Ecological-floristic characteristics of the specially protected natural area «Kostinskie Loga» (Samara Region)

Full Text

Введение

Степь, как уникальная экосистема, характеризуется богатым видовым составом растений и животных. Однако за последнее столетие активная деятельность человека привела к практически полному уничтожению былых степных ландшафтов [1, с. 10]. В настоящее время в Самарской области проводятся исследования по выявлению сохранившихся целинных участков, на некоторых из них удается частично приостановить хозяйственную деятельность и придать им статус охраняемых территорий [2; 3]. В 2017 г. статус «особо охраняемой природной территории регионального значения» получили несколько степных участков общей площадью 1763,7 га, включающие земли южной части Самарской области (Большечерниговский и Большеглушицкий районы) [4].

Целью настоящей работы было проведение биоморфологического и эколого-ценотического анализов, на основе которых планировалось выявить экологическое состояние флоры особо охраняемой природной территории «Костинские лога», а также провести оценку синантропизации и адвентизации растительного покрова, рассчитав флористические индексы. В задачи исследования входило выявить раритетный компонент флоры, что позволит обосновать ценность объекта исследования.

Объект и методы исследования

Особо охраняемая природная территория «Костинские лога» (далее ООПТ) – это типичная для Сыртового Заволжья овражно-балочная система с широкими долинами и глубокими оврагами, на дне которых в течение всего года сохраняется вода [5, с. 75]. Участок исследования расположен в верховьях бассейна реки Большой Иргиз, где хорошо выражена террасированность, а склоны имеют различную крутизну – от крутых до обрывистых (рис. 1). Выровненные участки на плато граничат с распаханными полями. Здесь сосредоточены «островки» целинных степей. Сохранившиеся степные участки заняты разнотравно-типчаково-ковыльными сообществами, с господством Stipa lessingiana Trin. et Rupr., S. capillata L. и Festuca valesiaca Schleich. ex Gaudin s. str. Наряду с ними значительную роль в формировании растительного покрова играют луговые степи, с доминированием разнотравья, они представлены на склонах и у их подножия.

Рисунок 1 – Ландшафт ООПТ «Костинские лога» (фото О.А. Кузовенко)

Близкое залегание грунтовых вод способствует образованию монодоминантных зарослей Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud., в некоторых случаях совместно с ним произрастают кустарники из рода Rosa L. Небольшие байрачные колки формируются из двух видов деревьев – Populus tremula L. и Betula pendula Roth, а по границам охраняемой территории, вдоль возделываемых полей обычны узкие лесополосы из Ulmus pumila L. Большие пространства пологих склонов заняты кустарниками Caragana frutex (L.) K. Koch и Chamaecytisus ruthenicus (Fisch. ex Wołoszcz.) Klaskova. Образуя труднопроходимые сообщества, они дают убежище многим птицам и млекопитающим (косулям, зайцам). В оврагах развита густая луговая растительность, часто встречаются отдельные группы кустарников рода Salix L. [2, с. 95]. Почвы на большей части исследуемой территории представлены черноземами южными карбонатными, здесь также присутствуют черноземы обыкновенные и южные [6].

На территории памятника природы «Костинские лога» в период с 2013 по 2019 гг. нами было проведено комплексное исследование флоры. Сбор, гербаризация, камеральная обработка растений осуществлялись нами по классической методике [7; 8]. Детерминацию видов проводили по специализированным определителям [9–11].

Фитоценотический анализ был осуществлен в соответствии с методикой, изложенной в монографии Н.М. Матвеева [12]. Под эколого-центотической группой понимались комплексы видов, связанные ценотическим и экологическим подобием экотопов. При обследовании территории нами был использован экскурсионно-маршрутный метод с закладыванием геоботанических профилей. Многие участки посещались в различные вегетационные периоды. Направление профилей выбиралось с учетом разнообразия биотопов в профиле, также учитывалась антропогенная трансформация (выпас, сенокошение, разработка карьеров в прошлом). Степень антропогенной трансформации оценивалась по индексу синантропизации и адвентизации [13]. В процессе многолетней работы были выявлены новые местонахождения раритетных видов растений, занесенных в Красные книги различных рангов [14; 15]. Номенклатура таксонов приведена по сводке П.Ф. Маевского [9], некоторые латинские названия видов согласованы с базой «International Plant Name Index» [16].

Результаты исследований и их обсуждение

На основании фактических данных многолетнего изучения флоры ООПТ «Костинские лога» (включая приграничные участки) нами был составлен конспект, который включает 240 видов сосудистых растений, относящихся к 160 родам, 49 семействам, 2 классам и 1 отделу (Spermatophyta).

Подавляющее большинство видов являются представителями класса Angiospermae (239 видов; 99,6%), только 1 вид (0,4%) принадлежит к классу Gnetopsida. Наибольшее число видов отмечено для семейств Asteraceae (44 вида; 18,3%), Poaceae (19 видов; 7,9%) и Fabaceae (17 видов; 7,1%), что в целом характерно для Волго-Уральского региона [17, с. 48]. Остальные семейства представлены меньшим числом видов. От 16 до 8 видов содержат семейства Rosaceae, Apiaceae, Scrophulariaceae, Lamiaceae, Caryophyllaceae, Brassicaceae; от 6 до 4 видов в семействах Alliaceae, Liliaceae, Plantaginaceae, Salicaceae, Boraginaceae; по 3 вида имеют семейства Asparagaceae, Chenopodiaceae, Cyperaceae, Euphorbiaceae, Rubiaceae, Ranunculaceae; Остальные семейства содержат по 1–2 вида.

Показателем экологических условий обитания растений на ООПТ «Костинские лога» является спектр жизненных форм, установленный в соответствии с классификацией И.Г. Серебрякова [18]. Основной биоморфой являются травянистые поликарпики – 160 видов (66,6%), что закономерно для естественной флоры региона [17]. Они, в свою очередь, подразделяются на 12 групп. Наиболее многочисленная группа стержнекорневых растений – 24,5% (Centaurea ruthenica Lam., Euphorbia semivillosa (Prokh.) Kryl. и др.). Уступает группа длиннокорневищных растений – 13,1% (Achillea setacea Waldst. et Kit., Leonurus glaucescens Bunge и др.). На третьем месте группа короткокорневищных растений – 12,2% (Asparagus officinalis L., Artemisia dracunculus L. и др.). Важную роль в сложении степных сообществ играют дерновинные растения, среди них рыхлодерновинные – 2,2% (Agropyron pectinatum (M. Bieb.) P. Beauv., Dactylis glomerata L., Melica transsilvanica Schur) и плотнодерновинные – 2,6% (Festuca valesiaca). Эти жизненные формы наиболее приспособлены к засушливым условиям степной зоны. Остальные группы содержат меньшее количество видов и участие их в степных сообществах незначительное.

Для изучения экологических условий, в которых формируется растительный покров, а также для оценки экосистемного разнообразия фитоценозов использован эколого-ценотический анализ. Все виды флоры ООПТ «Костинские лога» по своей эколого-ценотической приуроченности разбиты на 13 групп (табл. 1).

Таблица 1 – Эколого-ценотические группы растений во флоре ООПТ «Костинские лога»

Эколого-ценотические спектры отражают многообразие растительных сообществ аборигенного происхождения. На первый план выходят представители степной флоры, их насчитывается 65 видов (27,1%). К данной группе относятся не только виды, имеющие широкое распространение (Allium flavescens Bess., Phlomis pungens Willd. и др.), но и многие представители раритетной флоры (Asparagus inderiensis F.K. Blum ex Pacz., Rindera tetraspis Pallas, Stipa pulcherrima K. Koch, Trinia hispida Hoffm. и др.). С одной стороны, доминирование степных видов флоры закономерно, т.к. территория исследования располагается в подзоне типчаково-ковыльных степей [19]. С другой стороны, эколого-ценотический спектр отражает высокую степень сохранности степного биома. Лидирующая роль степных растений в эколого-флористическом спектре ООПТ демонстрирует стабильность естественных сообществ, т.к. при чрезмерной пастбищной нагрузке происходит вытеснение неустойчивых к выпасу аборигенных видов, они постепенно замещаются синантропными видами [20].

Второе место занимает группа лугово-степных видов (54 вида; 22,5%), чему способствует овражно-балочная сеть с широкими долинами, создающая здесь основу ландшафта. Лугово-степные виды входят в состав остепненных лугов в нижней части склонов, в неглубоких понижениях и на дне оврагов. На ООПТ мозаично встречаются участки с засолением. Растения, адаптированные к таким условиям, объединяется в три группы (галофитные, галофитно-степные, галофитно-луговые) и, в целом, имеют высокое значение (10,8%), к ним относятся Allium praescissum Reichb., Convolvulus lineatus L., Palimbia turgaica Lipsky ex Woronow, Astragalus sulcatus L. и др. Значительную долю в общем составе флоры имеют группы, приуроченные к прибрежной зоне (прибрежные, прибрежно-луговые, прибрежно-водные виды), что связано с близким залеганием грунтовых вод и их выходом на дневную поверхность. В совокупности эти растения насчитывают 21 вид (8,8%).

Важное значение при построении эколого-центотического спектра имеет изучение синантропного компонента флоры. Традиционно используется индекс синантропизации, позволяющий оценить степень антропогенной трансформации флоры [13]. Для исследуемой территории индекс составил 15,8%. Для сравнения: индекс синантропизации НП «Зюраткуль» имеет значение 22,5%, что является одним из самых низких показателей среди всех ООПТ Южного Урала [21, с. 439]. Невысокое значение индекса демонстрирует умеренный уровень антропогенной нагрузки, что связано с особенностями ландшафта территории, разрозненностью ее труднодоступных участков, а также отсутствием рекреационных зон и свалок бытовых отходов.

В результате многолетних исследований разных участков ООПТ «Костинские лога» нами отмечен невысокий уровень антропогенной трансформации, это отражается в видовом богатстве аборигенной флоры, а также в представленности различных эколого-ценотических групп.

Одной из насущных проблем современной экологии, связанной с хозяйственной деятельностью человека, является проблема ускоренного расселения растений и масштабности их миграций [22, с. 4]. Чужеродные растения представляют угрозу биоразнообразию степных экосистем, обусловливая флористическое загрязнение [23]. В связи с этим нами изучен адвентивный компонент флоры ООПТ «Костинские лога», представленный 30 видами растений (12,5%).

Анализ адвентивной флоры показал, что по способам заноса доминируют ксенофиты (27 видов; 11,3%). К таким видам, непреднамеренно занесенным в результате антропогенной деятельности, относятся: Atriplex tatarica L., Ceratocarpus arenarius L., Melilotus officinalis (L.) Pall., Polygonum aviculare L., Tripleurospermum inodorum (L.) Sch. Bip. и др. Всего 3 вида принадлежат к эргазиофитам (Acer negundo L., Elaeagnus angustifolia L., Cannabis sativa L.).

По времени заноса выделяют неофиты и археофиты. Среди ксенофитов преобладают неофиты (16 видов; 6,7%) – виды, занесенные на территорию Европейской части России с XVII века по настоящее время. К агрессивным видам этой группы, захватывающим большие пространства, можно отнести Hordeum jubatum L. и Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen. На большей части исследуемой территории, к счастью, эти растения не встречаются. Hordeum jubatum отмечен только в песчаном карьере на границе с ООПТ «Костинские лога», где образует крупную популяцию, а Cyclachaena xanthiifolia встречается на мезофильных участках в местах водопоя и отдыха КРС, особенно вдоль водоемов [24, с. 149]. Археофиты – виды, занесенные до конца XVI века. Их 11 видов (4,6%), среди которых, например, Chenopodiastrum hybridum (L.) Fuentes, Uotila et Borsch и Atriplex prostrata Boucher ex DC., которые массово разрастаются в осенний период на месте пересыхающих водоемов, а также Sonchus arvensis L., Convolvulus arvensis L., Conium maculatum L. и др.

Адвентивную флору можно охарактеризовать по степени натурализации, которая отражает способность растений захватывать новые пространства. По данному критерию большинство представителей относятся к эпекофитам (26 видов; 10,8%) – чужеродным растениям, натурализовавшимся на нарушенных местообитаниях и активно по ним расселяющимся. Большинство эпекофитов на территории памятника природы приурочены к пограничным участкам: вдоль полей, на пастбищах, где наблюдается перевыпас. К ним относятся Lappula squarrosa (Retz.) Dumort., Consolida regalis S.F. Gray., Xanthium albinum (Widder) H. Scholz et Sukopp, Chorispora tenella (Pall.) DC., Cynoglossum officinale L. и др.

Сопоставление списка чужеродных растений ООПТ «Костинские лога» с перечнем видов из «Черной книги флоры Средней России» выявило произрастание 6 видов (2,5%) данной группы, к ним относятся Acer negundo, Atriplex tatarica, Cyclachaena xanthiifolia, Hordeum jubatum, Elaeagnus angustifolia и Xanthium albinum [23, с. 23]. В настоящее время эти виды не образуют крупных популяций, но могут представлять большую угрозу в будущем. Внедрение данных растений в луговые и степные сообщества наблюдается на участках, прилегающих к территории памятника природы, где активно выпасается КРС, а также в местах их водопоя из временных водотоков.

Обобщая вышесказанное, отметим, что среди адвентивного компонента флоры ООПТ «Костинские лога» по степени натурализации преобладают эпекофиты (10,8%), по времени заноса – неофиты (6,7%), по способам заноса доминируют ксенофиты (11,3%). На изученном участке преобладают адвентивные виды, занесенные случайно в течение последнего столетия, они активно расселяются там, где деятельность человека оставляет «глубокий след». При этом индекс адвентизации (12,5%) показывает относительно невысокую степень антропогенной трансформации флоры. Территорию можно охарактеризовать как мало нарушенную, растительный покров здесь сохраняет естественные черты, присущие степной зоне.

Особую ценность для любой охраняемой природной территории представляет комплекс раритетной флоры. Для памятника природы «Костинские лога» отмечено 35 видов (14,6%) редких растений, из которых 29 видов включены в региональную Красную книгу [14], а 6 видов – в Красную книгу РФ (Eriosynaphe longifolia (Fisch. ex Spreng.) DC., Fritillaria ruthenica Wikstr., Iris pumila L., Stipa pennata L., S. pulcherrima K. Koch, Tulipa schrenkii Regel.) [15]. Произрастание всех представителей раритетной флоры в границах ООПТ установлено лично авторами [25, с. 258]. Как показали полевые наблюдения, некоторые редкие виды представлены здесь достаточно крупными популяциями, к таким можно отнести Ephedra distachya L., Stipa pennata L., Trachomitum sarmatiense Woodson. На участках с засолением обильно разрастаются Plantago cornuti Gouan., P. maritima L. s.l., Glycyrrhiza glabra L. и Astragalus sulcatus L. Локально встречаются на каменистых склонах популяции Rindera tetraspis, на ООПТ они одни из самых крупных популяций в Самарской области. Наряду с многочисленными видами, ряд раритетных представителей имеет очень низкую численность. Например, Asparagus pallasii Miscz. постоянно сокращается в численности, особенно в годы с неблагоприятными условиями. В границах Самарской области вид встречается только в двух местах Большечерниговского района [26, с. 734].

Таким образом, в соответствии с категориями редкости, разработанными для второго издания региональной Красной книги, на ООПТ «Костинские лога» произрастают 4 вида, находящиеся под угрозой исчезновения (Allium delicatulum Siev. ex Schult. et Schult. fil., Asparagus inderiensis, Rindera tetraspis, Trachomitum sarmatiense), 1 вид – сокращающийся в численности, 20 редких видов и 10 видов, у которых численность восстанавливается.

Заключение

Результаты многолетних исследований эколого-флористических особенностей памятника природы регионального значения «Костинские лога» выявили 240 видов сосудистых растений, относящихся к 160 родам, 49 семействам. Эколого-ценотический анализ установил лидирующие группы: степную (65 видов; 27,1%) и лугово-степную (54 вида; 22,5%), что демонстрирует высокую степень сохранности степных биотопов и подчеркивает ландшафтные особенности (овражистые понижения).

Адвентивный компонент флоры представлен небольшим количеством видов (12,5%). В целом нами отмечен невысокий уровень антропогенной трансформации, это отражается в значительном видовом богатстве аборигенной флоры, а также в представленности различных эколого-ценотических групп. На территории памятника природы произрастает 35 видов (14,6%) редких растений. Однако сохранение отдельных видов растений и животных невозможно без создания крупных ландшафтных центров с типичными растительными сообществами. Особенность ландшафта ООПТ и ее удаленность от населенных пунктов способствуют тому, что здесь находят свое «убежище» не только типичные степные растения, но и многие редкие представители фауны. На территории исследования нами ежегодно отмечаются следы пребывания редчайшего вида, охраняемого на международном уровне, – пищухи степной (помет, погрызы плодов, стожки, характерный свист), что свидетельствует о стабильности популяции [27, с. 296].

Степь – самый пострадавший зональный ландшафт Евразии, и именно здесь стоит наиболее остро проблема организации степных заповедников [28, с. 31]. В связи с этим результаты проведенной работы на ООПТ «Костинские лога» могут быть использованы при обосновании целесообразности создания степного заповедника. На исследованной территории сохранены эталонные степные сообщества, которые необходимо объединить с другими ценными участками Самарской области (ООПТ «Грызлы – опустыненная степь», «Урочище Мулин Дол»), организовав на их базе степной заповедник.

About the authors

Oksana Anatolyevna Kuzovenko

Author for correspondence.
Email: stipa4@yandex.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department

Yana Anatolyevna Samotueva

Email: samotueva99@mail.ru

student of Biological Faculty

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1 - Landscape of the protected area "Kostinsky logs" (photo by O. Kuzovenko)

Download (51KB)

Indexing metadata