Results of Chernovskoe Reservoir hydro botanical monitoring from 1974 to 2015

Full Text

Природно-климатические особенности степной зоны обусловили создание здесь большого числа гидросооружений. Из общего расхода воды малых рек и их притоков 70–80% падает на весенний период. Поэтому в условиях интенсивного земледелия ставится задача задержания весеннего паводка, в южных районах Самарской области продолжается строительство капитальных плотин в русле рек и на базе оврагов. Малые водохранилища, созданные в долинах рек и оврагах, оказывают существенное влияние на ландшафты, преобразуя микроклимат, воздействуя на грунтовые воды, почвы, растительность и животный мир. Эколого-экономическое значение малых и небольших водохранилищ, достаточно частые изменения в режиме их эксплуатации вызывают необходимость постоянного сбора, анализа и обобщения экологической информации о динамическом состоянии гидроэкосистем с целью прогноза их развития. Высшая водная и прибрежно-водная растительность экотонной зоны, зоны напряжения, служит монитором функционального состояния экосистем, являясь как показателем нагрузки, так и показателем отклика экосистемы на антропогенное воздействие. В связи с этим они являются объектами гидроботанических исследований.

На территории Самарской области детально изучен растительный покров Ветлянского и Поляковского водохранилищ [1–3]. Исследованы геоэкологические условия и динамика растительного покрова Кутулукского водохранилища [4; 5]. Из водохранилищ Сыртового Заволжья изучен состав флоры Михайло-Овсянского водохранилища [6]. Рассмотрены вопросы динамики флоры и растительности Кондурчинского водохранилища за период 1990–2005 гг. [7]. Объектами гидроботанического изучения были Таловское и Чубовское водохранилища [8; 9].

Мониторинг флоры и растительности Черновского водохранилища ведется с 1974 года [10]. Целью настоящей работы было получение современной картины гидроботанического состава водоёма. В задачи работы входило изучение флоры и растительности и проведение сравнительного анализа экологического спектра флоры изучаемого водоёма с другими водохранилищами Самарской области. При анализе флоры приняты методические подходы В.Г. Папченкова и В.В. Соловьевой [11], т.е. учитывалась не только водная флора (гидрофиты, гелофиты и гигрогелофиты), а флора водоёмов в целом, с включением в нее околоводных видов растений (гигрофитов, гигромезофитов и мезофитов). Идентификация видовых таксонов проводилась с помощью определителя сосудистых растений «Флора водоёмов Волжского бассейна» [12].

Черновское водохранилище расположено на территории Волжского района. Создано оно в 1953 году на базе левобережного притока р. Самары – реке Черной, в 3 км от с. Черноречье. Площадь водосбора составляет 196 км². Мезорельеф пологоувалистый со слабой расчлененностью балками и оврагами. Геологические условия однородные. Рельефоформирующими коренными породами являются неоген-четвертичные глинисто-суглинистые и глинисто-супесчаные отложения. Геологической основой служат плейстоцен-голоценовые, аккумулятивные, аллювиальные и аллювиально-озерные отложения (рис. 1). Неотектонические условия равномерные, суммарная амплитуда тектонических движений не превышает 250 см.

Рисунок 1 – Геоморфологический профиль в районе Черновского водохранилища

В почвенном покрове преобладают черноземы выщелоченные и типичные, главным образом, среднего и легкого механического состава. Высокая проницаемость грунтов, выходы ключей и родников создают благоприятные условия для круглогодичного питания водохранилища. Пополнение его идет также за счет местного стока весенних вод, кроме того, вода поступает по трубопроводу из реки Самары (водохранилище смешанного типа – наливное и речное).

При минимальном наполнении водоёма его поверхность достигает 455 га. Черновское водохранилище имеет длину до 6 км при ширине около 1 км. Наибольшая глубина составляет 11,6 м. Дно илистое, с примесью песка, мелкозема и растительных остатков. Гидрорежим неустойчивый, амплитуда колебания в разные годы составляет от 1,5 до 2,5 м (рисунок 2). Тренды гидрорежима показывают, что в последние годы для водоёма отмечается небольшое повышение уровня воды, что связано со снижением водопотребления на орошение с 6752 га до 2987 га.

Рисунок 2 – Динамика и тренды гидрорежима Черновского водохранилища

Современные сведения о химическом составе воды по результатам исследований лаборатории Центра мониторинга окружающей среды по Самарской области приведены в таблице 1.

Таблица 1– Гидрохимические показатели воды Черновского водохранилища

Водохранилище используется населением для купания и рыбной ловли. На левом берегу расположен дом охотника и рыболова совхоза «Черновский», контролирующий его использование. В 1995 году в водохранилище запущено 130 тысяч годовалых карпов. Кроме того, здесь распространены щука, окунь, сазан, плотва, уклея, которые привлекают к себе любителей рыбной ловли. Водохранилище также служит для орошения сельскохозяйственных угодий и близлежащих дачных массивов, для водопоя крупного рогатого скота.

Впервые флора Черновского водохранилища изучалась сотрудниками кафедры ботаники Куйбышевского педагогического института В.И. Матвеевым и А.М. Зотовым в 1974 году. Тогда было отмечено 66 видов растений из 18 семейств и 46 родов. В процессе изучения водоёма и его побережий в 1989 году было зарегистрировано 79 видов высших растений. Экологический спектр флоры представляли мезофиты – 35 видов, гигрофиты – 17, гигрогелофиты – 8, гелофиты – 8 и гидрофиты – 11 видов растений. В 1989 году не были отмечены виды – Typha laxmannii Lepech. и Alisma lanceolata L. Из гидрофитов ранее не произрастал Potamogeton gramineus L.

После 1989 года во флоре Черновского водохранилища были инвентаризированы Carex acuta L., Scirpus lacustris L., Eleocharis palustris (L.) Roem et Schult), Bolboschoenus koshevnikovii (Litv.) A.E. Kozhevnikov, Mentha arvensis L., Scutellaria galericulata L., Stachys palustris L., Tussilago farfara L., Alopecurus geniculatus L., то есть растения переувлажненных и достаточно увлажненных местообитаний. Ранее на сыром побережье не произрастали Lysimachia vulgaris L., L. nummularia L., Phalaroides arundinacea (L.) Rauschert и другие гигромезофиты.

В результате гидроботанических исследований в июле 2015 г. во флоре Черновского водохранилища зарегистрировано 90 видов растений, из них 12 гидрофитов, по 9 видов гелофитов и гигрогелофитов, 20 гигрофитов и 40 гигромезофитов и мезофитов (рисунок 3). Увеличение числа видов, составляющих основу растительного покрова временно затопляемой части побережья водохранилища происходит, главным образом, за счет гигрофитных и гигромезофитных групп растений. За последние годы появились – Potamogeton perfoliatus L., Phragmites altissimus (Benth.) Nabille, Oenanthe aquatica (L.) Poir., Carex melanostachya Bieb ex. Willd., Epilobium hirsutum L., Rorippa austriaca (Crantz.) Bess., Angelica archangelica L., Calystegia sepium (L.) R. Br., Euphorbia palustris L., Rumex stenophyllus Ledeb., Senecio tataricus Less.

Рисунок 3 – Динамика числа видов растений Черновского водохранилища в различные годы исследований

Сравнение общего состава флоры водохранилищ (таблица 2) показало, что ее формирование имеет случайный характер, зависит от наличия зачатков растений в речном бассейне и агентов распространения диаспор, то есть водоплавающих птиц. Состав гидрофитов в видовом отношении невелик, число видов этой экологической группы колеблется от 5 до 16%. Также закономерным является низкая доля участия гелофитов (от 7 до 20%) и гигрогелофитов (от 8 до 12%). При этом состав гигрофитов в сравниваемых водоёмах равен от 19 до 37%, а гигромезофитов и мезофитов – от 17 до 50%.

Таблица 2 – Экологический спектр флоры водохранилищ Самарской области (абсолютное число видов/в %)

Математическая обработка сравниваемых списков флор проводилась с использованием коэффициента флористического сходства Жаккара [14]. В результате наибольшее сходство имеют флоры Кондурчинского, Кутулукского и Чубовского водохранилищ (57–59%), расположенных в лесостепной зоне. Наименьшее – Чубовское и Ветлянское водохранилища, созданные в лесостепной и степной зонах. Более высокие коэффициенты сходства имеет водная флора (таблица 3). Так, Кондурчинское, Чубовское, Черновское и Таловское водохранилища по этому комплексу видов имеют сходство 67–72%.

Таблица 3 – Коэффициенты сходства флор водохранилищ Самарской области

Примечание. В верхней части таблицы значения коэффициента Жаккара для водной флоры, в нижней – для флоры в целом.

Растительность Черновского водохранилища за последние 40 лет, с 1974 по 2015 годы, изменилась по составу доминантов, при этом сохранилось преобладание воздушно-водной растительности над водной, но границы произрастания последних заметно расширились.

Среди водной растительности довольно большого развития достигло сообщество рдеста разнолистного, которое ранее на водохранилище отсутствовало. Заросли рдеста гребенчатого и рдеста блестящего встречались только в верховье водохранилища. В последние годы гидрофитные сообщества расселились на различных участках водохранилища, они по-прежнему просты по структуре и бедны во флористическом отношении.

Воздушно-водная и водная растительность имеет неравномерное распространение в различных районах акватории. Наибольшее развитие получили формации тростника южного, рогоза узколистного, клубнекамыша морского и осоки острой. В верховьях Черновского водохранилища отмечено сильное зарастание рогозом узколистным и тростником обыкновенным. Формация клубнекамыша морского распространена практически повсеместно на мелководьях в виде узкого пояса шириной 1–5 м. Сообщества воздушно-водной растительности имеют четко выраженный бордюрный характер. Формации типично водных растений имеют пятнистый и фрагментарно-зарослевый характер. Это сообщества рдеста злакового, рдеста гребенчатого и рдеста блестящего. Характер зарастания – от сплошного зарослевого в верховье до фрагментарно-пятнистого в приплотинной части. Наибольшее распространение имеет бордюрный тип зарастания. Широкое распространение на мелководьях получили фитоценозы с участием горца земноводного.

Растительность Черновского водохранилища образует экотонные сообщества, расположенные на сыром побережье водоёма и в зонах с кратковременным и длительным затоплением. Фитоценозы побережья представлены неопределенными микрогруппировками сорно-рудеральных видов и луговыми сообществами.

На правобережье распространена прибрежная растительность (асс. Agrostis stolonifera – heteroherbosa), образующее пояс 4–6 м в ширину, а местами до 10–12 м. Высота растений достигает 150 см. Здесь среди таких гигрогелофитов, как полевица побегообразующая, дербенник иволистный, преообладают алтей лекарственный и тысячелистник птармика. Во время описания последние находились в фазе цветения, отчего луг имел бело-розовый аспект. Проективное покрытие 100%. В составе этого сообщества отмечено 25 видов.

Ниже по склону расположен пояс, сформированный осоково-разнотравной ассоциацией (асс. Сагех acuta – heteroherbosa), от 2 до 6–10 м в ширину. Травостой мощный, до 145 см высоты, проективное покрытие 100%. В густых зарослях осоки острой отмечены герань болотная, крестовник татарский, алтей лекарственный, тысячелистник птармика и другие виды растений. В местах избыточного увлажнения среди осочника встречаются куртины тростника южного, рогоза узколистного, сусака зонтичного. Под пологом ивняков, кроме перечисленных видов, встречаются вербейник обыкновенный, паслен сладко-горький, лопух паутинистый, чина клубненосная, вербейник монетчатый и другие растения. В местах, где сильно развит древостой, сложенный ивой белой, тополем черным, осиной, отмечены густые заросли крапивы двудомной (асс. Salix alba – Urtica dioica – heteroherbosa).

В экотонах влажных лугов в сопровождении древесно-кустарниковой растительности, фитоценозы приобретают лентовидный характер (асс. Elytrigia repens + Zerna inermis – heteroherbosа, асс. Agrostis stolonifera – Potentila anserina + Amoria fragifera). Данные сообщества находятся на верхней границе экотонной зоны. Здесь можно наблюдать плавную смену сообществ в зависимости от почвенного увлажнения.

Прибрежная растительность тоже расположена в виде лент. Пояс поливицево-разнотравной ассоциации (асс. Agrostis stolonifera – heteroherbosа) граничит с ситниково-полевицевой (асc. Agrostis stolonifera – Juncus gerardii), которая имеет ширину до 5 м. Перечисленные фитоценозы и сообщества череды олиственной (асс. Bidens frondosa + Lycopus europeus – heteroherbosа, асс. Bidens frondosa + Lycopus europeus – heteroherbosа) могут находится как на влажном берегу, так и в условиях временного затопления.

В верховье Черновского водохранилища получили развитие сплошные заросли рогоза узколистного, тростника высочайшего и южного (асс. Phragmites altissimus, асс. Phragmites australis).

Прибрежная и воздушно-водная растительность переходного и озеровидного районов Черновского водохранилища представлена поясами фитоценозов, сформированных в условиях временного и длительного затопления. Растительность внешнего пояса образована формацией тростника южного и осоки острой. Заросли осочников в экотонной зоне занимают около 9 га. Внутренний пояс сформирован рогозом узколистным и клубнекамышом морским. Формация клубнекамыша морского распространена практически повсеместно на мелководьях водохранилища (всего около 5 га). Расположение этого сообщества в поясе растительности временного затопления весьма условно, так как эдификатор может произрастать в различных гидрологических условиях – в местах избыточного увлажнения, среди зарослей ив и на мелководьях с глубиной воды до 60 см. Формации рдеста блестящего, рдеста пронзеннолистного, рдеста гребенчатого и рдеста злакового составляют водную растительность. Сообщества водных растений образуют сплошные или прерывистые пояса или пятнистые заросли.

В целом, растительность Черновского водохранилища представлена 13 формациями и 22 ассоциациями, из них 5 формаций и 7 ассоциаций относятся к водной растительности. Наибольшее развитие получила растительность зоны временного затопления (12 ассоциаций). Формация рогоза узколистного и тростниковые заросли занимают 56 и 65 га соответственно. В настоящее время Черновское водохранилище является значительно заросшим, степень зарастания 32%. Чистая продукция водохранилища по абсолютно-сухому веществу равна 12 540 ц в год, что в энергетическом выражении составляет 2 290 МДж в год (таблица 4).

Таблица 4 – Фитопродукция Черновского водохранилища (степень зарастания 32%)

В результате проведенных исследований можно сделать вывод, что в настоящее время Черновское водохранилище находится на стадии динамического равновесия [15]. При сохранении неустойчивого гидрорежима и импульсивного характера водопользования продолжительность существования водоёма на данной стадии может быть неограниченно долгой. Снижение уровня может привести к ускорению зарастания и активизации процессов заболачивания.

About the authors

Vera Valentinovna Solovieva

Author for correspondence.
Email: solversam@mail.ru

doctor of biological sciences, professor of Biology, Ecology and Methods of Teaching Department

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1 - Geomorphological profile in the area of the Chernovsky reservoir

Download (18KB)

Indexing metadata

3. Figure 2 - Dynamics and trends of the hydro regime of the Chernovsky reservoir

Download (27KB)

Indexing metadata

4. Figure 3 - Dynamics of the number of plant species of the Chernovsky reservoir in different years of research

Download (15KB)

Indexing metadata