МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОСТАВА И ПРОДУКТИВНОСТИ ГАЛОФИТНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В УСЛОВИЯХ КОЙБАЛЬСКОЙ СТЕПИ МИНУСИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ
INTREANNUAL VARIABILITY OF COMPOSITION AND PRODUCTIVITY OF HALOPHYTIC VEGETATION UNDER THE CONDITIONS OF THE KOYBALSKAYA STEPPE OF THE MINUSINSK KETTLE
Н.А. Кононова1, Т.М. Зоркина2
N.A. Kononova1, T.M. Zorkina2
1Институт биофизики СО РАН
(Россия, 660036, г. Красноярск, ул. Академгородок 50.50)
2Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева
(Россия, 660049, г. Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89)
1Institute of Biophysics SB RAS
(Russia, 660036, Krasnoyarsk, Akademgorodok 50.50)
2Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V.P. Astafyev
(Russia, 660049, Krasnoyarsk, Ada Lebedeva Str., 89)
e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">1nata_slyusar@mail.ru; 2tm_zorkina@mail.ru
В работе рассмотрены особенности изменения видового состава и продуктивности растительности засоленных почв в период с 2004 по 2017 гг. Показано, что в аридных условиях юга Средней Сибири (Койбальская степь, Хакасия) видовой состав доминатов на протяжении 13 лет остается относительно стабильным. Надземная фитомасса (продуктивность) характеризуется большей межгодовой изменчивостью, и ее величина зависит от погодных условий вегетационного сезона.
It was considered the peculiarities of the change in the species composition and productivity of plant communities of saline soils in the period from 2004 to 2017. It was shown that in the arid conditions of the south of Central Siberia (the Koybalskaya steppe, Khakassia), the species composition did’t change for 13 years strongly. Aboveground phytomass (productivity) was characterized by greater interannual variability and its value depends on the weather conditions of the vegetation season.
Солончаковые группировки приозерных котловин и речных долин нередко встречаются в степной части Хакасии, занимая общую площадь 13,5 км2 [4]. Они кратко описаны в работах В.В. Ревердатто (1926, 1928), Л.М. Черепнина (1961), А.П. Самойловой [5], детально исследованы в работах А.В. Куминовой [4].
Наиболее полно флора галофитных лугов исследована в приозерных понижениях и речных долинах Уйбатской, Койбальской и Ширинской степей [1, 2, 6]. Всего отмечено 50 видов. Из них типичными растениями солончаков являются 20 видов. Остальные растения произрастают на засоленных почвах других типов [1]. Довольно большое внимание уделено флористическим исследованиям. Тем не менее, современных данных о растительности, ее структуре и, особенно, многолетней динамики продуктивности недостаточно.
Целью данной работы является изучение межгодовой изменчивости видового состава и продуктивности галофитной растительности Койбальской степи в условиях юга Средней Сибири (Хакасия).
Объектом исследования является береговая зона горько-соленого озера Куринка (общая минерализация озера 72-108 г/л), расположенного на юге Минусинской котловины в центральной части Койбальской степи (53°26´25´´с.ш.; 91°35´42´´в.д. – 53º24´43´´с.ш.; 91°35´46´´в.д.). Химизм засоления по соотношению анионов содовый (НCO3-> SO42-+Cl-). Климат района резко континентальный, с холодной зимой и жарким летом. Годовая сумма осадков колеблется от 295 до 414 м. Сбор растительного материала осуществлялся маршрутным и стационарным методами. Всего было заложено 150 пробных площадок (10 x 10 м), расположенных на транссектах (200 x 50 м) вдоль четырех берегов озера (северный, южный, западный, восточный), которые отличаются характером рельефа. Исследования выполнены в течение 2004-2017 гг. в летний период (июнь – август). В результате определена структура растительности: видовой состав, проективное покрытие, ярусность, надземная фитомасса и почвенные параметры (pH, степень засоления почвы). Внутри- и межсезонные изменения растительных сообществ учитывались на стационарных площадках. Для определения высоты местности и географической привязки территории использован GPS-навигатор Garmin 72. Анализ физико-химических свойств почв произведен на базе аккредитованной Аналитической лаборатории Института биофизики СО РАН, оснащенной современным оборудованием Результаты исследования обработаны методами математической статистики с использованием программы Microsoft Office Excel.
В результате исследований показано, что видовое разнообразие низкое (57 видов), что является типичным для засоленных сообществ [3]. Преобладают семейства Poaceae, Asteraceae и Amaranthaceae (Chenopodiaceae). Иерархический кластерный анализ показал, что наибольшую степень сходства имеет растительность северного и западного берегов, имеющих пологие склоны. Южный и восточный берега имеют большую крутизну и на высших точках покрыты степной растительностью с доминированием Agropyron cristatum (L.) Beauv. и Stipa capillata L.
Пространственное распределение галофитной растительности зависит от степени засоления почв. Растительные сообщества, выявленные на территории исследования, можно классифицировать как:
Наибольшая степень засоления отмечена на северо-западном побережье, поэтому его растительность представляет наибольший интерес. Всего по мере удаления от зеркала озера выявлено пять основных видов растительных сообществ. Исследуемые растительные сообщества произрастают на почвах гидроморфного класса с различными свойствами.
Овсяницево-пырейный (Ф.1.) и полынно-бескильницевый (Ф.2.) (степень засоления (СЗ) почвы 0,10 и 1,84%, соответственно) включают в себя главным образом представителей семейств Asteraceae, Chenopodiaceae и Poaceae. При этом Ф.1., как наиболее близкий к гликофитным ассоциациям, отличается большим видовым разнообразием. Доля семейств-эдификаторов велика и составляет 22,0; 22,0 и 26,0%, соответственно. В Ф.2., представленным на 44% гликогалофитами, видов из семейства Chenopodiaceae больше в 1,2 раза. Доля разнотравья и сорных видов (семейства Asteraceae и Brassicaceae) также достаточно велика. Осково-разнотравный (Ф.4.) и разнотравно-тростниковый (Ф.5.) фитоценозы (СЗ почвы 1,29 и 0,60%, соответственно) представлены относительно небольшим числом видов-эдификаторов, что связано со значительной степенью увлажнения почвы (отмечается процесс заболачивания и оглеения), в то время как обычно эу- и гликогалофиты приурочены к более сухим местообитаниям. Однако их семейственный спектр более разнообразен. Сведовый фитоценоз (Ф.3.), характеризующийся наибольшей степенью засоления (3,58%) на 50% состоит их типичных галофитов (семейство Chenopodiaceae). Представители других семейств имеют довольно равномерное участие в данном фитоценозе. Анализ полученных данных показывает, что изучаемые растения относятся к относительно узкому систематическому спектру, что объясняется экстремальными условиями существования.
Преобладающей жизненной формой являются стержнекорневые травянистые растения (67%). Значительное место также занимают корневищные формы (28%), полукустарнички и кустарники представлены единично. Травянистая стержнекорневая форма характерна для типичных галофитов, что способствует лучшей адаптации к обитанию на засоленной почве. По данным А.В. Куминовой [4], во флоре галофитных лугов преобладают многолетние виды. Появление однолетних форм свидетельствует о засорении территории, которое возникает в результате ее интенсивного использования в хозяйственных целях, а также под воздействием рекреационной нагрузки, характерной для участка исследования.
Однолетние и двулетние виды в общем сложении занимают 34% от общего числа видов. Учитывая, что большинство эвгалофитов, доля которых составляет 19%, являются однолетними, то их высокий процент говорит о значительном засолении территории и, как следствие, адаптивном признаке данной экогруппы. Преобладающее число гликогалофитов (55%) является многолетними, что говорит о необходимости времени для приспособления к фактору засоления.
Преобладающими экогруппами являются галофиты и мезофиты, что составляет 55 и 22%, соответственно. Полученные результаты объясняются недостаточно благоприятным режимом увлажнения данного местообитания, так как почвенная влага находится в недоступном для растений виде. О физиологической сухости почвы говорит также присутствие мезоксерофитов, доля которых велика и составляет 14%.
За период исследований (13 лет) отмечено минимальное изменение видового состава. Накопление надземной фитомассы (продуктивность) достоверно различается у различных типов растительных сообществ (рис. 1.).
Рисунок 1. Динамика продуктивности растительных сообществ береговой зоны оз. Куринка в период 2004 – 2017 гг. (n = 13, p>0.05). Обозначения сообществ (Ф.1. – Ф.5.) в тексте.
Отмечено, что продуктивность сведового фитоценоза (Ф.3.) в течение 13 лет, с учетом межсезонных флуктуаций была достоверно ниже, чем у остепненных: (овсяницево-пырейный (Ф. 1.) и полынно-бескильницевый (Ф.2.)) и прибрежных (осоково-разнотравное (Ф.4.) и разнотравно-тростниковое (Ф.5.)) сообществ. В то время как между другими сообществами таких различий не выявлено. Наибольшая изменчивость характерна для разнотравно-тростникого фитоценоза. Значения продуктивности в Ф.5. в разные годы варьировали от 116,0 г/м2 в 2015 году, когда отмечалась аномально низкое количество осадков (78% от средней многолетней нормы) до 345,7 г/м2 в 2016 году, когда сумма осадков превысила 130% от средней многолетней нормы. Следует отметить, что разнотравно-тростниковый фитоценоз расположен в непосредственной близости от воды и изменение уровня озера для него критично.
Таким образом, проведенные исследования показывают, что растительность, приуроченная к засоленным почвам, характеризуется невысоким видовым разнообразием, является достаточно постоянной по видовому составу. Величина продуктивности за 13 лет исследований характеризуется более заметными межсезоннымы флуктуациями, что связано, главным образом, с погодными условиями вегетационного сезона.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда науки в рамках научного проекта № 18-416-243002 р_мол_а.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: