Succession and features distribution plant associations in row of railways

Cover Page

Cite item

Abstract

ROW is a specific man-made landscape, in which the processes of change occur in its direction and intensity. Erosion processes, in particular the processes of water erosion of soil, lead not only to changes in the soil, but the plant through changes in soil fertility, nutrient richness, and by changing moisture exchange, structure and texture of soils. The main characteristics of flora undergo structural, quantitative and other changes. Vegetation characteristics, composition of plant associations, the speed and direction of succession, from the initial stage of overgrown weeds and ruderal vegetation to sustainable tree and shrub communities also modify. An ecological and geomorphological zoning shows the prevalence of the most eroded soils in the vicinity of the web. The regularity according to which in most habitats anthropogenic disturbed grow motley-grass-wheatgrass association with a reduction of anthropogenic load becomes dominant forb meadow-grass association. The role of indication of Eletrygia repens L. was also identified as an indicator of habitat disturbance.

Full Text

Полоса отвода железных дорог является своеобразным антропогенным ландшафтом, в котором изменяются основные характеристики флоры, почвенно-растительного покрова, а также геоморфологические характеристики, приводящие к изменению различных процессов (эрозионных, денудационных и др.). В настоящий момент полоса отвода достаточно полно изучена во флористическом отношении [1–13], проведены геоморфологические изыскания [14–15], однако с геоботанической точки зрения полоса отвода остается мало изученной территорией.

Растительность полосы отвода железных дорог отличается значительной степенью горизонтальной неоднородности. Наиболее детальное определение горизонтальной неоднородности было сформулировано академиком В.Н. Сукачёвым [16], разделявшим ее на два типа: первый тип – это неоднородность в пределах низших единиц растительности, второй – это пестрая мозаика небольших участков сообществ или их фрагментов. Они относятся к различным ассоциациям, встречаются при быстро меняющихся и при этом закономерно повторяющихся условиях существования. Дальнейшим развитием учения о неоднородности растительности стало учение о мозаичности растительного покрова, которое выражается в наличии растительных группировок, различающихся по одному или нескольким признакам, таким как состав, соотношение и обилие видов, а также сложение, динамика и другие.

Исходя из причин, вызывающих мозаичность, выделяют – экологическую, обусловленную неоднородностью среды обитания; фитогенную мозаичность – развивающаяся под влиянием самой растительности; антропогенную мозаичность, возникающую под влиянием антропогенного фактора, а также зоогенная мозаика, возникшая под воздействием биогенных экологических факторов.

Полоса отвода рассматривалась нами с точки зрения антропогенной мозаичности, в виде постройки полотна и зоны отчуждения, стохастического заселения ее пионерными сообществами, с постепенным преобладанием фитогенных факторов, оказывающих влияние на сложение растительного покрова в последующее время. Однако, высокая степень гемеробии не позволяет пренебречь антропогенным фактором в развитии и сложении растительности полосы отвода.

Для более наглядного описания растительности применялся метод экологических профилей. Прилегающие фитоценозы рассматривались на уровне мезокомбинаций в понимании С.А. Грибовой и Т.И. Исаченко [17], которые считают мезокомбинациями закономерно повторяющееся чередование однородных сообществ или микрокомбинаций, связанное преимущественно с формами мезорельефа. Составные части мезокомбинаций могут быть как близки по своей экологии, так и значительно отстоять друг от друга, и иметь свой ряд развития. При этом отдельные компоненты мезокомбинаций все же взаимодействуют друг с другом на уровне обмена видами и создания фитоклимата.

Методика и материалы исследований. Геоботанические исследования проводились по методике, предложенной Ю.Н. Нешатаевым [18] и включали в себя геоботанические описания пробных площадей, выделение различных участков растительности, меняющихся в зависимости от физико-географических условий. Составлялись бланки геоботанических описаний, на основании анализа бланков формировали списки видов, зарегистрированных на ключевых участках, определялась ярусность, обилие по шестибальной шкале. Далее проводился эколого-флористический и фтоценотический анализ видов, с целью выявления принадлежности растений к тем или иным экологическим типам, а также выявление фитоценотической роли видов. После этого составлялась первичная сортировка описаний, которая в дальнейшем ранжировалась по определенным факторам среды (рельеф, богатство почвы, увлажненность, засоленность), определялись основные таксономические единицы от формаций до ассоциаций. Затем составлялся чистовой вариант списка и сводной таблицы растительных ассоциаций, с указанием видов растений и их обилия. Сделано графическое изображение экологических и сукцессионных связей выделенных ассоциаций. Завершением являлось составление списка ассоциаций, сводной таблицы и схем экологических и сукцессионных связей.

Также растительность изучалась методом экологических профилей. Они закладывались на территориях с различными орографическими характеристиками и различными условиями увлажнения, температурного режима и другими показателями.

Всего сделано 102 геоботанических описания растительных сообществ на пробных площадках размером 100 м², 12 геоморфологических описаний ключевых участков, собрано 850 гербарных листов. В материалы исследования вошли результаты изучения экологических условий 25 овражных систем в пределах полосы отвода железных дорог.

Исследования сукцессий растительных ассоциаций полосы отвода железных дорог проводилось в Волжском и Кинельском районах Самарской области. С помощью экологического профилирования были выявлены особенности распространения выделенных ассоциаций в пространстве, а вычисление геоморфологических характеристик местности и определение эродированности почв, позволило установить зависимость между ее величиной и произрастающими в данных условиях растительными ассоциациями.

Результаты исследований и их обсуждение. В ходе исследований было выделено 16 растительных ассоциаций. Определено, что при движении к полотну железной дороги происходит постепенный переход от естественного фитоценоза к рудеральному типу растительности. Исходя из полученных в ходе исследований данных, мы констатируем, что в условиях повышенной антропогенной нагрузки значительное распространение получают пырейники, а также ассоциации, где субдоминантом выступает Elytrigia repens L. По мере уменьшения антропогенной нагрузки растительный фон рудеральных сообществ сменятся ассоциациями, в сложении которых принимают участие луговые виды с участием пырея. Выявленная закономерность говорит о роли Elytrigia repens L. как фитоиндикатора нарушенных местообитаний. С уменьшением антропогенной нагрузки рудеральные растительные сообщества заменяются на луговые и древесно-кустарниковые фитоценозы. К последним относятся древостои с преобладанием Acer negundo L. и Ulmus pumila L.

Установление сукцессионных (временных) связей на основании сравнительного изучения сообществ, составляющих экологические и фитоценотические пространственные ряды, играет огромную роль в изучении природных смен растительного покрова. Этот метод ценен и удобен тем, что дает возможность в течение одного сезона подобрать серии фитоценозов, которые рассматриваются как стадии разного возраста, относящиеся к одному и тому же сукцессионному ряду, и, таким образом, наметить этап за этапом весь ход вторичной сукцессии.

Анализ фитоценотических рядов в течение 2008–2016 гг. показал, что продолжительность сукцессии от вторичного антропогенно-нарушенного состояния до разнотравно-злаково-пырейной ассоциации длится около трех лет. Следующая смена фитоценозов до лугово-злаково-разнотравной ассоциации длится 7–10 лет. Окончательное формирование древесно-кустарниковой растительности происходит в течение 10 лет. В случае с активным кленом американским сукцессия ускоряется. На основании этих данных составлена схема сукцессии растительности в пределах полосы отвода в зависимости от антропогенной нагрузки (рис. 1).

 

Рисунок 1 – Сукцессия растительных ассоциаций в условиях полосы отвода железных дорог

 

Из 16 растительных ассоциаций на всем протяжении исследованных участков в непосредственной близости от полотна произрастает ассоциация Elytrigieta-poosum heteroherbosum, которая создает своего рода переходную полосу от сорного типа растительности к естественному фитоценозу, характерному тому или иному участку. Также стоит отметить распространение данной ассоциации по осыпающимся склонам оврагов и грунтовым дорогам, пересекающим полотно, что указывает на ее приуроченность к наиболее нарушенным местам обитания (рис. 2).

 

Рисунок 2 – Карта-схема эколого-геоморфологического и геоботанического зонирования исследованных участков полосы отвода Куйбышевской железной дороги

 

По результатам исследования составлена схема эколого-фитоценотической зависимости растительных сообществ. Так, на наиболее богатых и увлажненных почвах произрастает Phragmiteta-calamagrosum heteriherbosum, по мере снижения увлажнения и богатства почвы начинают преобладать ассоциации, где доминантами и субдоминантами выступает Elytrigia repens L. В условиях недостаточного увлажнения распространение получают Salvieta-leonuruosum heteroherbosum, Festuceta-achileosum heteroherbosum и Festuceta+elytrigiosum-achileosum heteroherbosum.

Подводя итог проведенным исследованиям можно сделать вывод о том, что почвы в пределах полосы отвода различаются по степени проявления водной эрозии – в непосредственной близости от полотна распространены сильносмытые почвы, при удалении степень развития водной эрозии уменьшается. В целом, для полосы отвода Куйбышевской железной дороги характерны высокие показатели крутизны и ширины склонов, а также расчлененности территории. Преобладает средняя (0,6–2,2 км²) пораженность почв овражной эрозией. Почвы полосы отвода являются эрозионноопасными, а также исходя из больших значений крутизны склонов (от 7–15°) – смытыми. Растительный покров полосы отвода представлен 16 растительными ассоциациями мозаичного характера. Основной фон составляют пырейники. Ведущую роль в сложении играют длиннокорневищные виды, способные к образованию сплошных задернованных участков, что приводит к уменьшению проявления водной эрозии.

×

About the authors

Nikolay Alexandrovich Nikitin

Samara State University of Social Sciences and Education

Author for correspondence.
Email: nikitin@pgsga.ru

postgraduate student of Biology, Ecology and Methods of Teaching Department

Russian Federation, 443090, Samara, Antonov-Ovseenko street, 26

Vera Valentinovna Solovieva

Samara State University of Social Sciences and Education

Email: solversam@mail.ru

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

Russian Federation, 443090, Samara, Antonov-Ovseenko street, 26

References

  1. Березуцкий М.А., Панин А.В., Шилова И.В. О новых и редких видах флоры города Саратова и его окрестностей // Бюллетень ботанического сада Сарат. ун-та. 2002. Вып. 1. С. 7–12.
  2. Березуцкий М.А. Антропогенная трансформация флоры // Бот. журн. 1999. Т. 84, № 6. С. 8–19.
  3. Березуцкий М.А., Панин А.В., Скворцова И.В. О находках редких и охраняемых растений на железнодорожных насыпях правобережья Саратовской области // Бюлл. бот. сада. Сарат. гос. ун-та. Вып. 2. Саратов, 2003. С. 5–7.
  4. Борисова М.А. Дополнение к адвентивной флоре Костромской, Ярославской и Владимирской областей // Бюлл. МОИП, отд. Биология. 2007. Т. 112, вып. 6. С. 42–43.
  5. Борисова М.А. Флора транспортных путей Ярославской области: дис. … канд. биол. наук. Саранск. 2002. 272 с.
  6. Голицын С.В. К вопросу об антропогенных миграциях растений // Советская ботаника. Т. XIII, № 6. 1945. С. 21–27.
  7. Голицын С.В. О «железнодорожных» растениях // Советская ботаника. № 5. 1947. С. 297–299.
  8. Григорьевская А.Я. Флора города Воронежа. Воронеж: Изд-во Воронежск. гос. ун-та, 2000. 200 с.
  9. Никитин Н.А. К вопросу об изучении флоры железных дорог Самарской области // Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды: мат-лы VII Международ. науч.-практич. конф. Тольятти: Волж. унт. им. В.Н. Татищева, 2011. С. 126–130.
  10. Пузырев А.Н. Дополнение к адвентивной флоре Удмуртии // Бот. журн. 1985. Т. 70, № 2. С. 268–271.
  11. Пузырев А.Н. Новые адвентивные виды сем. Brassicaceae в Удмуртии // Бот. журн. 1984. Т. 69, № 9. С. 1269–1270.
  12. Пузырев А.Н. Новые и редкие адвентивные растения Удмуртии (по исследованиям 1981–1986 гг.) // Бот. журн. 1989. Т. 74, № 5. С. 761–765.
  13. Пузырев А.Н. О новых и редких адвентивных видах семейства Poaceae в Удмуртии // Бот. журн. 1985. Т. 70, № 1. С. 118–119.
  14. Чигаркин А.В. Опыт применения ландшафтных исследований при проектировании новых железнодорожных трасс // Вестн. Моск. ун-та. Сер. География, 1962. № 3. С. 18–24.
  15. Юровский Б.Л. Оценка рельефообразующих процессов в целях рационального природопользования при транспортном строительстве // Экзогенный морфогенез в различных типах природной среды: Тез. докл. Всес. конф. М., 1990. С. 184–185.
  16. Сукачев В.Н. Руководство к исследованию типов лесов // Госиздат с.-х. и колхозн-кооперат. лит. М.–Л., 1931.
  17. Грибова С.А., Исаченко Т.И. Картирование растительности в съемочных масштабах // Полевая геоботаника. IV. 1972. С. 95–136.
  18. Нешатаев Ю.Н. Методика обработки геоботанических описаний в учебной практике кафедры геоботаники Ленинградского университета // Методы выделения растительных ассоциаций. Л.: Издательство «Наука» Лениградское отделение, 1971. С. 23–37.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure 1 - Succession of plant associations in the conditions of the railway right-of-way

Download (22KB)
2. Figure 2 - Schematic map of the ecological-geomorphological and geobotanical zoning of the investigated sections of the right-of-way of the Kuibyshev railway

Download (48KB)

Copyright (c) 2016 Nikitin N.A., Solovieva V.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