The program and methods of researches flora's vascular plants on especiallyprotected natural territories of Tomsk.pdf Предварительным условием организации рацио-нального использования и охраны особо охраняемых природных территорий (ООПТ) является надлежащее обследование их экосистем и создание базы научных данных по разным компонентам ландшафта, в том чис-ле и по растительному покрову, обследование которого целесообразно начать с изучения флоры сосудистых растений, составляющих основу ботанического разно-образия и образующих растительные сообщества урба-низированных ландшафтов.В рамках научной темы планируется решить сле-дующие задачи: 1) провести инвентаризацию флори-стических комплексов основных ООПТ; 2) выявить редкие (краснокнижные) виды, изучить их распростра-нение и состояние; 3) провести анализ таксономиче-ского, биоморфологического, эколого-ценотического состава флоры в целом и флористических комплексов каждой ООПТ; 4) изучить распределение видов расте-ний по экотопам и оценить антропогенную трансфор-мацию флористических комплексов ООПТ; 5) разрабо-тать компьютерный вариант базы научных данных по сосудистым растениям ООПТ; 6) оценить состояние каждой ООПТ и дать рекомендации по ее рациональ-ному использованию; 7) разработать методику биомо-ниторинга растительного покрова ООПТ.Для получения сравнимых материалов и результатов исследования всех ООПТ г. Томска нами предлагается следующий унифицированный методический подход.При сборе полевых материалов и представлении ре-зультатов исследования используется имеющаяся кар-тографическая информация по рельефу, геоморфоло-гии и растительности изучаемых ООПТ. Адаптация карт для наших целей потребовала разработки класси-фикации экотопов и местообитаний, представленной ниже в виде матрицы (табл. 1). При этом под экотопа-ми понимаются участки территории, однородные по абиотическим экологическим факторам, определяемые геоморфологией и рельефом, а местообитания одно-родны не только по абиотическим, но также по биоти-ческим и антропогенным факторам, которые индици-руются растительностью.На основе данной классификации по каждой ООПТ составляется совмещенная карта экотопов и местооби-таний (рис. 1), которая является картографической ос-новой для сбора полевых материалов и в последующем представления результатов исследования.Система экотопов и местообитаний ООПТ г. ТомскаТ а б л и ц а 1ЭкотопРастительность Леса естественныеЛеса реконструированныеИскусственные леса и лесные культурыКустарники естественныеКустарники искусственныеЛуга естественные и по-слелесныеЗалежные сообществаТропиночные луга, сбои, пастбищаБолота, болотистые луга и кустарникиОстепненная раститель-ностьРудеральные сообществаВодные и прибрежновод-ные ценозыВодораздельная равнина+++++++++-+-Некрутые склоны речных долин (25°)+--++----+--Овраги++-+------+-Лога (балки)+--+-+--++-+Поймы речных долин Томи и ее притоков+--+-+-++-++I надпойменная терраса Томи и ее притоков++++++++--+-II надпойменная терраса Томи и ее притоков++++++++--+-III надпойменная терраса Томи и ее притоков++++++++--+-Оползневые террасы долины Томи+--+-+-+--+-Техногенные экотопы----------+-Природниковые экотопы--------+--+Озерные впадины--------+--+Примечание. Крестиками отмечены выявленные на данный момент местообитания.243I I Граница ООПТЭ ко топы,^/Водораздельная равнина/\У Некрутой склон III надпойменной террасы р. Ушайки/\/ Крутой склон II надпойменной террасы р. Ушайки/. . Овраги/\/ Пойма р. УшайкиРастительность^] Леса естественныеЩ Кустарники естественныеШ Кустарники искуственные Тропиночные луга, сбои У Рудерапьные сообщества 7] Луга естественные и послелесные Масштаб 1 : 10 000Рис. 1. Совмещенная карта экотопов и местообитаний ООПТ «Михайловская роща»При сборе полевых материалов последовательно обрабатывается каждый контур экотопов и местообитаний. Для этого через очередной экотоп прокладывается сеть маршрутов с таким расчетом, чтобы пересечь всё разнообразие местообитаний. По ходу маршрута составляется список выявленных видов с указанием их обилия, собирается гербарий неопознанных, нетвердо установленных, а также редких (краснокнижных) видов растений. В наиболее типичных частях контуров местообитаний и фитоценозах с участием редких видов составляются по общепринятой методике геоботанические описания, местонахождение которых отмечается на карте [1]. При обработке контуров лесных и кустарниковых местообитаний обследуется всё разнообразие формаций естественных, реконструированных и искусственных лесов и кустарников.Ценопопуляции редких видов получают более полную характеристику с указанием не только обилия и фенофа-зы, но также с оценкой жизненного состояния, типа возрастного состава, генеративности, распределения и т.д.Для более полного выявления флоры одни и те же контуры желательно посетить не менее двух раз в разные сроки: весной, в разгар лета, в конце лета, что позволит зафиксировать растения разных феноритмоти-пов - длительновегетирующие, коротковегетирующие и эфемерные.При обработке полевых материалов кроме традиционных методов таксономического, экологического, биоморфологического, ареалогического и эколого-ценотического анализа флоры, хорошо известных ботаникам и не требующих пояснений, обязательно должны проводиться оценка отношения сосудистых растений к антропогенным воздействиям и определение антропогенной трансформации флористических комплексов ООПТ, что является одной из важнейших характеристик флоры урбанизированных территорий.Для оценки экологии видов по антропогенным факторам была использована следующая классификация [2, 3]:1..Интродуценты, совсем не натурализовавшиеся.2..Адвенты - заносные растения. По способу иммиграции:1..Ксенофиты - виды, случайно занесенные на данную территорию.2..Эргазиофиты - дичающие виды культурных растений.3..Ксено-эргазиофиты - виды, занесенные первым и вторым способами.По степени натурализации:4..Эпекофиты - виды, натурализовавшиеся и активно расселяющиеся по антропогенным местообитаниям.5.Колонофиты - натурализовавшиеся виды, но их распространение ограничено местами заноса.2.4.2442.6. Эфемерофиты - растения, встречающиеся в местах заноса, но самостоятельно не размножающиеся. 3. Апофиты - виды местной (аборигенной) флоры.3.1.Гемерофилы - виды, положительно реагирующие на антропогенные воздействия:1..Сегетальные сорняки - сорные растения полей и огородов.2.Рудеральные сорняки - сорные растения техногенных местообитаний.3..Сбоевые, тропиночные и пастбищные растения.4..Прочие гемерофилы - растения умеренно нарушенных местообитаний под влиянием различных воздействий человека.3.2.Гемерофобы - виды, отрицательно реагирующиена антропогенные воздействия, являются индикаторамиестественного состояния растительного покрова.Виды всех подразделений приведенной системы классификации, кроме последнего (гемерофобов), относятся к синантропным растениям, которые появляются или более интенсивно расселяются в растительном покрове той или иной территории под влиянием человека и по участию которых можно судить об уровне синантропизации и стадии антропогенной трансформации флоры и растительности [4].Для определения уровня синантропизации флоры ООПТ нами используется оригинальная формула, предложенная Е.П. Прокопьевым [3]:K. = Na'=lNbXKXK(1)/=1 /=1где Ks - коэффициент синантропизации; а, - встречаемость синантропных видов, %; Na - число синантроп-ных видов; bi - встречаемость видов гемерофобов, %; Nb - число видов гемерофобов.Встречаемость видов, рассчитанная по совокупности геоботанических описаний в пределах каждой ООПТ, рассматривается нами в качестве показателя флористической активности видов: чем больше встречаемость вида, тем выше его активность и роль в формировании флоры. Коэффициент синантропизации может варьировать в диапазоне от 0-100%, который подразделяется нами на 5 равных отрезков, соответствующих определенным стадиям шкалы антропогенной трансформации флоры: a) Ks = 0-20% -1 стадия слабой трансформации, б) Ks = 21-40% - II стадия умеренной трансформации, в) Ks = 41-60% - III стадия средней трансформации, г) К, = 61-80% - IV стадия сильной трансформации, д) Ks = 81-100% - V стадия очень сильной трансформации. При необходимости каждую стадию трансформации можно поделить на две фазы (а, Ь), которым соответствуют диапазоны значений Ks, равные 10%.Многие ООПТ г. Томска занимают сравнительно крупные территории и оказываются разнородными по ландшафтной структуре и антропогенным воздействиям, в связи с чем флора таких ООПТ является разнородной по всем показателям, в том числе и по уровню синантропизации. Поэтому встает задача картографирования парциальных флористических комплексовООПТ, в том числе создание карт их антропогенной трансформации.Для создания карты антропогенной трансформации флоры конкретной ООПТ используется упомянутая выше карта экотопов и местообитаний (рис. 1), с помощью которой выделяются парциальные флористические комплексы ООПТ, соответствующие типам экотопов, входящие в них виды разделяются на синантроп-ные и виды-гемерофобы, по выборкам геоботанических описаний рассчитывается их встречаемость и по приведенной выше формуле для каждого флористического комплекса рассчитывается коэффициент синантропизации (Ks) и, наконец, по значениям Ks карта экотопов превращается в карту антропогенной трансформации флоры ООПТ.Для иллюстрации приведем карту антропогенной трансформации флоры ООПТ «Береговой склон р. Томь» (рис. 2), для которой в целом Ks = 61% (IV стадия трансформации), а для парциальных флор варьирует от 37 до 94%.Для применения компьютерной обработки исходной информации и для ее хранения разрабатывается электронная база научных данных по флоре обследованных ООПТ с использованием программы MSAccess и IBIS [5]. В базе научных данных по флоре каждый вид растений имеет свой «паспорт», содержащий следующую информацию: 1) таксономическое положение вида; 2) экология видов по отношению к увлажнению, троф-ности и антропогенным воздействиям; 3) принадлежность вида к жизненной форме в системе принятой биоморфологической классификации; 4) принадлежность вида к эколого-ценотической группе; 5) класс количественного участия вида в растительном покрове (доминант, субдоминант, недоминант); 6) ареалогический статус вида; 7) распределение вида по экотопам; 8) встречаемость вида по ООПТ и в их пределах по парциальным флористическим комплексам; 9) ресурсное значение вида; 10) статус редкости для краснокнижных видов.В дальнейшем базу научных данных можно использовать для решения различных теоретических и прикладных задач, в том числе для мониторинга антропогенной трансформации флоры и растительности ООПТ по следующей схеме (рис. 3).В качестве модельных объектов мониторинга принимаются фитоценозы, которые отбираются в пределах каждого типа экотопа по более или менее распространенным местообитаниям, отмечаются на карте антропогенной трансформации флоры ООПТ GPS-навигатором.Для каждого модельного фитоценоза составляется в поле детальное геоботаническое описание, в котором обилие ценопопуляций всех зафиксированных видов оценивается по следующей неравномерной 10-балльной шкале проективных покрытий: 1 балл < 0,1%; 2 балла - 0,1-0,2%; 3 балла - 0,3-2,5%; 4 балла - 2,6-8%; 5 баллов - 9-15%; 6 баллов - 16-25%; 7 баллов -26-50%; 8 баллов - 51-75%; 9 баллов - 76-90%; 10 баллов- 91-100%. Эти градации обилия являются показателем ценотической активности вида, его роли в образовании каждого конкретного фитоценоза: чем выше обилие вида, тем выше его роль в образовании данного фитоценоза.245Масштаб 1: 10 000Стадии антропогенной трансформацииФазы антропогенной трансформацииГруппы экотоповII (КГ, = 21-40)К, = 31^01. Природниковые экотопы склонов, логов и террасKs = 41-502. Крутые склоныIII (Г, = 41-60)Ks = 51-603..Среднекрутые склоны4..Подножия склонов и склоновые ложбины3.3.IV (^ = 61-80)ШГ. = 61-70£, = 71-5..Овраги6.Искусственные леса и лесные культуры7.Некрутые склоны8.Молодая низкая пойма Томи9.Оползневые и надпойменные террасы10.Полуестественные лесаV (Г, = 81-100)Г. = 81-90К. = 91-10011. Техногенные экотопы12. Залежные земли бывшего питомника24613. Городские постройки и дачные участкиРис. 2. Карта антропогенной трансформации флоры ООПТ «Береговой склон р. Томь»Деятельность человека Фитоценозы модельных биогеоценозов ООПТ Канал прямой связи Изменение воздействия Оценка Шкала антропогенной трансформации флоры и растительности Уровень синантропизацииiк Канал обратной связи Рис. 3. Схема мониторинга антропогенной трансформации флоры и растительностиСтепень синантропизации исходного состояния модельных фитоценозов и их последующего мониторинга рассчитывается по формуле [6]:TjaiК =--si-xlOO-н,(2)sNaNb'£ «i + £ *;где i>G - коэффициент синантропизации растительности; a, - проективное покрытие ценопопуляций синан-тропных видов, %; Na - число синантропных видов; bt -проективное покрытие ценопопуляций видов гемеро-фобов, %; Nb - число видов гемерофобов.Для определения стадии антропогенной трансформации модельных фитоценозов используется та же рассмотренная выше 5-балльная шкала.Мониторинг модельных фитоценозов позволит контролировать трансформацию и демутацию не только растительности, но и флоры ООПТ, т.к. изменение флоры осуществляется через изменение состава конкретных фитоценозов.Поскольку фитоценоз является одним из компонентов биогеоценоза, отбор модельных фитоценозов можно использовать для отбора модельных биогеоценозов, пригодных для мониторинга не только растительного покрова, но и других компонентов биогеоценоза - почвы, животного населения, микроклимата. Поэтому выбор модельных биогеоценозов должен осуществляться не только ботаниками, но и другими специалистами, изучающими

Скачать электронную версию публикации