Еколого-біологічні властивості газонних покриттів м. Нікополя (Дніпропетровська область)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Еколого-біологічні властивості газонних покриттів м. Нікополя (Дніпропетровська область)

Л.П. Мицик

А.А. Поліщук

О.І. Лісовець

Вивчено видовий склад та біологічні особливості газонних покривів міста Нікополя. Структура більшості рослинних угруповань, існуючих на території м. Нікополь, є нестабільною. Досліджені фітоценози відрізняються від корінних степових та лучних фітоценозів в залежності від ступеня порушеності та впливу антропогенних факторів. Виявлено, що трав'яниста складова міської рослинності є суттєвим осередком карантинного виду Ambrosia artemisiifolia L. Представники родин злакових та бобових витісняють амброзію. Різнотравні види мають слабкий вплив на амброзію або не впливають взагалі.

Ключові слова: газон, фітоценоз, амброзія, кореляція.

Зростаюче техногенне навантаження на навколишнє середовище в урбанізованих місцях призводить до деградації рослинного покриву, збіднення фітоценозів з втратою корінних видів та перевагою рудеральних, формування нетривалих угруповань [1]. Вплив промисловості та транспорту викликає значні порушення міських екосистем.

Значення газонів проявляється найповніше, коли вони займають 40 90% площі зелених насаджень [6, 9]. Проте в індустріальних містах їх частка менша, вони мають переважно незадовільний стан, містять значну кількість рудеральних видів. Тому актуальною науковою проблемою є екологічне обґрунтування створення стійких газонних фітоценозів у містах з високим техногенним тиском, а також розробка науково-практичних заходів їх облаштування в умовах певного антропогенного ландшафту з урахуванням еколого-біологічних особливостей видів, що створюють дернове покриття, та умов урбанізованого середовища.

На сьогодні є очевидним, що поліпшити навколишнє середовище без вирішення проблем озеленення неможливо. З'явився спеціальний розділ науки: “урбофітоценологія”, що є суттєвою частиною урбоекології, галузі, яка досліджує багаточисельні питання взаємодії міста й природного середовища. Вивчення урбофітоценозів, за В. Г. Кучерявим [10], пов'язане з тим, що вони є значною частиною автотрофного блоку екосистем, відіграючи важливу роль у підтриманні стабільності міського середовища, перешкоджаючи ерозії порушених земель та утримуючи у своєму складі цінні лікарські й рідкісні види. Об'єктами урбоекології традиційно є фрагменти природної та синантропної рослинності, сегетальні угруповання. Найрозповсюдженіший варіант спонтанної рослинності рудеральна, що заповнює вільні екологічні ніші міських фітоценозів [14], порушені місцезростання. В останні роки рослинність антропогенної флори все частіше використовується для індикації стану навколишнього середовища, його моніторингу та оптимізації [1].

На сьогоднішній день є актуальним дотримання екологічного принципу дослідження рослинності через призму зростання у місцях з підвищеним техногенним тиском. Саме тому урбанізовані газонні покриви, що займають значні площі у м. Нікополі, можуть служити індикатором стану навколишнього середовища.

Метою цього дослідження є встановлення фітоценотичних особливостей газонів та травостоїв газонного типу урбанізованих екосистем (на прикладі м. Нікополь) з використанням еколого-фітоценотичних методів для розробки екологічних основ створення стійких ценозів в міських агломераціях та вирішення питань оптимізації довкілля.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання: дослідити видовий склад газонів м. Нікополь в умовах різного антропогенного навантаження; розрахувати та порівняти фітоценотичну активність виявлених видів; виявити та дослідити можливі кореляційні зв'язки між видами. екологічний газон рослинність амброзія

Методи дослідження. Пробні площі, на яких проводилися дослідження, були розташовані серед травостоїв газонного типу та декоративних газонів у м. Нікополь. Було охоплено адміністративні та житлові райони міста. Всього було досліджено тридцять пробних площ, на яких описували ділянки по 1м2 (метрівки), розділені кожна на 4 частини розміром по 0,25 м2.

На кожній пробній площі вивчались ознаки: освітленість, видовий склад, відсоток проективного покриття кожного знайденого виду, відсоток вільної від рослин площі. газонний екосистема фітоценотичний

Нікополь розташований у південній частині області на правому березі Каховського водосховища. Відстань до великих промислових міст становить: 65 кілометрів до Запоріжжя, 80 кілометрів до Кривого Рогу і 120 кілометрів до Дніпра. Клімат міста помірно-континентальний із посушливим літом та малосніжною зимою. Середньорічна температура повітря +9,2 °С. Суттєво впливає на клімат міста Каховське водосховище, створюючи додатковий тепловий ефект. Фізико-географічна зона Причорноморська низовина. Висота над рівнем моря в місті коливається від 13 до 78 метрів. Враховуючи ту обставину, що газони це рослинні угруповання з найтіснішими взаєминами складових, в основу вивчення їх структурних особливостей покладені відомі методи фітоценотичних досліджень. Була використана ідея пробних площ. Розмір пробної ділянки при дослідженні трав'яних ценозів, за рекомендацією К. Раункієра (цит. за Вороновим [5]) може бути від 0,01 м2 до 100 м2. У дослідженні використовувались 1м2 площі, що розбивалися на чотири рівні частини.

Для вивчення ролі того чи іншого виду у формуванні травостою використовувався показник проективного покриття. Останній, за визначеннями різних авторів [2, 7], є однією з основних ознак, за якою можна охарактеризувати життєвий стан ценопопуляції трав'янистого виду (особливо при дослідженні низькорослих травостоїв). Під час вивчення флористичного складу газонних покривів бралися до уваги всі види трав'яної та чагарникової (у вигляді сходів) життєвих форм.

Назви видів рослин визначались за „Определителем...” [13] та уточнювались за В. В. Тарасовим [17].

Горизонтальна структура газонних фітоценозів характеризувалась за траплянням виду (Ъ), маючи в основі методичні ідеї К. Раункієра [5]. Цей показник визначався за формулою:

У біологічних дослідженнях різними вченими [4, 8] використовується поняття активності виду. Автори зазначають, що цей показник дозволяє повніше визначити ценотичну позицію видів, міру їх успішності в угрупованнях та судити про співвідношення екологічних груп у ценозі. Щоб відрізнити цей показник від мі-кробіологічної і т. ін. активності рослинного виду автори пропонують називати його коефіцієнтом фітоценотичної активності [12].

Критерій „ваги” кожного виду, що складав структуру травостою, визначали за коефіцієнтом фітоценотичної активності (к), який обчислювали за формулою:

де к фітоценотична активність виду; Ьйого середнє проективне покриття; с трапляння.

Фітоценотичні особливості газонів та травостоїв газонного типу урбанізованих екосистем на прикладі м. Нікополь вивчались за допомогою загальноприйнятих польових та математико-статистичних методик.

Результати та їх обговорення. Різниця між штучними і природними фітоценозами визначається вже початковими умовами формування: висхідною густотою, розміщенням і генетичною різноманітністю популяцій. Як наслідок цього формується тісна взаємодія як між культивованими, так і адвентивними видами. Газони формуються людиною та корегуються природними чинниками. Питання структурної організації та взаємодії видів в них є завжди актуальним, враховуючи строкатість екотопічних умов, тому й було обране для детального дослідження.

На охоплених нашими дослідженнями 30 пробних ділянках було виявлено 44 види рослин, які належать до 15 родин. Видова насиченість досліджених пробних площ (на 1м2) варіювала від 10 до 17 видів. Серед родин першість за видовим складом займали Asteraceae та Роасеае.

З огляду на вказівки В. В. Тарасова [17], спектр перших по відсотку трапляння родин відтворює склад регіональної флори з домінуванням злаків та різнотрав'я. Аналіз трав'яної рослинності проводився з врахуванням розповсюдженості (за траплянням виду) та кількісної ролі у формуванні травостою (проективного покриття). Це дозволило з'ясувати потенційні можливості видів на певній території зростання, тобто конкуруючу здатність.

Першість за траплянням у всьому спектрі знайдених нами видів серед різнотрав'я посідають Trifolium repens L. (трапляння 93%), Polygonum aviculare L. (90 %), Taraxacum officinale Webb. ex Wigg. (83 %), Ambrosia artemisiifolia L. (80 %), Achillea submillefolium Klok. et Krytska (70 %), Convolvulus arvensis L. (70 %) та ін.. Це представники бур'янистої рослинності, за більшістю рудеральні види, та навіть такі, що є карантинними і небажаними для міських газонних фітоценозів.

З родини Poaceae високе трапляння мають Poa angustifolia L. (87 %), Elytrigia repens (L.) Nevski (77 %), Lolium perenne L. (70 %). Вказані рослини є представниками як степової флори, так і лучної та навіть лісової, що говорить про широкий спектр екологічних умов місцезростань серед досліджених газонних фітоценозів. Дереноутворюючі види, що здатні формувати найдекоративніший газонний покрив (за класифікацією О.О. Лаптева, [11]) представлені видами Poa angustifolia, Lolium perenne, Poa pratensis L., Festuca valesiaca Gaud. Розповсюдженість їх у травостої досить мінлива: від присутності на більшості пробних площ Poa angustifolia, до тих, що зустрічались доволі рідко Festuca valesiaca.

У складі досліджених угруповань чимало рудеральних видів. Частина газонів, навіть у центрі міста біля адміністративних будівель та часто відвідуваних місць, була представлена домінуванням Artemisia austriaca Jacq. (велика відкрита ділянка у центрі міста, що перетинається витоптаними стежками більше 25 %). У ролі домінантів на газонах м. Нікополь зустрічались також Convolvulus arvensis (20 % на узбережжі Каховського водосховища), Elytrigia repens (15 20 % на газонах біля адміністративних будівель), Polygonum aviculare (20 30 % у парку Перемоги та на пр. Трубників), Taraxacum officinale (близько 20 % неподалік від Нікопольського заводу феросплавів). Таким чином, досліджені фітоценози дуже рідко містили ту кількість та видовий склад рослин, які передбачені вимогам улаштування газонних покриттів.

У екологічному відношенні важливим є визначення частки участі кожного рослинного угруповання у створенні біогеоценозу, оскільки його структура, межі розповсюдження і загальний напрямок біогеоценотичного обміну в першу чергу залежать від пануючих видів і ними визначаються. Для з'ясування співвідношення видів у фітоценозах Т. О. Работнов [15] рекомендує використовувати показник проективного покриття. Це одна з основних характеристик, яка в маршрутних дослідженнях виявляється зручнішою для визначення життєвого стану ценопопуляції, особливо у низькорослих трав'янистих фітоценозах, тому й була використана. Газонні трави першої та другої групи декоративності (ті, що створюють найдекоративніший травостій за відомою класифікацією О. О. Лаптєва [11]), були представлені тонконогом вузьколистим (Poa angustifolia) присутній на 26 пробних площах, пажитницею багаторічною (Lolium perenne) на 21 пробній площі, тонконогом лучним (Poa pratensis) на 11 пробних площах, кострицею валіською (Festuca valesiaca) на 3 пробних площах

На 23 досліджених площах газонний покрив містив вид третьої групи декоративності, що формує не газон, а травостій газонного типу низької якості. Це пирій повзучий (Elytrigia repens). Важливо зазначити, що Poa angustifolia, не будучи висіяним на обстежених територіях, виявився присутнім на 26 обстежених пробних площах. У містах Дніпропетровщини для утворення газонів часто використовують пажитницю багаторічну (Lolium perenne), яка за О. О. Лаптєвим [11] мала б створювати одні з найкращих трав'яних покривів. Проте в посушливих степових умовах у складі газонів вона недовговічна. Певно це і є одна з при-чин того, що Poa angustifolia, як витриваліший вид, посідає домінуюче положення, хоч його на газонах ніколи не висівали.

Найвищий декоративний ефект газону проявляється при підтримці суцільного зелено-смарагдового килиму. На досліджених площах показник заповнення поверхні ґрунту рослинністю становив 80 100 % проективної площі. Якісні характеристики газонних покриттів знижує розрідженість травостою, яка виникає внаслідок нерівномірності сходів та відмирання рослин. Наявність прогалин у травостої (відкритого ґрунту), сприяє проникненню небажаних видів. Відсоток вільної поверхні ґрунту, не зайнятої рослинами, на окремих ділянках складав до 15 20 % площі. Відмирання надземних органів та нагромадження відмерлих рослинних залишків утворюють на поверхні шар підстилки, наявність якого може обумовлювати перерозподіл видів в рослинних угрупованнях. Причиною її присутності, крім іншого, є безрежимне викошування газонів. Відмирання рослин під час вегетатації може бути спричинене як несприятливим корінним гідрологічним режимом, так і виникати при недостатньому поливі.

Фітоценотична активність видів один із найсуттєвіших критеріїв оцінки рослинних видів при моніторингових спостереженнях. Цей показник інтегровано відбиває різні сторони будови та структури рослинних угруповань, а також відображає життєвість місцевих популяцій. У нашому дослідженні значення фітоценотичної активності варіювало у різних видів від 0,01 (Thymus marschallianus Willd.) до 65,9% (Trifolium repens).

Фітоценотична активність є ознакою, що об'єднує трапляння і проективне покриття, та давно вже використовується як критерій ваги того чи іншого виду у складі рослинного угруповання. Чим вище її значення тим більший вплив конкретного виду на довкілля [8]. Серед усіх рослин найбільшим цей показник є у Trifolium repens 65,9; Polygonum aviculare 43,6; Taraxacum officinale 33,1; Poa angustifolia 26,1; Lolium perenne 23,3; Ambrosia artemisiifolia 21,0; Elytrigia repens 15,1.

Газонні фітоценози є особливим осередком угруповань, в яких окремі види з високим коефіцієнтом фітоценотичної активності можуть швидко займати вільні екологічні ніші та пристосовуватись до умов місцезростання, які не завжди відповідають екологічним і ценотичним характеристикам виду. Поява нових видів пов'язана з проростанням насіння, занесенням із сусідніх територій та займанням вільної площі при розрідженні травостою, з розростанням особин, які перебували в стані вторинного спокою. З цим пов'язані щорічні коливання видового складу.

У місцях найінтенсивнішого антропогенного тиску кількість вільних екологічних ніш зменшується. Їх заповнення відбувається за рахунок адвентивних рослин. Комплекс негативних для рослин факторів дозволяє тут існувати лише обмеженому переліку видів [15]. У цих умовах значна частина адвентів, крім відомих негативних проявів, відіграє позитивну роль з точки зору екологічної стабілізації довкілля: разом з найстійкішими в конкретних умовах аборигенними рослинами має значення, наприклад, як протиерозійний, фітофільтруючий, естетичний чинник, стабілізатор гідротермічного режиму ділянки, її біологічної активності і т. ін.

Досліджені травостої газонного типу формуються зі злаків і різнотрав'я, які й визначають склад рослинних угруповань (таблиця 1). За характерними ознаками трав'яний покрив досліджених газонних ділянок являє собою амфіценози, утворені лучно-степовими видами. Вміст рудеральних рослин за траплянням та видовим складом показує високий антропогенний вплив на досліджувані фітоценози та їх небажану засміченість.

Таким чином, більшість досліджених пробних площ утворює тонконоговорізнотравні та пирієві-злаково-різнотравні угруповання, що відповідає видовій структурі лучних газонів та звичайних міських травостоїв. Еколого-фітоценотичний склад досліджених рослинних угруповань газонного типу відображає систему, утворену певними представниками, які становлять ботаніко-екологічну основу для створення стійких довголітніх газонних покривів у міській агломерації степової зони, є об'єктивним орієнтиром для спрямування відповідних фітоценотичних процесів у бажаному напрямку.

Таблиця 1

Рослинні угруповання досліджених (за домінуючими видами, п = 30)

Амброзія полинолиста (Ambrosia artemisiifolia) об'єкт уважного вивчення у зв'язку з її негативним впливом на сільськогосподарські рослини та на штучні лісові насадження. У зв'язку з цим виконано чимало досліджень щодо властивостей цієї рослини та методів боротьби з нею. Проте, великим осередком і слабо контрольованим вмістищем цієї рослини є трав'яниста складова міських зелених насаджень. У останні десятиліття її розповсюдження збільшилось, а негативна роль посилилась активністю інших адвентивних рослин, що врешті і є «біологічним забрудненням довкілля». Незважаючи на це, наукові дослідження еколого-біологічного змісту стосовно амброзії полинолистої в Україні в умовах міських травостоїв газонного типу принаймні у відомій нам літературі відсутні. Є тільки лаконічні повідомлення про присутність цієї рослини на газонах Донецька, Дніпропетровська, Львова, Києва.

Наше дослідження показало, що серед усіх урахованих видів Ambrosia artemisiifolia посідає п'яте місце за траплянням після конюшини повзучої (Trifolium repens), спориша звичайного (Polygonum aviculare), тонконога вузьколистого (Poa angustifolia), кульбаби лікарської (Taraxacum officinale). Її проективне покриття на пробних площах варіювало від 0,1 % до 26 %, а фітоценотична активність становила 21,04 (порівняно з максимальною 65,93 у Trifolium repens). Проективне покриття амброзії на окремих ділянках 0,25м2 сягало 82 %.

Для з'ясування взаємин Ambrosia artemisiifolia з іншими представниками газонної флори виконано кореляційний аналіз проективних покриттів за алгоритмом М. О. Плохінського [14]. До розрахунку взято відомості з площ розмірами 0,25м2 (120 ділянок). Отримані матеріали дозволили розкрити взаємний ко-реляційний зв'язок кількісних показників з високим ступенем статистичної імовірності. Так, виявлено вірогідний негативний кореляційний зв'язок між показниками проективного покриття сукупності рослин родини Fabaceae і Ambrosia artemisiifolia. Статистично вірогідний негативний зв'язок Ambrosia artemisiifolia виявився й з іншими газонними рослинами. Коефіцієнт кореляції з Lolium perenne становив г = -0,58, з Elytrigia repens r = 0,27 (табл.2). Загалом, між сукупним проективним покриттям знайдених злаків і обговорюваним видом виявлено негативний кореляційний зв'язок (г = -0,36, Р<0,999). Статистично вірогідних позитивних кореляційних зв'язків між Ambrosia artemisiifolia та іншими видами в цьому досліджені не виявлено.

Таблиця 2

Кореляційний зв'язок Ambrosia.artemisiifolia та деяких найбільш розповсюджених видів

Таким чином, значним центром розповсюдження Ambrosia artemisiifolia є складова міської рослинності. Про це говорять показники її значної поширеності, фітоценотичної активності і позитивні кореляційні зв'язки з багатьма представниками травостоїв газонного типу. Ця ситуація серед міських травостоїв проявляється не тільки в результаті невмілого підбору видового складу та недбалого за ними догляду, але і під впливом факторів локального характеру. Отримані відомості з кореляційного зв'язку між Ambrosia artemisiifolia і різнотрав'ям можуть бути корисними для вирішення питань врегулювання складу трав'яних культурфітоценозів Дніпропетровщини та розробки конкретних пропозицій щодо зменшення участі амброзії полинолистної в травостоях міських населених пунктів.

Таким чином, вивчення травостоїв газонного типу в м. Нікополь показало, що далеко не всі вони відповідають вимогам високої декоративності. Першокласними злаками зайнята незначна частина досліджених площ. Екологічна невідповідність видів, що використовуються у конкретному місцезростанні, призводить того, що видовий склад рослин газонів з часом перероджується у звичайний травостій із суміші різних видів, переважно рудеральних. Цьому сприяють відсутність оптимального догляду, зовнішні техногенні чинники і т. ін. Підвищення культури газонів повинно відбуватись за двома напрямками: 1) використання високоякісних рослин з урахуванням їх екологічної відповідності умовам газонної ділянки; 2) улаштування і догляд, що відповідають сучасним технологіям, специфічним для газонної культури степової зони України.

Бібліографічні посилання

1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие [для студ. высш. учеб. заведений] / под ред. О.П. Мелеховой и Е. И. Сарапульцевой. [3-е изд.]. М.: Академия, 2010. 288 с.

2. Браун Д. Методы исследования и учета растительности. М.: Изд-во иностранной лит-ры, 1957. 316 с.

3. БурдаР. И. Антропогенная трансформация флоры. К.: Наук. думка, 1991. 170 с.

4. Бурда Р. И. Активность видов флоры Станично-Луганского государственного заповедника АН СССР // Интродукция и акклиматизация растений. Донецк, 1985. Вып. 3. С. 9-52.

5. Воронов Г. В. Геоботаника. М.: Наука, 1973. 384 с.

6. Головач А. Г. Газоны, их устройство и содержание. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 329 с.

7. Денисова А. В. , Миркин Б. М., Хагов Ф.М. Статистический анализ причин ассоциирования сорных компонентов агрофитоценоза методом межвидовых сопряженностей // Бот. журн. 1970. Т. 55, № 8. С. 42-48.

8. Дидух Я. П. Проблема активности видов растений // Ботан. журн. 1982. Т. 67, № 7. С. 925-935.

9. Коваленко Н. К. Эколого-физиологические исследования газонных трав в связи с их засухоустойчивостью // Газоны. М.: Наука, 1971. 307 с.

10. Кучерявий В. Г. Урбоекологія. Львів: Світ, 2001. 440 с.

11. Лаптев А. А. Газоны. К.: Наук. думка, 1983. 176 с.

12. МицикЛ. П., Лісовець О. І. Фітоценотична активність видів моніторингових пробних площ правобережного Присамар'я // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. Д.: ДНУ, 2008. Вип. 37. С. 37-42.

13. Определитель высших растений Украины / Д. Н. Доброчаева, М. И. Котов, Ю. Н. Прокудин и др. К.: Наук. думка, 1987. 548 с.

14. Плохинский Н. А. Биометрия. М.: МГУ, 1970. 368 с.

15. Работнов Т. А. Экология луговых трав. М.: МГУ, 1985. 176 с.

16. Сахаров М. П. Миркин Б. М., Имбридина Л. М. Урбофитоценология: изучение спонтанной растительности городов // Успехи современной биологии. 1990. Т. 51 (109), вып. 3. С. 56-59.

17. Тарасов В. В. Флора Дніпропетровської і Запорізької областей. Судинні рослини. Біолого-екологічна характеристика видів: Моногр. Д.: ДНУ, 2005. 276 с.

Размещено на Allbest.ru