Rare component as an indicator of human flora transformation

Cover Page

Cite item

Abstract

This paper discusses the use of the rare flora component of Melekessky-Stavropol landscaped area as an indicator of anthropogenic transformation. The paper contains an ecological-floristic zoning of Melekessky-Stavropol landscaped area (lowland Trans-Volga) and the value of anthropogenic stress factors for each elementary floristic subarea and for the landscape area as a whole. The factors value due to non-equivalent sub-areas and lack of research is formalized and pointed. Relative factors values are compared to the total factor value for the landscape area. Rare flora component was studied and rarity species saturation was calculated, i.e. their number per unit area for each of the elementary floristic sub-areas. The authors revealed the dependence of rarity species saturation on the level of anthropogenic load in elementary subareas – the higher the rarity species saturation, the less anthropogenically transformed flora. A corresponding graph is presented and described in detail that makes it possible to estimate the anthropogenic transformation of flora, not only its active, dynamic components – alien flora, but also the degree of preservation of rare species.

Full Text

Актуальность проблемы.

Изучение степени антропогенной нарушенности флоры является важным актуальным направлением фундаментальных исследований, в связи с тем, что деятельность человека в формировании растительного покрова имеет не меньшее значение, чем климат и почвы. И процесс антропогенной трансформации является важным фактором формирования и развития флоры [1; 2]. Основным показателем трасформированности флоры является степень ее преобразования под воздействием усиливающих факторов антропогенной нагрузки. Преобразование подразумевает под собой появление во флоре новых чужеродных видов, обусловленных суммарным воздействием антропогенных факторов.

Обзор исследований по изучаемой проблеме

В настоящее время выделяют ряд этапов антропогенной трансформации флоры [3; 4; 5; 6] от флоры территорий природно-заповедного комплекса до крайней формы флоры техногенных экотопов, не имеющих природных аналогов. То есть константным элементом в данном многостадийном процессе может являться раритетный компонент флоры, наиболее уязвимый и чуткий к воздействию антропогенных факторов [7; 8; 9]. В связи с этим возможно будет целесообразным считать мерой антропогенной нарушенности флоры степень сохранности ее раритетного компонента при учете интенсивности и разнообразия факторов антропогенной нагрузки [10; 11; 12].

Цель и задачи исследования.

Целью исследования явилось изучение влияния антропогенной нагрузки на раритетный компонент флоры Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района. В задачу работы входило дать оценку возможности использования раритетного компонента в качестве индикатора антропогенной трансформации флоры

Результаты исследования и их обсуждение

Благоприятные почвенно-климатические условия Мелекесско-Савропольского ландшафтного района стали причиной давнего и высокого освоения данной территории.

Мелекесско-Ставропольский ландшафтный район находится в области тектонического прогиба Низменного Заволжья и представляет собой террасированную низменную равнину (рис. 1). В результате инвентаризации флоры Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района было выявлено 1111 видов сосудистых растений, а в дальнейшем с учетом анализа растительного покрова, почвы и рельефа на основании собственных исследований и анализа литературных источников выполнено ландшафтно-флористическое районирование с выделением 5 элементарных флористических подрайонов.

 

Рисунок 1 – Эколого-флористическое районирование Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района

 

Для каждого из флористических подрайонов была изучена величина ряда факторов антропогенной нагрузки (табл. 1) [10; 13].

 

Таблица 1 – Сравнительная характеристика подрайонов Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района

Фактор

Ландшафтный подрайон

Ландшафтный район в целом

I

II

III

IV

V

Общая площадь, км²

2872,5

2233,75

885

376,25

427,5

6795

Количество видов во флоре в целом

782

592

532

570

557

1111

Количество раритетных видов

64

51

47

36

21

129

Сельскохозяйственная освоенность, %

90

80

10

60

90

66

Численность населения, чел.

34670

27475

6320

4165

3890

76520

Плотность населения, чел/км²

12,07

12,3

7,14

11,07

9,1

10,336

Протяженность дорог (грунтовые, с жестким покрытием)

1161,5

1110,8

448,13

40,8

168,67

2929,9

Протяженность железных дорог, км

28,8

8

10

0

46

92,8

Протяженность ЛЭП, км

108

94

12

0

4

218

Комплексные участки трубопроводов, газопроводы, продуктопроводы, км

33

101

26

0

10

170

 

С целью формирования формализованной комплексной картины величины антропогенных факторов для каждого из подрайонов, а также для более корректного сравнения этих факторов, ввиду равновеликости площадей сравниваемых подрайонов, необходимо приведение каждого из факторов к общему числовому знаменателю. Именно поэтому целесообразно сравнивать не абсолютные, а относительные значения факторов по отношению к общей величине фактора для ландшафтного района. После чего для наглядности возможно оценить полученные результаты по 10-балльной шкале и найти средний балл по совокупности всех факторов в каждом из подрайонов (табл. 2), а также изобразить величину совокупного действия всех факторов. Но необходимо учитывать, что баллы, полученные при создании шкалы, не являются абсолютным показателем антропогенной нарушенности ландшафтного района, так как они применялись только в рамках выше обозначенных факторов. Несомненно, что при более скрупулезном учете факторов антропогенной нарушенности территории ландшафтного района балльные показатели несколько изменятся.

 

Таблица 2 – Величина основных факторов антропогенной нагрузки Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района в баллах

Фактор

Отн.

балл

Отн.

балл.

Отн.

балл

Отн.

балл

Отн.

балл

I

II

III

IV

V

Сельскохозяйственная освоенность, %

136,4

9

121,2

8

15,2

2

90,9

6

136,4

9

Численность населения, чел.

45,3

4

35,9

4

8,3

1

5,4

1

5,1

1

Протяженность дорог (грунтовые, с жестким покрытием)

39,6

4

37,9

4

15,3

2

1,4

1

5,8

1

Протяженность железных дорог, км

31,0

3

8,6

1

10,8

1

0,0

0

49,6

5

Протяженность ЛЭП, км

49,5

5

43,1

4

5,5

1

0,0

0

1,8

1

Комплексные участки трубопроводов, газопроводы, продуктопроводы, км

19,4

2

59,4

6

15,3

2

0,0

0

5,9

1

Среднее значение балла

5

5

2

1

3

Сокращения: отн. – относительные значения факторов

 

Изучение антропогенной трансформации посредством сравнения флористических данных по одной и той же территории, разделенных значительным промежутком времени, для Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района неприемлемо, ввиду недостаточной изученности, а также в связи с тем, что в таком объеме флора Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района изучается впервые.

Антропогенная трансформация флоры Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района ранее анализировалась по насыщенности территории одним из наиболее динамичных флороэлементов – адвентивными видами с учетом способов иммиграции растений, времени их заноса и степени натурализации [14].

Однако показателем стадии синантропизации флоры может служит степень сохранности наиболее уязвимого ее компонента – раритетного, ввиду его меньшей толерантности к различным типам антропогенного воздействия.

Всего выявлено 129 видов растений различных категорий редкости Красной Книги Самарской области [15], Красной Книги Ульяновской области [16] и Красной Книги РСФСР [17].

При этом необходимо учитывать, что подрайоны неравнозначны по площади и общему количественному флористическому показателю. Следовательно, для корректной характеристики степени участия раритетного компонента необходимо вычислить насыщенность раритетными видами, то есть их количество на единицу площади (табл. 3).

 

Таблица 3 – Насыщенность раритетными видами флоры по элементарным флористическим подрайонам Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района

Подрайон

Количество видов

Площадь подрайонов

Насыщенность

абс., шт.

%

абс., шт.

%

I

64

8,18

2872,5

42,27

0,19

II

51

8,61

2233,75

32,87

0,26

III

47

8,83

885

13,02

0,68

IV

36

6,32

376,25

5,54

1,14

V

21

3,77

427,5

6,29

0,60

В целом

129

11,61

6795

100

0,12

 

Закономерность влияния факторов антропогенной нагрузки по изменению выше обозначенных показателей элементарных флористических подрайонов Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района легко прослеживается (табл. 4).

 

Таблица 4 – Антропогенной нагрузка и раритетный компонент флоры Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района

Подрайон

Средний балл антропогенной нагрузки

Насыщенность раритетными видами

I

5

0,19

II

5

0,26

III

2

0,68

IV

1

1,14

V

3

0,60

 

Если сопоставить значения баллов по величине факторов антропогенной нагрузки и насыщенности раритетными видами, то можно проследить некую закономерность: при увеличении антропогенной нагрузки уменьшается сохранность раритетного компонента флоры (рис. 2)

 

Рисунок 2 – График зависимости насыщенности раритетными видами от степени антропогенной нагрузки по элементарным подрайонам. Ось X – насыщенность раритетными видам. Ось Y – величина антропогенной нагрузки (баллы)

 

По графику видно, что при приближении степени антропогенной нагрузки к 5 баллам насыщенность раритетными видами становится стабильно низкой, возможно говорить о достижении зоны пессимума экологической толерантности. В дальнейшем при увеличении антропогенной нагрузки количество раритетных видов будет приближаться к нулевому значению. Также интересно, что при сравнительно небольшом разбеге степени насыщенности раритетными видами между III и V подрайонами антропогенная нагрузка меняется на целый балл. То есть, возможно, предел антропогенной нагрузки от 2 до 3 баллов включительно определяет субоптимальную зону или зону оптимума.

Выводы

Полученная закономерность делает возможной оценку антропогенной трансформации флоры не только по состоянию ее активного, динамичного компонента – адвентивной флоры [7; 13; 20], но и по степени сохранности раритетных видов. И зависимости будут обратно пропорциональными: чем больше адвентивных видов, тем выше степень антропогенной нагрузки, но чем выше насыщенность раритетными видами, тем флора менее антропогенно трансформирована. Переход от абсолютных значений к относительным, а также предложенная шкала оценки по баллам позволяют более корректно установить данную закономерность, а в дальнейшем вывести уравнение зависимости степени насыщенности раритетными и адвентивными видами от величины факторов антропогенной нагрузки.

×

About the authors

Olga Viktorovna Kozlovskaya

Samara State Technical University

Author for correspondence.
Email: savenkoov@mail.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Chemical Engineering and Industrial Ecology Department

Russian Federation, Samara

Yuliya Vitalevna Belyaeva

Volga Region State University of Service

Email: belyaeva2788@mail.ru

senior lecturer of Modern Natural Sciences Department

Russian Federation, Togliatti, Samara Region

References

  1. Золотов Д.В. Антропогенная трансформация как этап формирования флоры бассейна реки Барнаулки (Алтайский край) // Исследования молодых ботаников Сибири (20–22 февраля 2001, Новосибирск, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН).
  2. Шадрин В.А. Антропогенная трансформация флоры и критерии ее оценки // Четвертая Российская университетско-академическая научно-практическая конф. Ижевск, 1999. С. 19–20.
  3. Бурда Р.И. Антропогенная трансформация флоры. Киев: Наук. думка, 1991. 168 с.
  4. Горчаковский П.Л. Антропогенная трансформация и восстановление продуктивности луговых фитоценозов. Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург», 1999. 156 с.
  5. Горчаковский П.Л. Тенденции антропогенных изменений растительного покрова Земли // Бот. журн., 1979. Т. 64. № 12. С. 1697–1714.
  6. Савенко О.В. Антропогенная трансформация флоры Мелекесско-Ставропольского ландшафтного раона: автореф. дисс… канд. биол. наук. Тольятти, 2008. 40 с.
  7. Березуцкий М.А. Антропогенная трансформация флоры // Бот. журн., 1999. Т. 84. № 6. С. 8–19.
  8. Березуцкий М.А. Антропогенная трансформация флоры южной части Приволжской возвышенности: автореф. дис. … д-ра биол. наук. Воронеж, 2000. 36 с.
  9. Абрамова Л.М. Синантропизация растительности: закономерности и возможности управления процессом (на примере Республики Башкортостан): автореф. дис. … д-ра биол. наук. Пермь, 2004. 45 с.
  10. Савенко О.В., Сенатор С.А. Выявление степени антропогенной трансформации флоры на примере Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района. Аграрная Россия. Специальный выпуск, 2009. С. 56–59.
  11. Горчаковский П.Л. Антропогенные изменения растительности // Экология. 1984. № 5. С. 3–16.
  12. Саксонов С.В., Розенберг Г.С. Организационные и методические аспекты ведения региональных Красных книг. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2000. 164 с.
  13. Саксонов С.В., Савенко О.В., Сенатор С.А. Ландшафтно-флористическое районирование Мелекесско-Старопольского ландшафтного района. Известия Самарского научного центра РАН, спец. Выпуск. 2008. Ч. 19. С. 101–112.
  14. Савенко О.В. Анализ адвентивной фракции флоры Мелекесско-Ставропольского ландшафтного района. Экологический сборник 3: Труды молодых ученых Поволжья / под ред. проф. С.В. Саксонова. Тольятти: ИЭВБ РАН, Кассандра, 2011. С. 187.
  15. Красная книга Самарской области. Т. 1. / под ред. чл.-корр. Г.С. Розенберга и проф. С.В. Саксонова. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2007. 372 с.
  16. Красная книга Ульяновской области (растения). Т. 2. Ульяновск: УлГУ, 2005.
  17. Красная книга РСФСР (Растения). М., 1988. 591 с.
  18. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Адвентизация растительности: инвазивные виды и инвазибельность сообществ // Успехи современной биологии, 2001. Т. 121. № 6. С. 550–562.
  19. Тохтарь В.К. Этапы формирования флор техногенных экотопов в степной зоне сопредельных территорий России и Украины // Научные ведомости. Серия Естественные науки. 2010. № 9 (80). Выпуск 11.
  20. Саксонов С.В. О видах растений, лишайников и грибов Красной книги Российской Федерации // Самарская Лука: Бюлл. 2006. № 17. С. 253–285.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure 1 - Ecological and floristic zoning of the Melekess-Stavropol landscape region

Download (116KB)
2. Figure 2 - Graph of the dependence of the saturation of rare species on the degree of anthropogenic load in elementary subareas. X-axis - saturation of rare species. Y-axis - value of anthropogenic load (points)

Download (9KB)

Copyright (c) 2017 Kozlovskaya O.V., Belyaeva Y.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies