The inventory of vegetation cover of small river valleys in the north-east of the Samara Region

Full Text

Введение

Малые реки относятся к числу широко распространенных и вместе с тем недостаточно изученных в экологическом отношении объектов. Под инвентаризацией природных экосистем подразумевается учет их естественно-природных, рекреационных и хозяйственных качеств. Инвентаризация необходима для контроля состояния живых и неживых компонентов речных геосистем. Малые реки являются составными частями регионального экологического каркаса, экологическими коридорами и убежищами для растительного и животного мира.

Речные долины представляет собой рефугиум местной флоры и фауны среди распаханных территорий. Малые реки являются резервом пресной воды, от их состояния зависит водный режим рек более крупных порядков. В связи с этим необходимо организовать эффективную систему охраны малых рек, начиная с экологической паспортизации речных долин.

Целью настоящей работы явилось проведение инвентаризации растительного покрова долин малых рек северо-восточных районов Самарской области.

Район исследования охватывает Похвистневский, Кинель-Черкасский и Кинельский административные районы [1]. Данная территория относится к провинции Высокого Заволжья, Самаро-Кинельскому флористическому району [2]. Согласно физико-географическому районированию Среднего Поволжья [3], она входит в Сокский возвышенный район с грядо-увалистым рельефом. В природном отношении она является частью низового природного региона Сокско-Кинельского Междуречья. В геоморфологическом отношении район исследования представляет собой возвышенную равнину, рассеченную многочисленными малыми реками. Ее слагают преимущественно коренные отложения казанского и татарского ярусов верхней перми. Они представлены пестроцветными глинами, мергелями, реже известняками [4]. Коренные карбонатные породы почти непосредственно выходят на поверхность, а поэтому играют существенную роль в формировании рельефа и служат субстратом для образования почв.

Объект и материалы исследования

Существуют разные подходы к определению малых рек. Согласно первому, к ним относятся реки, располагающиеся в одной географической зоне и имеющие длину не более 100 км и площадь бассейна в пределах 1–2 тыс. км². Согласно другому подходу, к малым рекам отнесены объекты, исходя не из длины речного русла, а учитывая строение речной долины. Отсюда в качестве малой реки экологами принимается эрозионная форма рельефа с постоянным или временным водотоком, неразвитой поймой (без грив и междугривий), иногда с аллювиальной террасой. Те реки, у которых имеется пойменная и надпойменная террасы, относятся к средним или крупным [5]. Неразвитые поймы сопровождают долины небольших речек, а также верховья более крупных рек. От типичных пойм они отличаются геоморфологическим строением, водным режимом, характером почвенного и растительного покровов. Поемность и аллювиальность выражены здесь слабо, экологические зоны А.П. Шенникова (приречная, средняя, материковая) отсутствуют [6].

Нами проводилось изучение растительного покрова долин малых рек. В литературе растительный покров все чаще рассматривается как самостоятельное понятие, представляющее собой совокупности растительности и флоры или совокупности фитоценозов и составляющих их видов растений [7], единство последних как «две стороны одного и того же явления» [8]. Эти взгляды позволяют определить категорию «растительный покров» как сложное образование, состоящее из двух взаимосвязанных компонентов – флористического и фитоценотического [9].

Методы исследования

С целью познания экологических условий формирования растительного покрова осуществлялось общее описание долины реки, включающее следующие особенности: ширина и глубина, характер речного русла, ширина поймы, почвогрунты, аллювиальность, характер склонов. Описание растительных сообществ проходило по классической методике [10]. Для их изучения использовали методы пробных площадок, которые закладывались в наиболее типичных участках растительного сообщества размером 100 м². Если размер площади был меньше, то сообщество изучалось в пределах всего природного контура. При описании отмечали такие признаки: флористический состав, ярусность, обилие, проективное покрытие, аспект, фенофаза, жизненность. Для выделения и описания местоположения растительных сообществ использовали метод поперечного экологического профилирования способом съемки при помощи мерных шнуров, которые протягивали по всему поперечному профилю на расстоянии десяти метров друг от друга. Крутизну склонов измеряли эклиметром, длину – с помощью мерного шнура. В камеральный период вычерчивали в соответствующем масштабе поперечные профили речных долин, с учетом крутизны склонов, составляли планы ключевых участков с нанесением растительных сообществ. Всего проведено 93 геоботанических описания, заложено 24 экологических профиля и 12 ключевых участков.

Результаты исследования и их обсуждение

На основе имеющихся материалов на территории Похвистневского района можно выделить две группы речных долин, неоднородных в геоботаническом отношении. К первой группе относятся реки с облесенными долинами. Склоны их более или менее симметричные, крутые. Растительный покров неразвитой поймы обычно однородный, поясность отсутствует. Долины второй группы безлесные, склоны их резко асимметричные.

Истоки малых рек первой группы имеют характер пологих ложбин, на днищах которых благодаря выходам грунтовых вод образуется постоянный водоток (р. Кутлугуш, Муракла, Кармалка). Вершины их также представлены ложбинами. Особенностью данной территории, связанной с геологическим строением, является отсутствие в истоках рек растущих современных оврагов. Верховья рек имеют глубокие долины с крутыми склонами. Крутизна склонов и характер растительного покрова их находятся в связи с геоморфологией и облесенностью окружающих водосборов. Ширина поймы и характер ее растительности варьирует не только у разных рек, но и на продольном профиле одной и той же реки. Русло 1–3 м, иногда корытообразное с постоянным течением. Его окаймляют узкие пояса травянистых растений, наиболее обычными видами здесь являются Mentha longifolia L. и Scirpus sylvaticus L. Древесно-кустарниковая растительность может отсутствовать или имеет характер разреженных зарослей кустарниковых ив и одиночных деревьев Alnus glutinosa L. и Salix fragilis L. В условиях близкого залегания грунтовых вод на переувлажненных почво-грунтах формируются два пояса: внутренний образован снытево-крапивно-ольховой ассоциацией (Alnus glutinosa – Urtica dioica + Aegopodium podograria), наружный (периферический) – ассоциацией камыша лесного (Scirpus sylvaticum purum). На более повышенных сухих участках пояс камыша лесного выпадает, его замещает клеверо-полевицевая ассоциация (Agrostis stolonifera – Amoria repens).

Долины верховьев рек второй группы (р. Аманак, Тергала, Талкиш) – глубокие, узкие, склоны – левый высокий и крутой, правый – более пологий и длинный. Растительный покров представлен следующими ассоциациями: разнотравно-типчаково-ковыльная (Stipa capillata + Festuca sulcata – heteroherbosa), разнотравно-типчаковая (Festuca sulcata – heteroherbosa), разнотравно-узколистно-мятликовая (Poa angustifolia – heteroherbosa). В долине реки Аманак встречена Globularia punctata, вид, занесенный в Красную книгу РФ.

Рассмотрим строение речной долины на примере реки Тергала на одном из ключевых участков. Речная долина корытообразная, с плоским дном и незначительным уклоном к руслу. Русло от 1 до 3 м, течение постоянное. Ширина поймы от 40 до 70 м, имеет ровную поверхность, почвы суглинистые, черноземовидные. По всему поперечнику поймы господствует снытево-крапивно-ольховая ассоциация (Alnus glutinosa – Urtica dioica + Aegopodium podograria). Кроме Alnus glutinosa L. высотой 15–17 м и выше в древесном ярусе встречается Padus avium Mill. и Ulmus laevis L. Из кустарников – Rhamnus catharctica L., Frangula alnus Mill. Salix cinerea L. Травяной покров густой, проективное покрытие около 95%. К числу видов высокотравья относятся Filipendula ulmaria (L.) Maxim., Urtica dioica L., Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm. Кроме широко распространенных видов здесь отмечены Cacalia hastata L. и Delphinium cuneatum Stev. ex DC., образующие заросли высотой около двух метров.

На протяжении всей долины склоны крутые (30–40°), покрытые дубово-березовыми лесами. Наиболее рапространенной является разнотравно-вейниково-березовая ассоциация (Betula pendula – Calamagrostis epigeios – heteroherbosa). Древесный ярус разрежен, сомкнутость 0,4–0,5, в его составе Quercus robur L., Betula pendula L., Ulmus laevis L., Padus avium Mill., Sorbus aucuparia L. В подлеске – Corylus avellana L., Euonymus verrucosa Scop., Cerasus fruticosa Pall. Характерно богатое видовое разнообразие травяного покрова.

На территории Кинель-Черкасского района изучался правобережный приток реки Малый Кинель – р. Лозовка, протяженностью 20 км, и левый приток – р. Кувайка, протяженностью 16 км.

Исток р. Лозовка расположен близ с. Новые Ключи около лесного массива. Он имеет вид пологой ложбины с многочисленными выходами ключей по ее склонам в виде мочажин. На своем протяжении река неодинакова и носит различные названия на разных отрезках (Лозовка – Лавочка – Елховатка). Поперечный профиль был заложен в верховьях реки, в 3 км южнее с. Новые Ключи. На этом отрезке долина имеет глубину около 4 м, ширину 30 м, склоны асимметричные, пологие, крутизна около 10°. Постоянный водоток отсутствует, дно русла илистое, занято зарослями осок. В растительном покрове хорошо выражена поясность. Вдоль русла располагается пояс камышово-осоковой ассоциации (Carex acuta + Scirpus sylvaticum), к ней примыкает ситниково-полевицевая ассоциация (Agrostis stolonifera + Juncus gerardii) и клеверо-полевицевая (Agrostis stolonifera – Amoria repens). Ниже по течению долина несколько расширяется, склоны степные, местами растительный покров подвержен антропогенному воздействию. На местах постоянного выпаса скота он представлен пятнами с участием Artemisia austriaca L. и Polygonum aviculare L. На местах выхода ключей доминирует клеверо-полевицевая ассоциация (Agrostis stolonifera – Amoria repens).

Близ села Елоховатка речная долина облесена, здесь получила распространение крапивно-ивовая ассоциация (Salix fragilis – Urtica dioica), которая чередуется с луговыми участками ассоциации разнотравно-мятликово-пырейной (Elytrigia repens + Poa angustifolia – heteroherbosa), сильно засоренными в результате выпаса скота. Склоны асимметричные, особенно крутым является правый. В верхней части склон занят ковыльно-разнотравной ассоциацией (Stipa capillata – heteroherbosa), а ниже – полынково-типчаковой (Festuca sulcata + Artemisia austriaca).

Ниже села Елховатка долина безлесна, достигает более 20 м шириной, пойма узкая, русло не более 25 см в ширину. Растительность поймы носит пятнисто-зарослевый характер, представляет собой чередование куртин Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud., Typha latifolia L., Scirpus sylvaticus L. Остальная часть долины занята степной растительностью. Здесь основную роль играет полынково-типчаковая ассоциация (Festuca sulcata + Artemisia austriaca) с небольшим участием ковылей. В местах усиленного выпаса животных травостой сильно разрежен, общее покрытие составляет до 15%, здесь сформировались вторичные сорные группировки.

Исток реки Кувайка находится в 10 км южнее с. Березняки. Он представлен двумя оврагами, начинающимися ложбинами в окружении сельскохозяйственных полей. На расстоянии 1 км от вершины ложбины овраги сливаются, долина становится более широкой и глубокой. В 500 м от начала ложбины долина принимает овражно-балочный характер глубиной до 5 м. Ширина ее колеблется от 20 до 40 м, склоны крутизной 25°. В 3 км ниже истока был заложен поперечный профиль. На этом отрезке долина имеет вид довольно широкой и глубокой балки с более или менее симметричными склонами средней крутизны. Склоны выпукло-вогнутые, степные, длинные. Дно русла илистое, заросшее такими видами растений, как Typha latifolia L., Bolboschoenus matitimus (L.) Palla, Scirpus sylvaticus L. и другими. Пойма реки на отдельных участках заболочена. Вдоль русла встречается Alnus glutinosa L. Характерна поясность растительного покрова. Наиболее распространенной является ассоциация камыша лесного (Scirpus sylvaticus purum) и разнотравно-камышовая (Scirpus sylvaticus – heteroherbosa). Растительный покров правого склона представлен на вершине участками полынково-типчаково-ковыльной ассоциации (Stipa capillata + Festuca sulcata – Artemisia austriaca), в нижней части – полынково-типчаковой ассоциацией (Festuca sulcata – Artemisia austriaca), мятликово-полевицево-пырейной ассоциацией (Elytrigia repens + Agrostis stolonifera + Poa angustifolia). Левый склон подвергнут сильному антропогенному воздействию, вследствие чего естественный растительный покров сильно нарушен.

Река Падовка является правым притоком р. Большой Кинель. Ее протяженность 56,2 км. Исток реки расположен северо-восточнее села Чубовки Кинельского района, начинается с узкой ложбины, переходящей в овраг. На его склонах образуют задернение разнотравно-пырейные сообщества (Elytrigia repens – heteroherbosa). Ниже долина принимает характер балки с асимметричными склонами значительной крутизны (30°). На склонах преобладает дубрава (Quercus robur – Convallaria majalis), а на днище вдоль русла произрастает Salix alba L., Padus avium Mill, Alnus glutinosa L., кустарниковые виды ив. На этом отрезке реки появляется водоток и формируется русло.

В верховьях река Падовка имеет многочисленные притоки овражного характера. Близ села Чубовка долина реки становится широкой, углубляется, русло достигает 8–10 м, склоны резко асимметричные. Правый склон имеет вид высоких крутых лбов, здесь распространена каменистая степь [11; 12]. Русло на всем протяжении сопровождали заросли кустарниковых ив, Alnus glutinosa L., Salix fragilis L. Хорошо выражена поясность в пойме реки. В верховьях реки имеются многочисленные пруды, вследствие чего растительный покров на этих отрезках нарушен. На заложенном ключевом участке отмечено поясное распределение растительных сообществ. Ширина поймы 120 м, речного русла 3–5 м, глубина воды 1 м, дно илистое. Вдоль русла располагается в виде широкого пояса (от 10 до 20 м) разнотравно-ивовая ассоциация (Salix fragilis – heteroherbosа), доминирует Salix fragilis L., высота деревьев 7–8 м, сомкнутость крон 0,4–0,5. Близ русла произрастает Salix triandra L. и Salix viminalis L. Проективное покрытие травостоя неравномерное, составляет от 60 до 90%, преобладают Urtica dioica L., Tussilago farfara L., Agrostis stolonifera L. Следующий пояс образован ассоциацией камыша лесного (Scirpus sylvaticum purum). Ширина фитоценоза от 3 до 20 м, местами травостой прерывается, местами – густой, высокий, проективное покрытие до 95%. Ассоциация клеверо-полевицевая (Agrostis stolonifera – Amoria repens) образует пояс от 3 до 6 м в ширину. Первый ярус составляет Agrostis gigantea Roth, Achillea millefolium L., Cichorium intybus L. Во втором ярусе преобладает Agrostis stolonifera L. В состав третьего яруса входят Amoria fragifera (L.) Roskov, Medicago lupulina L., Potentilla anserina L., Leontodon autumnalis L. Большую площадь долины занимает мятликово-пырейно-разнотравная ассоциация (Elytrigia rapens + Poa angustifolia – heteroherbosa). Проективное покрытие 90%, из злаков наряду с Poa angustifolia L. и Elytrigia repens (L.) Nevski, встречаются также Bromopsis riparia (Rehm.) Holub и Phleum phleoides (L.) Karst. Из группы бобовых преобладает Trifolium pratense L., Lotus corniculatus L., Medicago lupulina L. В состав разнотравья входят Cichorium intybus L., Salvia tesquicola Klok. et Pobed., Pastinaca sylvestris Mill. и многие другие виды. Вдоль левого слона коренного берега проходит небольшая сухая старица, занятая пырейно-клеверо-полевицевой ассоциацией (Elytrigia repens + Poa angustifolia – Amoria repens). На левом склоне распространена разнотравно-кострово-типчаковая ассоциация (Festuca sulcata + Zerna inermis – heteroherbosa).

Река Запрудка тоже является правым притоком р. Большой Кинель, его протяженность 29 км. Исток расположен близ с. Алакаевка, начинается слиянием трех оврагов. Один из них (левый) расположен в лесном массиве, в растительном покрове которого преобладает дубрава. Древесный ярус образуют Quercus robur L., Tilia cordata L., Ulmus laevis L., Acer platanoides L., высота древесного яруса 18 м, сомкнутость крон 0,5. Подлесок: Euonymus verrucosa Scop., Corylus avellana L., Padus avium Mill. Подрост хорошо развит (Tilia, Acer). Травянистый покров неоднородный, на отдельных участках преобладает Aegopodium podagraria L., Convallaria majalis L., Anemonoides ranunculoides (L.) Holub, Pulmonaria obscura Dumort., Stellaria holostea L., Urtica dioica L., Chelidonium majus L. Правый исток окружен разреженной дубравой. Овраг занят байрачным лесом – ассоциация ландышево-дубовая (Quercus robur – Convallaria majalis). Ниже по течению, после слияния двух оврагов, долина имеет вид балки с довольно крутыми склонами. Склоны покрыты осинником, дубравой, на днище появляются выходы грунтовых вод. По мере выполаживания рельефа долина расширяется, исчезает древесно-кустарниковая растительность по днищу, сохраняются лишь вдоль русла одиночные деревья Padus avium Mill. По выходам грунтовых вод доминирует ассоциация камыша лесного (Scirpus sylvaticus purum). В растительном покрове днища преобладает мятликово-пырейно-разнотравная ассоциация (Elytrigia repens + Poa angustifolia – heteroherbosa). В верховьях река Запрудка принимает несколько притоков, имеющих характер глубоких лесных оврагов. Близ с. Алакаевка долина реки довольно глубокая. Склоны несут степную растительность. В прирусловой части травянистая растительность представлена зарослями из таких видов, как Scirpus sylvaticum L. и Mentha longifolia L., а также другими видами влаголюбивого разнотравья.

Изучение растительных сообществ долин малых рек Высокого Заволжья показало, что они имеют неоднородный состав по типам фитоценозов, каждая из изученных рек отличается в той или иной мере своеобразной растительностью (таблица 1). В долинах рек Аманак, Падовка и Запрудка встречена ландышевая дубрава (Quercus robur – Convallaria majalis). Только в пойме реки Тергала встречен вейниково-разнотравный березняк (Betula pendula – Calamagrostis epigeios – heteroherbosa). Для поймы реки Кувайки характерна мятликово-полевицево-пырейная ассоциация (Elytrigia repens + Agrostis stolonifera + Poa angustifolia). Только в пойме реки Тергала отмечены редкие виды растений Cacalia hastata L. и Delphinium cuneatum Stev. ex DC. Всего зарегистрировано 19 типов фитоценозов, из них четыре ассоциации встречаются в половине из исследованных рек.

Инвентаризация флоры экосистем изученных малых рек показала, что в растительных сообществах произрастает 232 вида высших дикорастущих растений, которые относятся к 139 родам из 48 семейств. Это составляет 60% от общего числа высших растений, зарегистрированных во флоре долин малых рек Самарского Заволжья [13]. В составе флоры 4 вида из отдела Equisetophyta, 1 вид из отдела Pteridophyta, 1 вид из отдела Pinophyta, остальные 226 видов относятся к отделу Magnoliophyta. Ведущими семействами, наиболее богатыми в видовом отношении относятся Asteraceae – 42 вида, Fabaceae – 23, Rosaceae – 18, Poaceae – 14, Apiaceae – 10. Остальные семейства содержат менее 10 видов. Во флоре зарегистрировано 185 видов травянистых растений, что составляет 74,6% от общего состава флоры, 12 видов деревьев, 9 видов кустарников и 3 вида полукустарников. Наибольшее число травянистых растений являются корневищными – 96 видов, стержнекорневыми – 44 вида. Анализ крупных родов показал, что наибольшее число видов содержат роды Trifolium – 6, Salix – 6, Artemisia, Campanula, Lathyrus – по 5 видов, остальные содержат менее 5 видов.

Таблица 1 – Встречаемость растительных ассоциаций в долинах малых рек Высокого Заволжья

Изучение ресурсной значимости флоры показало, что долины малых рек служат резерватом ценных в хозяйственном отношении видов растений. Они содержат лекарственные – 115 видов, медоносные (90), кормовые (64), пищевые (36), дубильные (33), ядовитые (29), пыльценосные и нектароносные (28), красильные (28), декоративные (26), эфирно-масличные (17), витаминоносные (12), технические (11), жирно-масличные (10), поделочные (5) и инсектицидные (5) растения. Анализируя флору с точки зрения хозяйственного использования, нами отмечено, что имеется ряд видов, которые универсальны в применении. Например, рябина обыкновенная – это лекарственное, медоносное, декоративное, кормовое для диких животных, поделочное, дубильное растение. К таким «природным универсалам» можно отнести черемуху обыкновенную, шиповник и многие виды ив. Анализ ресурсной значимости видов приводится в соответствии с данными в Определителе растений Среднего Поволжья [14].

В долинах малых рек зарегистрированы редкие охраняемые виды растений: Delphinium cuneatum Stev. ex DC., Adonis volgensis Steven ex DC., Globularia punctata Lapeyr., Cacalia hastata L., последние 3 вида занесены в Красную книгу Самарской области [15]. Globularia punctata занесена в Красную книгу РФ [16].

Все формы хозяйственного использования в пределах экосистем малых рек в той или иной форме ведут к нарушению естественного состояния растительного покрова. Так, под влиянием затопления водами прудов происходит полное уничтожение прежде существовавшей растительности, большой вред наносят плотины, размываемые паводковыми водами, в результате происходит заиление русел и уничтожение растительного покрова. Использовать травостой в сенокошении необходимо на научной рациональной основе, ежегодно меняя сроки сенокоса, давая возможность образованию семян, если в нем не доминируют многолетние травы, способные к размножению вегетативным путем. Выпас скота вызывает явления остепнения и засоления. На вязких, легко деформируемых полуболотных почвах выпас скота ведет к образованию выбоин и кочек, усложнению микрорельефа, распространению сорных и колючих растений. Глубокая зяблевая вспашка водосборов приводит к уменьшению водности рек в летний период, к обмелению и заилению. В систему мероприятий по предупреждению обмеления входят такие природоохранные меры, как запрет распашки прибрежной полосы, входящей в водоохранную зону, которая достигает 50–100 м ширины, в зависимости от крутизны склона; защитное лесоразведение на склонах, подверженных эрозии, а также залужение крутых склонов.

Выводы

В качестве малой реки принимается эрозионная форма рельефа с постоянным или временным водотоком, неразвитой поймой (без грив и междугривий), иногда с аллювиальной террасой. На геоморфологических элементах неразвитых речных долин малых рек распространены несформировавшиеся травянистые группировки прибрежно-водных растений, заросли кустарниковых ив, лесные, луговые и степные сообщества.

Самыми распространенными ассоциациями в поймах рек являются разнотравно-ивовая (Salix fragilis – heteroherbosa), камыша лесного (Scirpus sylvaticus purum), клеверо-полевицевая (Agrostis stolonifera – Amoria repens), разнотравно-мятликово-пырейная (Elytrigia repens + Poa angustifolia – heteroherbosa). Размещение ассоциаций вдоль русла рек носит поясный характер. Для остепненных склонов долин рек характерны ковыльно-типчаково-разнотравные и ковыльно-разнотравные ассоциации (Stipa capillata + Festuca sulcata – heteroherbosa и Stipa capillata – heteroherbosa).

Флора долин малых рек северо-восточных районов Самарского Заволжья содержит 232 вида, которые относятся к 139 родам и 48 семействам. Ведущими семействами, наиболее богатыми в видовом отношении относятся Asteraceae – 42 вида и Fabaceae – 23 вида. Во флоре зарегистрировано 185 видов травянистых растений, что составляет 74,6%. В составе флоры значительный процент лекарственных (46%), медоносных (36%) и кормовых растений (28%).

При изучении долин малых рек отмечено влияние хозяйственной деятельности человека на растительный покров, которое проявляется в виде сенокоса, выпаса скота, рубки деревьев и кустарников, распашки побережий, подтоплении и затоплении искусственными водоемами, непосредственного сбора человеком лекарственных и декоративных растений.

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