Гідрофільна флора Придніпровської височини

Размещено на http://allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ БОТАНІЧНИЙ САД ІМ. М.М. ГРИШКА

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

03.00.05 - ботаніка

ГІДРОФІЛЬНА ФЛОРА ПРИДНІПРОВСЬКОЇ ВИСОЧИНИ

Виконала Голуб Надія Петрівна

Київ - 2004

АНОТАЦІЯ

Голуб Н.П. Гідрофільна флора Придніпровської височини. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.05 - ботаніка. - Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України, Київ, 2004.

Дисертаційна робота присвячена з'ясуванню видового складу, вивченню сучасного стану, тенденцій, напрямків антропічних змін гідрофільної флори Придніпровської височини, а також розробці методів її активної та пасивної охорони.

Проведено порівняльно-структурний аналіз флори досліджуваного регіону, з'ясовано особливості систематичної, екологічної, біоморфологічної, географічної, ценотичної і господарської структури. Виділено провідні чинники антропогенного впливу та встановлено напрямки і тенденції змін флори. Розроблено класифікаційні схеми екосистем водойм і перезволожених територій. Проаналізовано сучасний стан охорони видів, обґрунтовано необхідність проведення системи заходів, спрямованих на розширення мережі природно-заповідного фонду. Проведено оцінку декоративних властивостей видів та розроблено практичні рекомендації з використання їх в озелененні.

гідрофільний флора антропогенний таксономічний

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Фітосистеми водойм і перезволожених територій Придніпровської височини відзначаються багатством і різноманіттям. Вони виконують виключно важливу регуляторну, енергоакумулюючу, водоочисну і багато інших функцій у регіоні з надмірно трансформованим природним рослинним покривом. Складність розв'язання завдань їх оптимізації і невиснажливого використання ресурсів зумовлена нез'ясованістю багатьох питань, зокрема, особливостей сучасного поширення гідрофільної флори в регіоні та її антропогенної трансформації. До останнього часу залишалися недостатньо вивченими склад, структура, шляхи раціонального використання досліджуваної флори, зокрема, в озелененні (Моляка, 1962; Шеляг-Сосонко, Дубина, 1984; Кузнєцов та ін., 1994; Голуб, 1998).

Гідрофільна флора Придніпровської височини знаходиться під значним антропічним впливом. Провідними чинниками виступають зарегулювання та відйом у значних обсягах річкового стоку, забруднення водойм і господарське освоєння перезволожених територій. У зв'язку із цим та з огляду на трансформованість гідрофільної флори, а також значущість у функціонуванні екосистем водойм і перезволожених територій регіону досить актуальними є завдання її охорони та збереження. Їх розв'язання може бути успішним лише за умови всебічного вивчення гідрофільної флори, зокрема, сучасного поширення, структурних особливостей та тенденцій і напрямків антропогенної динаміки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відділі дендрології, екології та паркознавства дендрологічного парку «Софіївка» НАН України (м. Умань) у 2000 - 2003 рр. згідно з планом науково-дослідної теми «Збереження і збагачення різноманіття рослин в паркових ценозах Правобережного Лісостепу України» (№ державної реєстрації в УкрІНТЕІ 0199U003053).

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - встановити таксономічний склад гідрофільної флори Придніпровської височини, виявити особливості її структури та антропогенної трансформації, розробити наукові основи охорони і збереження, а також методи раціонального використання, зокрема, в зеленому будівництві.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

- виявити видовий склад і скласти анотований конспект гідрофільної флори регіону;

- провести порівняльно-структурний аналіз флори;

- встановити напрямки і тенденції антропогенної трансформації флори та розробити прогноз її змін;

- розробити класифікаційну схему екосистем водойм і перезволожених територій;

- провести созологічну оцінку гідрофільної флори та розробити заходи її охорони і збереження;

- дати оцінку декоративних властивостей видів екосистем водойм і перезволожених територій;

- розробити практичні рекомендації вирощування перспективних декоративних видів гідрофільної флори.

Об'єкт дослідження - гідрофільна флора Придніпровської височини.

Предмет дослідження - структурні особливості, сучасний стан, динаміка та охорона гідрофільної флори Придніпровської височини.

Методи дослідження. Польові дослідження здійснювалися маршрутним, напівстаціонарним і рекогносцирувальним методами. При вивченні флористичних особливостей застосовували порівняльно-структурний метод аналізу флор (Шеляг-Сосонко, Дідух, 1983). Фенологічні спостереження були проведені за методиками І. Г. Серебрякова (1952) та І. М. Бейдеман (1974).

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше встановлено видовий склад гідрофільної флори регіону, здійснено порівняльно-структурний аналіз та складено її анотований конспект. Виділено провідні чинники антропічного впливу на флору та встановлено напрямки і тенденції її змін. Уперше розроблено класифікаційну схему екосистем водойм і перезволожених територій Придніпровської височини. Проведено фітосозологічну оцінку гідрофільної флори регіону та розроблено заходи її охорони.

Практичне значення одержаних результатів. Підготовлено і передано в Державну службу заповідної справи Мінприроди України наукове обґрунтування створення шести природоохоронних об'єктів.

Для зеленого будівництва запропонований асортимент видів, відібраних на основі показників їх декоративності. Розроблені та передані управлінням зеленого господарства Черкас, Кіровограда, Умані, Вінниці практичні рекомендації з використання видів гідрофільної флори в озелененні.

У дендрологічному парку «Софіївка» НАН України створена колекція видів гідрофільної флори, перспективних для впровадження в культуру декоративного садівництва, та здійснено озеленення водойм і перезволожених ділянок його території. Отримані наукові матеріали використовуються у навчальному процесі студентів Інституту соціальної та мистецької освіти і факультету дошкільної педагогіки та психології Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини.

Розроблені заходи активної і пасивної охорони фіторізноманіття екосистем водойм і перезволожених територій регіону, а також методи формування декоративних композицій в озелененні можуть бути використані для проведення аналогічних робіт у інших регіонах.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана автором і є цілісним самостійним завершеним дослідженням. Проведено близько 40 експедиційних виїздів, маршрути яких охоплювали всю територію Придніпровської височини. Зібрано 320 гербарних аркушів, складено картосхеми поширення рідкісних видів. Матеріали досліджень зібрані, проаналізовані і систематизовані автором самостійно.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У розділі 1 наводиться характеристика геоморфологічної будови та гідрологічних, кліматичних і едафічних особливостей регіону досліджень. Придніпровська височина займає площу 80 тис. км², розміщена на правобережній частині України в межах двох фізико-географічних провінцій та п'яти областей. Розвинена гідрологічна мережа (0,28 км/км²) зумовила формування різноманітних екосистем водойм і перезволожених територій, флористичний склад яких визначається їх регіональним приуроченням, характером гідрологічного режиму та ступенем антропогенної трансформації.

У розділі 2 проаналізовано основні етапи та напрямки досліджень гідрофільної флори регіону. Флористичний етап (1852 - 1923 рр.) відзначався ботанічними дослідженнями гідрофільної флори загального характеру (Траутфеттер, 1852, 1853, 1855; Рогович, 1852, 1853, 1869; Андржієвський, 1862, 1869; Бельке, 1866; Шмальгаузен, 1886; Монтрезор, 1886, 1898; Пачоський, 1887, 1905 та ін.). Вперше були складені флористичні списки окремих районів Придніпровської височини, які стали основою подальших досліджень гідрофільної флори. Еколого-флористичний етап (1924 - 1940 рр.) виділявся переважанням досліджень еколого-топологічного характеру (Зеров, 1924, 1938; Підоплічка, 1926; Гродзинський, 1928, 1929; Лавренко 1928; Семенкевич, 1929; Вакуленко, 1933, 1935 та ін.). Авторами вперше зроблені спроби виділити екологічні групи рослин, з'ясований вплив екологічних чинників на розвиток окремих видів та їх угруповань, вказані місцезростання рідкісних видів. Еколого-ценотичний етап (1946 - 1981 рр.) характеризувався дослідженнями з питань класифікації видів природних (Моляка, 1958; Зеров, 1958; Євдущенко, 1960; Афанасьєв, 1966а та ін.) та штучних (Потульницький, 1962; Коненко та ін., 1965; Корелякова, 1975, 1977; Зеров, 1976) водойм і перезволожених територій (Бачуріна, 1949; Кучерява, 1963, 1967; Брадіс, Бачуріна, 1969; Бельгард, Сідельник, 1975). Проведено дослідження динаміки рослинності (Зеров, 1953, 1960; Потапов, 1959; Євдущенко, 1971) і охорони рідкісних видів флори (Моляка, 1962; Зеров, 1963; Афанасьєв, 1966б; Ситенко, 1974; Бортняк, 1981). Комплексний етап (з 1982 р. до цього часу) виділяється переважанням досліджень антропічної трансформації флори і рослинності (Протопопова, 1991; Барановський, 1993; Зуб, Карпова, Савицький, 2000; Чорна, 2003), введенням декоративних видів флори у культуру (Антонюк та ін., 1982; Собко, 1993; Мазур, 2002), з'ясуванням питань господарського використання (Якубовський, Мережко, 1982; Якубовський, Ступіна, 1983; Мережко, 1987 та ін.). Висвітлюється стан охорони рідкісних видів регіону (Борейко, Мельник, Грищенко, Листопад, 1997; Андрієнко, 1999; Сіденко, 2000; Орлов, Сіренький, Подобайло, 2001) у зв'язку з формуванням національної екомережі України.

Відзначено сутність узагальнюючих досліджень гідрофільної флори та недостатнє вивчення антропічної трансформації і методів її охорони у регіоні.

В основу роботи покладені матеріали польових досліджень, проведених автором протягом 2000 - 2003 рр. Здійснено 260 флористичних описів і зібрано 320 гербарних зразків вищих судинних рослин гідрофільної флори. Дослідження здійснювалися маршрутним, напівстаціонарним і рекогносцирувальним методами (Толмачов, 1970; Щербаков, Тихомиров, 1994а, 1994б). При вивченні флористичних особливостей екосистем водойм і перезволожених територій використовували порівняльно-структурний метод аналізу флор (Шеляг-Сосонко, Дідух, 1983). Номенклатура таксонів вищих судинних рослин подана за «Системою магноліофітів» (Тахтаджян, 1987) і «Vascular plants of Ukraine» (Mosyakin, Fedoronchuk, 1999). Для біоморфологічного аналізу була використана лінійна система життєвих форм В.М. Голубєва (1972). Типи стратегії вивчали за методикою Л.Г. Раменського (1938) і С. Грайма (Grime, 1979). Екологічний аналіз було здійснено з використанням підходів Я.П. Дідуха і П.Г. Плюти (1994). Для аналізу гідроморф застосовували класифікаційну схему, розроблену С. Гейни (Hejnэ, 1960, 1962, 1965). Спектри хорологічних груп складено на основі ботаніко-географічного районування земної кулі Н. Мойзеля зі співавторами (Meusel, Jдger, Weinert, 1965). Для оцінки антропогенної трансформації флори використовували класифікацію синантропних видів Й. Корнася (Kornaљ, 1968). Ступінь гемеробності визначали за класифікацією Х. Сукопа (Sukopp, 1972), дещо модифікованою іншими авторами (Pavlovska, 1977; Chmiel, 1993; Jackowiak, 1993а, 1993б). Для аналізу оцінки рідкісності видів використано їх комплексну созологічну характеристику, запропоновану С.М. Стойком (1982) з урахуванням доповнень Ю.Р. Шеляга-Сосонка, Я.П. Дідуха, Є.Ф. Молчанова (1985), Т.Л. Андрієнко (1999) та ін. Оцінка декоративності видів проведена на основі їх бальної системи, запропонованої В.М. Голубом (1998), з деякими змінами. Визначення ступеня антропотолерантності декоративних видів проводилося за розробленою оригінальною методикою.

Систематична структура. Гідрофільна флора Придніпровської височини нараховує 348 видів судинних рослин, які відносяться до 152 родів, 63 родин і трьох відділів. Найбільшим видовим багатством відзначаються екосистеми водойм (44,54 %), меншим - боліт (34,48 %), ще меншим - лук (29,31 %). Переважна більшість видів відноситься до Magnoliophyta (340 або 97,70 %).

Флористична пропорція складає 1 : 2,41 : 5,52 (табл. 1). Спектр десяти провідних родин утворюють Cyperaceae, Poaceae, Asteraceae, Potamogetonaceae, Brassicaceae, Ranunculaceae, Salicaceae, Polygonaceae, Apiaceae, Juncaceae, які об'єднують понад половину (186 або 53,45 %) видів.

Таблиця 1. Кількісний розподіл таксонів і основні пропорції флори

Аналіз флори на родовому рівні виявив переважання родів, представлених одним видом (82 або 53,95 %). Найбільшою видовою різноманітністю характеризуються роди Carex L. (23 види або 6,61 %), Potamogeton L. (17 видів або 4,89 %), Juncus L. (11 видів або 3,16 %). Кількісні показники систематичної структури, спектр провідних родин і родів відображають її подібність з гідрофільними флорами бореальної флористичної області.

Біоморфологічна структура. Аналіз спектра клімаморф свідчить про переважання гемікриптофітів (33,34 %). Вони приурочені до короткозаливних ділянок лучних і болотних екосистем. Менша кількість належить до терофітів (16,09 %), які характерні для прибережних ділянок екосистем водойм, та гелофітів (14,94 %), що займають центральні ділянки лучних і болотних екосистем. Майже однаковою кількістю представлені гідрофіти (14,08 %) і геофіти (13,79 %). Участь фанерофітів (4,60 %), теро-гемікриптофітів (2,87 %) і хамефітів (0,29 %) у складі флори незначна. Їх представники переважають у заплавних лісових екосистемах. У спектрі біоморф кількісно переважають трав'янисті рослини (95,11 %), серед них полікарпіки (85,20 %). Літньозелені представлені 74,71 % видів. Вони приурочені до лучних екосистем та прибережних ділянок водойм. Літньозимовозелені (16,09 %) характерні переважно для екосистем водойм і боліт. Вічнозелені (7,76 %) та ефемероїди (1,44 %) переважають на болотистих луках. Більша частина видів (66,95 %) характеризується кореневищною структурою підземних пагонів. Серед них 37,35 % - довгокореневищні і 29,60 % мають короткі кореневища. Вони характерні для тривалозаливних ділянок лучних екосистем та боліт. Кількість рослин із безрозетковими пагонами є найбільшою (45,12 %). Вони частіше зустрічаються в екосистемах водойм і заплавних лісів. Дещо менше напіврозеткових (41,95 %), які характерні для екосистем болотистих лук та прибережних ділянок водойм. З розетковими пагонами нараховується 12,93 % видів. Вони приурочені переважно до трансформованих болотних і лучних екосистем.

Екологічна структура. Аналіз спектра гідроморф свідчить про переважання геломорфної групи видів (26,15 %). Її складають гідроохтофіти (11,78 %) та охтогідрофіти (8,34 %), які приурочені до прибережних ділянок екосистем водойм, що відзначаються потужними мулистими донними відкладами, і евохтофіти (6,03 %) - характерні для екосистем боліт. Значною є участь гелогігроморфної та гігромезоморфної груп (по 21,26 %).

За відношенням до кислотного режиму ґрунтів найбільшою кількістю представлені нейтрофіти (45,11 %), які переважно приурочені до екосистем водойм та лук, і субацидофіти (37,64 %), що характерні для екосистем боліт і заплавних лісів. За відношенням до сольового режиму ґрунтів найбільш представлені семіевтрофи (50,57 %), які частіше зустрічаються в екосистемах водойм та лук. Майже однаковою кількістю видів представлені мезотрофи (20,98 %) та евтрофи (20,40 %). Розподіл видів флори за відношенням до вмісту засвоюваних форм азоту ґрунту виявив переважання нітрофітів (48,28 %) та гемінітрофітів (29,60 %), які характерні для екосистем водойм та болотистих лук. За ознакою приурочення до освітлення більшість видів належить до геліофітів (39,66 %) і субгеліофітів (35,34 %), що зумовлено режимом освітлення екосистем водойм і перезволожених територій.

Ценотична структура. Більшу частину видів флори складають гемістенотопні види (58,05 %), значно менше стенотопних (29,60 %). Кількість геміевритопних (10,03 %) і евритопних (1,72 %) видів ще менша. За характером поведінки в угрупованнях переважають види з основним типом стратегії (53,45 %). Серед них патієнти (S-стратеги) - 29,31 % і експлеренти (R-стратеги) - 14,37 %. Види з комбінованим типом стратегії приурочені до екосистем, що зазнають значного антропічного впливу. Серед них кількісно переважають види з типами стратегії CS - 17,82 % і SR - 16,38 %. В еколого-ценотичному спектрі провідне місце займають види болотної (28,45 %), повітряно-водної (20,11 %) і водної (17,53 %) груп.

Географічна структура. У зональному спектрі кількісно переважають види температно-меридіональної (22,70 %), температно-субмеридіональної (17,24 %), борео-меридіональної (16,67 %), борео-субмеридіональної (16,09 %) та плюризональної (14,08 %) хорологічних груп. У регіональному спектрі найбільшою чисельністю видів відзначається євразійська (35,35 %) хорологічна група (рис. 1). В океанічно-континентальному відношенні більша кількість видів належить до індиферентної (49,43 %) і евриокеанічної (25,00 %) хорологічних груп.

Рис. 1. Розподіл видів за регіональними хорологічними групами

Ендемічні види відсутні, субендемічні представлені 7 видами (Batrachium rionii (Lagger) Nyman, Caldesia parnassifolia (L.) Parl., Persicaria hypanica (Klokov) Tzvelev, Potamogeton sarmaticus Maemets, Orchis nervulosa Sacalo, Typha foveolata Pobed., Wolffia arrhiza (L.) Horkel ex Wimmer). Вони приурочені в основному до прибережних ділянок екосистем водойм, що відзначаються значними алювіально-піщаними відкладами.

Господарська структура. За господарськими ознаками провідне місце займають декоративні (48,28 %), лікарські (42,52 %) і кормові (34,48 %) види. Решта - медоносні (16,38 %), водоохоронні (14,94 %), технічні (12,93 %), харчові (11,49 %), фарбувальні (8,04 %), фітомеліоративні (5,17 %), вітамінні (4,02 %), дубильні (3,74 %), ефіроолійні (3,16 %), олійні (0,86 %), отруйні (7,18 %). Бур'яни складають 3,45 %.

У розділі аналізуються підходи до побудови класифікацій екосистем водойм і перезволожених територій. Запропонована у роботі класифікація базується на методичних засадах, розроблених В.Г. Папченковим (2000) та Я.П. Дідухом і Ю.Р. Шелягом-Сосонком (2001).

Класифікація екосистем водойм. Екосистеми водойм розглядаються як гомогенні системи, об'єднані за гідрологічним критерієм, в якому градієнти визначальних чинників представлені значеннями товщі води і характером донних відкладів. Екосистеми першого рівня розмірності виділяються за походженням, другого - за характером проточності, третього - за приуроченістю до елементів мезорельєфу, четвертого - за територіальним положенням стосовно заплав, п'ятого - за територіальним розміщенням у водоймі, шостого - за характером донних відкладів та ґрунтів, сьомого - за ознаками рослинного покриву. У роботі розглядаються особливості флористичного складу екосистем кожного рівня. Відзначено, що екосистеми природного походження (проточні - річки (русла, рукави), струмки; непроточні - заплавні і позазаплавні озера) характеризуються видовим багатством - 155 видів (44,54 % гідрофільної флори). Флористичне ядро формують занурені види (Potamogeton lucens L., P. perfoliatus L., P. pectinatus L., Najas marina L., Batrachium circinatum (Sibth.) Spach, Myriophyllum verticillatum L., Ceratophyllum demersum L.). На ділянках, що відзначаються помірним антропогенним впливом, домінують Caulinia minor (All.) Coss. et Germ., Stratiotes aloides L., Spirodela polyrrhiza (L.) Schleid., на ділянках надмірного антропогенного впливу переважають Ceratophyllum demersum, Myriophyllum spicatum L., Potamogeton pectinatus, Lemna trisulca L. До названих екосистем приурочена більша частина регіонально рідкісних та малопоширених видів - Nymphaea alba L., N. candida C. Presl, Trapa natans L., Batrachium aquatile (L.) Dumort., B. rionii, Salvinia natans (L.) All. Найбільшим видовим багатством відзначаються екосистеми рукавів (121 вид, 34,77 %). Надмірно трансформованими є екосистеми позазаплавних озер (35 видів, 10,06 %) і струмків (16 видів, 4,59 %). Провідними антропічними чинниками виступають евтрофування та забруднення водойм і прилеглих територій.

Екосистеми антропогенного походження (проточні - водосховища, дренажні, зрошувальні та водопостачальні канали; непроточні - функціонуючі і занедбані ставки, водойми кар'єрів функціонуючих і вироблених розробок торфу та піску) відзначаються меншим видовим багатством - 139 видів (39,94 % гідрофільної флори). Флористичне ядро формують повітряно-водні види - Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud., Glyceria maxima (C. Hartm.) Holmberg, Butomus umbellatus L., Catabrosa aquatica (L.) P. Beauv., Sparganium erectum L. На ділянках, що відзначаються помірним антропогенним впливом, кількісно переважають Persicaria amphibia (L.) Delarbre, Nuphar lutea (L.) Smith, Hydrocharis morsus-ranae L., Spirodela polyrrhiza. Спорадично трапляються види, занесені до Червоної книги України (1996) (Nymphoides peltata (S. G. Gmel.) O. Kuntze, Salvinia natans), та рідкісні у регіоні (Nymphaea alba, N. candida, Batrachium aquatile, Lemna gibba L., Potamogeton compressus L., Hottonia palustris L.). Найбільшим видовим багатством відзначаються екосистеми водосховищ - 128 видів (36,78 % гідрофільної флори). Надмірно трансформованими є екосистеми водойм кар'єрів функціонуючих розробок торфу (15 видів, 4,31 %) та піску (12 видів, 3,45 %). Провідним антропічним чинником є надмірне коливання рівня води протягом вегетації внаслідок господарського використання водойм.

Класифікація екосистем перезволожених територій. Перезволожені екосистеми розглядаються у дослідженні як гетерогенні системи, об'єднані за геоморфологічним критерієм, в якому градієнт визначального чинника - (зволоження) - представлений від постійного обводнення до короткотривалого. Це зумовлює їх різноманітність. Екосистеми першого рівня розмірності виділяємо за ознакою характеру підтоплення, другого - за територіальним розміщенням відносно заплави, третього - за типом організації рослинності вищого рівня, четвертого - за типом організації рослинності нижчого рівня, п'ятого - за обводненням, шостого - за ознаками рослинного покриву. Екосистеми перезволожених територій з періодичним підтопленням відзначаються найбільшим флористичним багатством - 126 видів (36,21 % гідрофільної флори). Вони представлені заплавними і позазаплавними екосистемами. Заплавні - лісові (вільхові, вербово-тополеві) (72/20,68 %), лучні (болотисті, засолені) (102/29,31 %), болотні (чагарникові, високотравні, середньовисокотравні) (120/34,48 %). Вони відзначаються торф'яно-болотними, мулисто-глейовими, дерново-підзолистими, лучно-дерновими та лучно-болотними ґрунтами. Флористичне ядро формують види, стійкі до зміни ступеня обводнення протягом вегетаційного періоду. На незасолених ґрунтах домінують Phragmites australis, Typha latifolia L., T. angustifolia L., Carex vulpina L., C. nigra (L.) Reichard, Scirpus lacustris L., Acorus calamus L., Sparganium erectum, Molinia caerulea (L.) Moench, Calamagrostis stricta (Timm) Koeler, C. canescens (Weber) Roth, на засолених - Typha laxmannii Lepech, Alopecurus arundinaceus Poir., Bolboschoenus maritimus (L.) Palla, Carex distans L., Juncus gerardii Loisel. та ін. Спорадично трапляються рідкісні види регіону: Betula humilis Schrank, Drosera intermedia Hayne, D. rotundifolia L. Позазаплавні - болотні (високотравні) на відміну від заплавних екосистем відзначаються більш потужними мулистими відкладами. Флористичне ядро складають Phragmites australis, Carex riparia Curtis, C. vulpina, Eleocharis palustris (L.) Roem. et Schult., Typha latifolia, Lythrum salicaria L. У цих екосистемах виявлено місцезростання малопоширених видів регіону Eriophorum angustifolium Honck., E. vaginatum L., E. latifolium Hoppe. Найбільшою видовою різноманітністю відзначаються високотравні болота - 97 видів (27,87 % гідрофільної флори). Надмірно трансформованими є екосистеми вербово-тополевих лісів (16/4,60 %) та засолених лук (22/6,32 %). Провідними антропічними чинниками виступають випасання і витоптування. Екосистеми перезволожених територій з постійним підтопленням нараховують 86 видів (24,71 % гідрофільної флори). Як і попередні, вони представлені заплавними і позазаплавними екосистемами. Заплавні екосистеми - болотні (високотравні, середньовисокотравні), відзначаються значними мулисто-торф'яними і торф'яними відкладами та, рідше, наявністю сплавин. Флористичне ядро складають Glyceria maxima, Typha latifolia, Equisetum fluviatile L., Carex acutiformis Ehrh. На сфагнових сплавинах зустрічаються рідкісні і зникаючі види, суцільні ареали яких розміщені у північніших регіонах - Carex limosa L., Naumburgia thyrsiflora (L.) Rchb., Potentilla palustris (L.) Scop., Scheuchzeria palustris L. Позазаплавні екосистеми - болотні (високотравні, середньовисокотравні), відзначаються мулисто-торф'яними і мулисто-глейовими ґрунтами. Флористичне ядро формують види постійного підтоплення: Phragmites australis, Typha latifolia, Carex acutiformis, C. elata All., C. acuta L., C. rostrata Stokes, C. caespitosa L., C. appropinquata Schum. та ін. Дуже рідко зустрічаються Drosera longifolia L., Calla palustris L., Scheuchzeria palustris. Найбільшою видовою різноманітністю відзначаються заплавні високотравні болота (73/20,98 %). Надмірно трансформованими виявилися екосистеми середньовисокотравних боліт (35/10,06 %). Провідними антропічними чинниками є випасання та викошування.

Запропонована класифікація екосистем водойм і перезволожених територій не є довершеною і має доповнюватися з отриманням нових матеріалів: досліджень складу води і донних відкладів, особливостей компонентів екосистем тощо.

У розділі характеризується вплив окремих антропічних чинників на флору екосистем водойм і перезволожених територій.

Синантропізація флори. Синантропний елемент флори складає 61 (17,53 %) вид, які належать до 25 родин і 41 роду. Найчисельнішими є родини Asteraceae (21,31 %), Poaceae (9,84 %), Polygonaceae (8,20 %). Менш чисельними є Brassicaceae і Lamiaceae (по 6,56 % видів). Провідне місце належить апофітам - 45 видів (73,77 %).

Серед них переважають випадкові апофіти (37,78 %), що активно проникають у болотні екосистеми при зниженні їх ступеня обводнення, та геміапофіти (33,33 %), які характерні для екосистем із значним пасквальним впливом. Адвентивна фракція представлена 16 (26,23 %) видами.

Переважають агріофіти і епекофіти - по 6 видів (37,50 %). Вони приурочені до екосистем водойм і перезволожених територій, що перебувають під значним рекреаційним навантаженням. За часом занесення переважають кенофіти - 10 видів (62,50 %); археофіти представлені 6 видами (37,50 %). Співвідношення загальної кількості видів, які відносяться до апофітної і адвентивної фракцій, складає 1 : 0,36.

Відносно невелика кількість видів останньої зумовлена консервативними умовами екосистем водойм.

У флорі переважають мезогемероби (42,82 %) та еугемероби (36,78 %), решту представляють олігогемероби (13,79 %) і полігемероби (6,61 %) (рис. 2). Співвідношення показників апофітизму і натуралізації (Jackowiak, 1993) складає 1 : 1,30, що свідчить про посилення процесів синантропізації перезволожених екосистем.

Рис. 2. Розподіл видів флори за ступенем гемеробності

Антропогенна динаміка. Встановлено провідні чинники антропічного впливу в екосистемах водойм і перезволожених територій, якими є зміна гідрологічного режиму, евтрофування водойм, нерегульоване сінокосіння, надмірне випасання, рекреаційне навантаження. Внаслідок зміни гідрологічного режиму зменшується кількість автохтонних видів на 20 - 25 %. Евтрофування водойм зумовлює уніфікацію гідрофільної флори. Нерегульоване сінокосіння призводить до збільшення чисельності однорічних апофітів на 60 - 65 % та гідрофільних галофітних видів на 5 - 10 % (південні регіони). Надмірне випасання зумовлює збільшення чисельності гідрофільних широкоареальних видів на 70 - 75 % та формування бур'янових угруповань з домінуванням мезоксерофітів. Рекреаційний вплив призводить до повного зникнення високодекоративних видів та збільшення частки епекофітів на 70 - 86 %.

Згідно з планом створення перспективної екомережі України (Мовчан, Шеляг-Сосонко, 1999) частина території Придніпровської височини входить до Дніпровського і Південнобузького меридіональних та Степового і Галицько-Слобожанського широтних природних коридорів національного значення. Вони з'єднують території, які відзначаються різноманіттям перезволожених екосистем і є перспективними для формування природних ядер. У розділі аналізується територіальна диференціація природоохоронних об'єктів та стан охорони видів.

Сучасний стан охорони рідкісних і зникаючих видів. Встановлено, що відсоток заповідності складає 1,46, що значно менше, ніж у цілому в Україні (4,16 %) (Андрієнко, 2002). Частка гідрологічних територій та об'єктів природно-заповідного фонду (ПЗФ) загальнодержавного і місцевого значення складає лише 0,08 % (Голуб, 2002). Флористична репрезентативність ПЗФ - 53,44 %. Раритетна фракція гідрофільної флори регіону досліджень нараховує 103 види (29,59 % від загальної кількості видів). З них 7 видів занесено до Додатка I Бернської конвенції (Берн, 1979) (Aldrovanda vesiculosa L., Caldesia parnassifolia, Lindernia procumbens (Krock.) Borbas, Liparis loeselii (L.) Rich., Ostericum palustre (Besser) Besser, Salvinia natans, Trapa natans), 18 - до Червоної книги України (1996). На регіональному рівні охороняються 32 види. Автором дослідження запропоновано для регіональної охорони ще 50 видів судинних рослин. Флористична рідкісність ПЗФ складає 48,54 %. У природоохоронних об'єктах охороною забезпечено популяції лише 23 видів (22,33 % кількості видів раритетної фракції), 27 (26,21 %) забезпечені охороною частково і 53 (51,46 %) - не охороняються.

Пасивна охорона фітогенофонду. Пропонується створити шість природоохоронних об'єктів загальною площею 425 га: гідрологічний заказник місцевого значення «Греблянський» (с. Гребля Христинівського району Черкаської області, 160 га), гідрологічний заказник загальнодержавного значення «Дахнівський» (с. Дахнівка Черкаського району Черкаської області, 150 га), ботанічний заказник місцевого значення «Піщанські луки» (с. Піщана Тальнівського району Черкаської області, 50 га), гідрологічний заказник місцевого значення «Сніжківське болото» (с. Сніжки Ставищенського району Київської області, 25 га), ботанічний заказник місцевого значення «Заплава р. Жовтої» (П'ятихатський район Дніпропетровської області, 20 га), ботанічний заказник місцевого значення «Шкарівський» (с. Шкарівка Білоцерківського району Київської області, 20 га). З метою рестабілізації перезволожених екосистем та створення локальних екомереж пропонується розширити площі природно-заповідних територій існуючих об'єктів ПЗФ на 650,1 га, зокрема, ботанічного заказника місцевого значення «Степівського» (с. Степівка Монастирищенського району Черкаської області) та гідрологічних заказників місцевого значення «Конельське болото» (с. Конела Жашківського району Черкаської області), «Бродецький» (с. Бродецьке Катеринопільського району Черкаської області), «Скалеватський» (с. Скальова Новоархангельського району Кіровоградської області), «Ірдинське болото» (с. Ірдинь Черкаського району Черкаської області), «Сунківський» (с. Сунки Смілянського району Черкаської області).

Активна охорона фітогенофонду. Розроблено систему заходів, яка включає конкретні обґрунтовані пропозиції стосовно відновлення гідрологічного режиму водойм і перезволожених територій Придніпровської височини, зменшення забруднення води, запобігання гіперакумуляції органічної речовини, репатріації видів раритетної фракції, нормування випасання і сінокосіння, попередження занесення адвентивних видів, запобігання розорювання річкових заплав.

У розділі розглядаються стан використання гідрофільних видів у озелененні, оцінка їх декоративних властивостей, особливості формування композицій у водоймах і на перезволожених територіях.

Оцінка декоративних властивостей видів. Встановлено, що 168 видів регіону досліджень (48,28 %) відзначаються декоративними ознаками. Найперспективнішими в озелененні є 37 видів (22,02 % від загальної кількості декоративних видів). Це Nymphaea alba, Nuphar lutea, Lysimachia nummularia L., Mentha arvensis L., Sagittaria sagittifolia L., Acorus calamus, Sparganium erectum, Typha angustifolia, Juncus effusus L., Persicaria hydropiper (L.) Delarbre, Phalaroides arundinacea (L.) Rausch., Potamogeton natans L., Myosotis scorpioides L. та ін. Сто чотири види (61,91 %) є перспективними: Equisetum fluviatile, Thelypteris palustris Schott, Ranunculus repens L., Caltha palustris L., Batrachium aquatile, Trapa natans, Geranium palustre L., Lysimachia vulgaris L., Rumex hydrolapathum Huds., Naumburgia thyrsiflora, Potentilla palustris, Filipendula denudata (J. Presl et C. Presl) Fritsch, Epilobium hirsutum L. та ін. Двадцять сім видів (16,07 %) є менш перспективними - Equisetum telmateia Ehrh., Salvinia natans, Viola persicifolia Schreb., Parnassia palustris L., Scutellaria hastifolia L., Caldesia parnassifolia, Epipactis helleborine (L.) Crantz, Orchis coriophora L., Dactylorhiza majalis (Rchb.) P.F. Hunt et Summerhayes, Carex melanostachya M. Bieb. ex Willd., Calla palustris та ін.

Особливості формування декоративних композицій у дендропарку «Софіївка» НАН України. Використання видів гідрофільної флори в озелененні зумовлюється екологічними умовами територій та еколого-біологічними властивостями видів. Для ділянок, що відзначаються стабільним рівнем води, слабкою проточністю і потужними мулистими донними відкладами, найбільш перспективними є види з високою відтворювальною здатністю - Hydrocharis morsus-ranae, Potamogeton natans, Persicaria amphibia, Trapa natans та ін. Озеленення прибережних мілководних територій, що відзначаються потужними мулистими донними відкладами і коливанням рівня води протягом вегетації у межах 10 - 25 см, доцільно здійснювати видами широкої екологічної амплітуди, які не втрачають декоративні ознаки за різних екологічних умов - Scirpus lacustris, Petasites hybridus (L.) P. Gaertn., B. Vey. et Scherb., Sparganium emersum Rehman, Typha angustifolia, T. latifolia. Центральні ділянки водойм, що відзначаються значними мулистими донними відкладами і швидкою течією, доцільно озеленювати видами з екологічної групи прикріплених занурених - Potamogeton crispus L., P. pectinatus, Elodea canadensis Michx. та ін. На прибережних ділянках штучних водойм, що відзначаються мулистими і мулисто-глинистими донними відкладами та коливанням рівня води протягом вегетації у межах 5 - 15 см, доцільно використовувати види, що витримують літньо-осіннє зниження рівня води, - Butomus umbellatus, Sagittaria sagittifolia, Mentha aquatica L., Myosotis scorpioides. Для озеленення короткозаливних ділянок лучних екосистем перспективними є Inula helenium L., Petasites spurius (Retz.) Rchb., Eupatorium cannabinum L., Stachys palustris L., для тривалозаливних ділянок - Filipendula ulmaria (L.) Maxim., Cicuta virosa L., Blysmus compressus (L.) Panz. ex Link, Lythrum salicaria. В озелененні периферійних ділянок болотних екосистем із постійним обводненням доцільно використовувати середньорослі види - Caltha palustris, Juncus conglomeratus L., J. effusus, J. inflexus L., на центральних ділянках - високорослі Scirpus lacustris, Acorus calamus, Iris pseudacorus L. та ін. Щоб отримати високодекоративні композиції, слід враховувати ценотичні властивості видів. Для озеленення центральних ділянок водойм пропонується створення одновидових композицій з видів-домінантів (Nymphaea alba, N. candida, Nuphar lutea, Persicaria amphibia). Периферійні ділянки водойм і перезволожених територій доцільно озеленювати видами-співдомінантами, формуючи композиції з низькорослих (Lysimachia nummularia, Potentilla anserina L., P. reptans L., Stellaria palustris Retz.) і середньорослих видів (Caltha palustris, Siella erecta (Huds.) M. Pimen, Potentilla erecta (L.) Raeusch., Juncus articulatus L., J. inflexus). Запропоновано методи обмеження розвитку окремих видів.

ВИСНОВКИ

Представлено теоретичні узагальнення та результати комплексних досліджень флори водойм і перезволожених територій Придніпровської височини.

1. Встановлено таксономічний склад гідрофільної флори Придніпровської височини, виявлено особливості її структури, тенденції і напрямки антропічних змін, розроблено наукові основи охорони і збереження, а також методичні рекомендації щодо використання декоративних видів у зеленому будівництві.

2. Геоморфологічні та кліматичні особливості Придніпровської височини і розвинена гідрологічна мережа (0,28 км/км²) зумовили функціонування різноманітних екосистем водойм і перезволожених територій, а також багатство гідрофільної флори, яка налічує 348 видів судинних рослин, що належать до 152 родів, 63 родин і трьох відділів.

3. Показники систематичної та географічної структур свідчать про генетичні зв'язки дослідженої флори Придніпровської височини з гідрофільними флорами бореальної флористичної області. У біоморфологічному спектрі переважають гемікриптофіти (33,34 %) та гелофіти (14,94 %), що зумовлено більшою різноманітністю екосистем перезволожених територій. Аналіз екологічної структури виявив багатство екоморф, що є наслідком диференціації екосистем водойм і перезволожених територій.

4. Найбільшим флористичним багатством - 155 видів (44,54 %) - характеризуються екосистеми водойм природного походження, серед них екосистеми рукавів (121/34,77 %) і перезволожених територій з періодичним підтопленням, серед них болотні (120/34,48 %), болотисто-лучні (102/29,31 %) та заплавно-лісові (72/20,68 %).

5. Гідрофільна флора включає 61 синантропний вид. Співвідношення суми видів апофітної та адвентивної фракцій складає 1 : 0,36, що менше, ніж в інших флорах, і свідчить про консервативність досліджуваних екосистем, зокрема водойм. Розподіл видів за ступенем гемеробії та співвідношення показників апофітизму (43,39 %) і натуралізації (56,61 %) вказують на найбільше посилення процесів синантропізації у болотисто-лучних і болотних екосистемах.

6. Встановлено збільшення гігромезофільних і зменшення гігрофільних елементів у складі флори екосистем перезволожених територій. Провідними чинниками впливу є надмірний випас та сінокосіння у центральній і північній частинах регіону.

7. Сучасні зміни гідрофільної флори проходять у напрямку скорочення місцезростань стенотопних і раритетних видів, а також її подальшої синантропізації. Більш значні зміни відбуваються на територіях перезволожених екосистем, що зумовлено їх надмірною трансформацією.

8. Існуюча природно-заповідна мережа не забезпечує ефективну охорону гідрофільної флори. Вона характеризується відносно невисокими показниками флористичної рідкісності (48,54 %) та флористичної репрезентативності (53,44 %).

9. У складі флори виявлено 103 види раритетної фракції. З них 7 видів охороняються на європейському, 18 - на національному і 32 - на регіональному рівні, 50 видів пропонуються до регіональної охорони. В існуючих природоохоронних об'єктах популяції лише 23 видів (22,33 % кількості видів раритетної фракції) забезпечені охороною повністю, 27 видів (26,21 %) - частково, решта - 53 види (51,46 %) - не охороняються.

10. Для оптимізації природоохоронної мережі регіону запропоновано створення шести природоохоронних об'єктів загальною площею 425 га та розширення територій існуючих об'єктів природно-заповідного фонду на 650,1 га.

11. Запропонована система активної охорони включає конкретні заходи з відновлення гідрологічного режиму, регулювання нагромадження фітомаси водної і болотної рослинності, обмеження рекреаційного впливу, сінокосіння і випасання.

12. Встановлено декоративний потенціал гідрофільної флори (48,28 % загальної кількості видів), виділені групи найперспективніших (22,02 %), перспективних (61,91 %) і менш перспективних (16,07 %) для використання в озелененні видів. Розроблено методичні рекомендації щодо використання їх в озелененні екосистем водойм і перезволожених територій на прикладі дендропарку «Софіївка» НАН України.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Голуб Н.П. Прибережно-водні рослини дендрологічного парку «Софіївка» НАН України та перспективи їх використання в озелененні рекреаційних зон // Інтродукція рослин. - 2001. - № 3 - 4 . - С. 147 - 151.

2. Голуб В. М., Голуб Н.П. Декоративні гідрофіти Правобережного Лісостепу України та перспективи використання їх в озелененні водойм // Інтродукція рослин. - 2002. - № 1. - С. 129 - 132.

3. Голуб Н.П. Біологічні особливості вирощування гелофітів у водоймах декоративного призначення // Науковий вісник Чернівецького університету: Збірник наукових праць. Випуск 144: Біологія. - Чернівці: ЧНУ, 2002. - С. 84 - 87.

4. Голуб Н.П. Структурно-порівняльний аналіз гідрофільної флори Придніпровської височини // Укр. ботан. журн. - 2003. - 60, № 4. - С. 414 - 419.

5. Голуб Н.П. Особливості формування декоративних композицій у перезволожених екотопах дендропарку « Софіївка» // Роль ботанічних садів в зеленому будівництві міст, курортних та рекреаційних зон: Матеріали міжнародної наукової конференції, присвяченої 135-річчю Ботанічного саду Одеського національного університету ім. І. І. Мечникова. - Одеса: ЛАТСТАР, 2002. - Ч. І. - С. 94 - 97.

6. Голуб Н.П. Гелофиты Приднепровской возвышенности // Труды V Всероссийской конференции по водным растениям «Гидроботаника 2000». - Борок, 2000. - С. 126.

7. Голуб В. Н., Голуб Н.П. Формирование декоративных композиций макрофитов: теория и методология // Труды V Всероссийской конференции по водным растениям «Гидроботаника 2000». - Борок, 2000. - С. 125.

8. Голуб Н.П. Систематична структура гідрофільної флори Придніпровської височини // Матеріали ХІ з'їзду Українського ботанічного товариства. - Харків, 2001. - С. 91.

9. Голуб Н.П. Сучасний стан та актуальні завдання охорони гідрофільної флори Придніпровської височини // Матеріали ХІ з'їзду Українського ботанічного товариства. - Харків, 2001. - С. 92.

10. Голуб Н.П. Лікарські рослини гідрофільної флори Придніпровської височини і шляхи їх охорони // Ресурсознавство, колекціонування та охорона біорізноманіття: збірник матеріалів міжнародної науково-практичної конференції / Кол. авт. - Полтава, 2002. - С. 93 - 94.

11. Голуб Н.П. Інтродукція видів роду Petasites Mill. у дендрологічному парку «Софіївка» НАН України та їхнє використання в озелененні // Теоретичні та прикладні аспекти інтродукції рослин і зеленого будівництва: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції молодих дослідників. - Київ: Фітосоціоцентр, 2002. - С. 50 - 51.

Размещено на Allbest.ru