ПРОДУКТИВНОСТЬ PHRAGMITES AUSTRALIS TRIN. EX STEUD В ОЗЕРАХ ХАКАССКОЙ СТЕПИ

PRODUCTIVITY PHRAGMITES AUSTRALIS TRIN. EX STEUD IN THE LAKES OF THE KHAKASS STEPPE

Е.А.Иванова, Н.И.Шевченко, Н.А.Гаевский Ю.А.Спиридонова

E.A.Ivanova, N.I.Shevchenko, N.A.Gaevskii, J.A.Spiridonova

Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
(660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79)
Siberian federal university, c. Krasnoyarsk
(660041, c. Krasnoyarsk, av.Svobodnyi; Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)">elenivalg@mail.ru)

В данной работе изучены продукционные характеристики макрофитов в соленых озерах Хакасской степи. Высокая продукция отмечена для сообщества Phragmites australis, расположенного в соленой части озера Шира. Наименее продуктивными были сообщества тростника в опресненной части озера устья р. Сон.

The production characteristics of macrophytes in the salt lakes of the Khakass steppe are in this work studied. High production is noted for the association of Phragmites australis, located in the salt part of Shira lake. These associations of reed in the desalted part of the lake of the mouth of the river Son were least productive.

Высшие водные растения представляют начальное звено в круговороте веществ и энергии как первичные продуценты органического вещества, вовлечены в разнообразные процессы, играют огромную роль в поддержании сложившегося естественного равновесия в водоемах и в природных ландшафтах в целом. Определение первичной продукции высшей водной растительности (макрофитов) – одна из приоритетных задач изучения водоемов современной гидроэкологии. В стенных озерах со значительной долей литорали продукция высших водных растений может быть значительной. Изучение продуктивности макрофитов обычно строится на определении зеленой (наземной) массы [2, 3]. Из-за отсутствия достаточного количества данных по продуктивности макрофитов многие исследователи [1] считали возможным принять за годовую продукцию их максимальную фитомассу, которая у большинства видов растений наблюдается в период цветения. Известно, что высокопродуктивными являются заросли Ph. australis [7], По данным В. Г. Папченкова [5], у тростника максимальная биомасса отмечается в начале июля — во время появления соцветий. В настоящей работе рассмотрена продуктивность тростника южного в двух соленых озерах Хакасской степи.

Исследования проводили на озерах Шира и Шунет (республика Хакасия) в конце июля-начале августа 2009-2010 гг., так как в условиях Хакасии появление соцветий у тростника южного приходится на это время. Определение продуктивности тростника проводили на основе укосов фитомассы с учетных площадок с помощью геоботанической рамки размером 50х50 см [2]. Пробы отбирали в наиболее типичных участках фитоценозов в трехкратной повторности. Укосы разбирали по видам растений и взвешивали в сыром и в воздушно-сухом состоянии (растения высушивались в сушильном шкафу при 105°С).

В работе используются поправочные коэффициенты, учитывающие особенности экологических групп водных и прибрежно-водных макрофитов [2, 4]. Для расчета чистой первичной продукции надземных органов (Р₁, г/м²; кг/м²) по их максимальной надземной воздушно-сухой фитомассе (В_вс, г) использовался коэффициент (К_р). Для высокотравных гелофитов он равен 1,2:

Р₁ = К_р В_вс.

Далее рассчитывали общую продукция органического вещества от абсолютно сухого (Р₂, г/м²):

Р₂ =К_орг·Р₁,

где К_орг ? поправочный коэффициент для расчета содержания органического вещества в общей продукции наземных органов (для гелофитов – 0,92).

Затем рассчитали продукцию углерода (С) на единицу площади, (Р₃, г/м²) и перевели продукцию макрофитов в энергетические единицы (Р₄, ккал/м²):

Р₃ = (Р₂.?46,4%) / 100%,

Р₄ = Р₃·10 ккал/м².

Минерализованные озера Шира и Шунет находятся на территории северной части Республики Хакасия. Озеро Шира – место расположения курорта республиканского значения (входит в состав курортов Российской Федерации) и детского санатория. Юго-восточная часть озера Шира, включающая приозерные террасы и заболоченную долину, по которой протекает впадающая в озеро Шира река Сон, принадлежит государственному природному заповеднику «Хакасский» [6]. Озеро Шира расположено в неглубокой горной впадине, в 340 км от Красноярска, в 160 км от г. Абакана. Его окружает лесостепь с мягкими очертаниями дальних предгорий. Максимальная глубина озера – 21 м, длина озера – 9,35 км, ширина – 5,3 км, площадь зеркальной поверхности – 35,9 км², длина береговой линии – 24,5 км. Минерализация воды в озере Шира колеблется от 17,3 г/л до 30 г/л в зависимости от глубины забора проб. Вода щелочная с рН 8,9-9,2. По составу озерная влага слабощелочная, сульфатно-хлоридная, натриево-калиевая, с повышенным содержанием магния. Содержание солей в воде на протяжении всего озера неодинаково, наиболее высокое в центральной части [8]. Оз. Шира – слабосоленое озеро, несмотря на то, что в него с восточной стороны впадает небольшая река Сон. Поэтому здесь берег озера представляет собой болотистую низину. Пробы макрофитов отбирали на двух станциях: станция 1 (соленая часть озера) – в литорали озера, 1 км южнее курортной зоны и станция 2 – устье реки Сон (опресненная часть озера).

Озеро Шунет расположено в 10 км юго-западнее озера Шира и является грязевым источником лечебного сырья и местом отдыха туристов. Это небольшой водоем, имеющий длину 0,9 километров, расположен в узкой горной впадине. Площадь водного зеркала составляет 0,46 км², длина береговой линии – 2,9 км, максимальная глубина достигает 3.0 м. Вода озера отнесена к рассолам со слабощелочной реакцией (рН=8,4). Уровень минерализации воды оставляет 61,3 г/л. Оба озера характеризуются упрощенной трофической цепью (они безрыбные) и наличием придонного сероводородного слоя [6, 8].

В литорали соленых озер (глубиной от 0,5 до 1,5 м) было выявлено всего два вида высших водных растений, относящиеся к отделу Magnoliophyta: гидрофит - рдест гребенчатый Potamogeton pectinatus L. и гелофит – тростник южный или обыкновенный Phragmites australis Trin. ex Steud. Эти два вида, чаще всего, образовывали разорванные чистые ассоциации, чередуясь между собой, или по периферии зарослей тростника южного отмечено небольшое вкрапление рдеста гребенчатого. В сублиторали озера Шунет обнаружен еще Juncus filiformis L.

Значения воздушно-сухой фитомассы тростника южного в течение трех лет значительно варьировали по станциям озера Шира и изменялись в пределах от 320,1 г/м²до 1497,6 г/м², Наибольшая биомасса тростника зарегистрирована в 2010 на станции 1 озера Шира. Несколько ниже, но различия не достоверны, были значения фитомассы на станции 2 (опресненная часть озера). В озере Шунет в 2010 г. выявлена самая низкая фитомасса тростника (102,4 г/м²), в то же время, в 2011 воздушно-сухая фитомасса была достаточно высокой (табл.1).

Таблица 1

Продуктивные характеристики Ph. australis в озерах Шира и Шунет

в 2009-2011 гг.

Из литературных источников известно, что сплошной одинаковый рост Phragmites и его большая высота делает тростниковые сообщества - высокопродуктивные. Для некоторых экосистем пресноводных и солоноватоводных экосистем Северной Америки уровень надземной биомассы тростника изменяется в диапазоне 980-2642 г/м²сухой массы – в пресноводных болотистых экосистемах, 727-3663 г/м² сухой массы – в солоноватых местообитаниях [7]. Полученные нами результаты фитомассы тростника южного имеют более низкие показатели, чем сообщества в солоноватых экосистемах Северной Америки.

Чистая первичная продукция надземных органов, общая продукция органического вещества, продукции углерода и энергии имеют тот же характер распределения по годам и водоемам (см. табл.1).

Однако, если сравнить продуктивные характеристики тростника южного озер Шира и Шунет с литературными данными, то они более высоки, чем показатели по Ph.australis в слабо-соленном водно-болотном урочище Донгузлы (Южный Урал) [4].

Таким образом, при относительно невысокой фитомассе 102,4-1497,6 г/м² сухого вещества, продукционные характеристики сообщества Ph. australis в соленых озерах Хакасской степи достигают высоких показателей за год от 655,7 до 9889,4 ккал/м² .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Боруцкий Е.В. Материалы по динамике биомассы макрофитов озер//Тр.ВГБО АН СССР. Л., 1950. Т. 2. С. 43-68.

2. Катанская В.М. Высшая водная растительность континентальных водоемов СССР. Методы изучения. - Л.: Наука, 1981. - 187 с.

3. Корелякова И.Л. Растительность Кременчугского водохранилища. Киев: Наук. Думка, 1977. 200 с.

4. Куянцева Н. Б., Исакова Н. А. Продукционная характеристика растительности водно-болотного урочища Донгузлы (Южный Урал) // Известия Челябинского научного центра. 2008. Вып. 1 (39). С. 61-66.

5. Папченков В. Г. К изучению сезонной динамики накопления растительной массы гелофитов // Ботанический журнал. 1985. Т. 70, № 2. С. 208-214.

6. Энциклопедия Республики Хакасия/ Правительство Республики Хакасия. Красноярск: Поликор, 2008. Т. 2. 320 с.

7. Meyerson L.A. A comparison of Phragmites australis in freshwater and brackish marsh environments in North America / L.A. Meyerson, K. Saltonstall, L. Windham, E. Kiviat, S. Findlay // Wetlands Ecology and Management. 2000. № 8 Р. 89-103.

8. Parnachev V. P., Degermendzhy A. G. Geographical, geological and hydrochemical distribution of saline lakes in Khakasia, Southern Siberia // Aquatic ecology. 2002. V.36. № 2. Р.107-122.