видів, які складають від 9,5 до 18,7 %.

За даними аутфітоіндикації синантропних видів було встановлено, що на осушених територіях складається в основному середній режим зволоженості ґрунту з деяким зміщенням у сторону більш вологого, режим помірнозмінного зволоження зі зміщенням до сильнозмінного зволоження та стан достатнього на азот забезпечення ґрунту.

ЗАЛЕЖНІСТЬ ВЕЛИЧИНИ СИНАНТРОПНОСТІ ВІД ЕКОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ

Розрахунок величини синантропності згідно запропонованої методики за даними опису пробних ділянок, які закладалися в місцях із різними формами мікрорельєфу, інтенсивністю антропічного впливу та напрямком господарського використання, едафічними умовами, показав досить широке її варіювання.

Таблиця 2

Розподіл гідроморф синантропних видів рослин за об'єктами проведення досліджень

Примітка. Об'єкт № 1 - частково вироблене торфовище біля с. Перевередів, Млинівський район; об'єкт № 2 - Загорощанська осушувальна система, Рівненський р-н; об'єкт № 3 - Цирська осушувальна система, Камінь-Каширський р-н; об'єкт № 4 - Печалівська осушувальна система, Костопільський р-н; у чисельнику - число видів певної гідроморфи;

в знаменнику - частка від загального числа синантропних видів; грф - гігрофіти, мф - мезофіти, кмф - ксеромезофіти, мкф - мезоксерофіти

Величина синантропності на мікрознижених ділянках (пониження до 0,90 м) помітно менше величини цього показника на рівнинних та мікропідвищених ділянках і в середньому на об'єктах становить 0,88. Величини синантропності на рівнинних і мікропідвищених ділянках мало відрізняються між собою, хоча в середньому на об'єктах ця величина дещо менша на рівнинних ділянках, ніж на мікропідвищеннях - відповідно 1,12 та 1,18.

Досить чітко відрізняються середні значення синантропності для ділянок, які піддаються різним рівням антропічного навантаження. Середнє значення синантропності на ділянках із незначним антропічним навантаженням коливалося біля 0,70. Середнє значення синантропності для середнього та високого рівнів антропічного навантаження становило відповідно 1,0 та 1,3. Залежність величини синантропності від напрямку господарського використання осушених земель і типу ґрунту ускладнюється одночасним впливом на цю величину мікрорельєфних особливостей досліджуваних ділянок і рівня антропічного навантаження. Аналіз залежності величини синантропності від напрямку господарського використання показує, що ця величина виявилась найменшою для ділянок, використовуваних під сіножаті (0,89). Досить високою виявилась синантропність для ділянок, зайнятих посівами просапних культур і культур суцільного посіву, що свідчить про їх високу забур'яненість та поганий фітосанітарний стан полів на осушених територіях. Значне варіювання синантропності відмічається для пасовищ. У багатьох випадках високим значенням синантропності характеризуються також посіви багаторічних трав, особливо ті, що часто використовуються під пасовища або з порушеною ротаційною схемою сівозміни. Ділянки осушеного чорновільхового лісу, що розміщені на території Печалівської осушувальної системи, також відзначаються високими значеннями синантропності, які, в основному, забезпечуються за рахунок помітної участі апофітів.

Розрахунок величини синантропності для ділянок із різними типами ґрунтів показав, що значення синантропності виявилось найменшим для мало розкладених торфових і сірих лісових ґрунтів. Одночасно високі значення синантропності відмічені для добре розкладених, мінералізованих торфових і дерново-підзолистих ґрунтів.

Значення синантропності на прилеглій території варіює в досить широких межах і визначається багатьма факторами, з яких найважливішу роль, як і у випадку осушеної території, відіграють напрямок господарського використання, інтенсивність антропічного навантаження, тип ґрунту й ступінь його порушення.

РІВНІ АНТРОПІЧНОЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ ФЛОРИ-ІЗОЛЯТУ ТА ЗАХОДИ ОТИМІЗАЦІЇ ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ОСУШЕНИХ ТЕРИТОРІЙ

Враховуючи значення синантропності, що отримані для пробних ділянок різного типу, пропонується виділити п'ять рівнів трансформації флори-ізоляту: 1-ий (флора майже нетрансформована, значення синантропності варіює від 0 до 0,3; вона зберігає риси природної регіональної флори або близької до неї); 2-ий (флора мало трансформована, значення синантропності варіює від 0,3 до 0,7; вона зберігає більшість рис природної регіональної флори); 3-ій (флора середньо трансформована, значення синантропності варіює від 0,7 до 1,1; вона зберігає лише загальні риси природної регіональної флори); 4-ий (флора помітно трансформована, значення синантропності варіює від 1,1 до 1,6; вона характеризується тим, що риси природної флори в ній збереглися мало й утворена переважно видами з широкою екологічною амплітудою); 5-ий (флора сильно трансформована, значення синантропності сягає понад 1,6; це є крайній рівень її трансформації, де риси природної регіональної флори практично втрачені).

На осушених територіях переважна частина площі (без врахування посівів просапних культур і культур суцільного посіву) характеризується 3 і 4 рівнями трансформації видового складу флори. Окремі ділянки з непорушеним ґрунтовим покривом і незначним господарським використанням характеризуються 2 рівнем трансформації флори. Зрідка можуть зустрічатися ділянки, що наближаються до 1 рівня трансформації.

Обґрунтування та розробку відповідних заходів щодо використання наявного меліоративного фонду слід проводити диференційовано з врахуванням комплексу показників, зокрема, рівня трансформації флори-ізоляту. Найбільш доцільною є така функціональна організація осушених територій, яка близька до структури природних ландшафтів та здатна забезпечувати екологічну стабільність і стійкість системи в цілому. Обов'язковим елементом у функціональній організації осушеної території повинна стати так звана буферна зона, що розміщується на зовнішній межі осушувальної системи.

ВИСНОВКИ

1. У результаті проведених досліджень на території осушувальних об'єктів встановлено зростання 264 видів вищих судинних рослин, із яких 158 видів або біля 60 % є синантропними.

2. На осушених територіях у видовому складі синантропної флори переважає апофітна фракція, а з адвентивних видів переважають археофіти. За ступенем натуралізації серед адвентивних видів помітно переважають епекофіти. Відмінності у видовому складі синантропної флори для досліджуваних об'єктів, насамперед, обумовлені відмінностями в їх адвентивних фракціях, тоді як видовий склад апофітних фракцій є досить подібним.

3. Найбільшою частотою трапляння на осушених територіях характеризується невелике число апофітних видів. Апофітна фракція синантропної флори також переважає за участю в формуванні фітоценотичного покриву. Помітне сумарне проекційне покриття синантропних видів досягається переважно не за рахунок окремих видів із помітною участю в складенні фітоценозів, а за рахунок багатьох видів із їх невеликим проекційним покриттям.