Пойма реки Иртыш расположена в Восточно-Казахстанской и Павлодарской областях бассейна. Она является уникальным природным комплексом, отличающимся богатством флоры и фауны, географическим ландшафтом. Важнейшим ее компонентом является растительность как источник возобновимых ресурсов и регулятор природных процессов.
Для эффективного решения природоохранных мероприятий постановлением Правительства РК за № 877 от 27 июля 2001 года пойме реки Иртыш придан статус особо охраняемой природной территории в форме заказника (Государственный природный заказник «Пойма реки Иртыш» площадью 377,1 тыс. га) [3].
Природообразующим фактором поймы Иртыша является весенний паводок и специальные природоохранные попуски воды из Верхне-Иртышского каскада водохранилищ [6]. Из-за однобокой энергетической направленности, выраженной в ограничении в интересах энергетики необходимых параметров режима природоохранного попуска воды в пойму Иртыша из Верхне-Иртышского каскада ГЭС, нарушено экологическое равновесие в пойме, началась деградация пойменных земель, их засоление и остепнение, местами переувлажнение и заболачивание, тем самым подорвана биологическая продуктивность поймы, снизилась урожайность луговых трав [1].
В настоящее время растительные сообщества поймы Иртыша испытывают интенсивные антропогенные нагрузки, связанные со строительством промышленных предприятий и коммуникаций, а также с сельскохозяйственной деятельностью. Чрезмерное воздействие на растительность со стороны человека приводит к нежелательным последствиям, связанным с нарушением экологического равновесия и подрывом ресурсного потенциала пойменной территории [7, 8, 9]. Детальные исследования растительных сообществ, их продуктивности и восстановительного потенциала позволяют разработать рекомендации по снижению неблагоприятных воздействий на растительность и оптимизировать природопользование в пойме реки Иртыш.
Целью исследований является изучение разнообразия растительного покрова, структуры и динамики экосистем пойменных лугов в пойме реки Иртыш в пределах Павлодарской области.
Исследование проводилось методом анализа литературы о состоянии растительных сообществ поймы реки Иртыш и полевого исследования поймы Иртыша.
Растительные сообщества поймы реки Иртыш характеризуются большим разнообразием как по составу, структуре, так и по динамическим свойствам, образуя на местности закономерные эколого-динамические ряды смен, начиная от менее сформированных и малоустойчивых открытых группировок растительности до хорошо сформировавшихся фитоценозов высоких уровней поймы.
Луговая растительность на территории области распространена по долинам рек, а также отдельными пятнами по озерным котловинам, балкам и западинам.
В целом для растительности области характерна значительная комплектность, связанная с большой комплектностью почвенного покрова, уровня залегания и качества грунтовых вод, продолжительности затопления, пестротой микро- и мезорельефа, различной степенью засушливости климата, а в пределах Казахского мелкосопочника – с ориентацией склонов.
Основную площадь центральной поймы занимают полидоминантные, разнотравно-злаковые, злаково-разнотравные, разнотравные, злаково-осоковые, осоково-злаковые и др. луга. В микрорельефе центральной поймы выделяются относительно ровные участки, понижения различной формы и невысокие гривы. В притеррасной пойме преобладают солонцеватые и солончаковые луга с участием ситника Жерара, ситника сплюснутого, кермека Гмелина, бескильницы расставленной, солероса европейского, лебеды бородавчатой и др.
Таким образом, в пойме реки Иртыш можно выделить четыре типа растительности: луговой, древесно-кустарниковый, степной и солянковый. Из них наибольший интерес представляет луговой тип растительности, включающий основные природные луговые угодья.
Основным фактором, определяющим жизнь растений в поймах и на лиманах степных рек, является влага [2]. До 1959 года растительность пойменных лугов Иртыша развивалась благодаря естественным паводкам и урожай сена всецело зависел от разлива. В отдельные годы при малом разливе реки луговая растительность на пойменных сенокосах почти совсем не развивалась, и в такие годы пойма не косилась, за исключением наиболее пониженных ее участков.
Экологический состав растений определяется их отношением к трофности и влажности почвы. Почва – субстрат, из которого растения потребляют практически все необходимые им соединения. Обусловлено это тем, что почва состоит одновременно из трёх фаз – твёрдой, жидкой и газообразной. На долю твёрдой фазы приходится около 50 % объёма почвы. Остальную часть занимают поры, заполненные водой или воздухом. Можно выделить и четвёртую фазу почвы – органическую, в частности гумусную. Наличием гумуса определяется структура и водоудерживающая способность почвы, её кислотность, питательная ценность и т.д.
В зависимости от реакции растений на уровень содержания в почве основных элементов питания принято различать эвтрофы, лизотрофы и олиготрофы. Эвтрофы предъявляют высокие требования к содержанию питательных веществ в среде и развиваются только на достаточно плодородных почвах. Это преимущественно обитатели пойм и низинных болот. Олиготрофы произрастают на обеднённых и нередко кислых почвах. Мезотрофы – растения, занимающие промежуточное положение между двумя первыми. Не предъявляя высоких требований к плодородию почв, они вместе с тем не мирятся с чрезмерным обеднением их.
По отношению к влажности почвы выделяют следующие фазы: гидромезофиты, гигромезофиты, мезофиты, ксерофиты и их промежуточные стадии.
Мезофиты – растения, живущие в условиях достаточно умеренного увлажнения. В своём ареале они хорошо растут и плодоносят, положительно реагируют на некоторое увеличение влажности, но не мирятся с избытком её, отрицательно относятся к засухе. Ксерофиты – растения, приспособившиеся к значительному постоянному или временному недостатку влаги в почве или в воздухе. Обитают они в районах с умеренным климатом, располагаясь при этом на сухих, хорошо прогреваемых и освещённых местах.
При анализе флоры заливных лугов поймы реки Иртыш одним из основных экологических факторов является отношение к увлажнению. Для экологического анализа флоры поймы Иртыша нами была использована общепринятая классификация экологических групп [5]. Классификация основана на отношении растений к влажности субстрата. Экологическая структура флоры заливных лугов реки Иртыш по отношению к увлажнению приведена в табл. 1.
Из табл. 1 видно, что большую часть занимают эумезофиты (37,89 %), но если рассматривать всю совокупность влаголюбивых растений, то в процентном соотношении они занимают более значительную часть (43,17 %). Такое распределение связано с неравномерностью увлажнения почвы и особенностями нанорельефа. В понижениях встречаются гидромезофиты, гигромезофиты, мезогигрофиты, на повышениях эумезофиты, оксиломезофиты, мезоксерофиты, эуксерофиты и ксеромезофиты.
Таблица 1
Экологические группы растений пойменных лугов реки Иртыш по отношению к увлажнению
|
Экологические группы |
Кол-во видов |
Процент от общего числа видов |
|
Гигрогидрофиты |
1 |
1,05 |
|
Гигромезофиты |
11 |
11,58 |
|
Гигрофиты |
11 |
11,58 |
|
Гидромезофиты |
5 |
5,26 |
|
Гидрофиты |
2 |
2,11 |
|
Ксеромезофиты |
1 |
1,05 |
|
Ксерофиты (эуксерофиты) |
1 |
1,05 |
|
Мезогигрофиты |
12 |
12,63 |
|
Мезоксерофиты |
5 |
5,26 |
|
Мезофиты (эумезофиты) |
36 |
37,90 |
|
Оксиломезофиты |
10 |
10,53 |
|
Всего: |
95 |
100 |
Кроме того, выделены экологические группы растений по отношению к пойменному режиму. Большинство видов растений (51 вид) начинают вегетацию после схода воды, 22 вида – начинают вегетацию до разлива реки, в период стояния вод прекращают вегетацию и заканчивают вегетацию после схода вод, 2 вида – заканчивают вегетацию до разлива и 20 видов индифферентно относятся к пойменному периоду (табл. 2).
Анализ видового состава луговых сообществ показал, что по отношению к влажности почвы первое луговое сообщество характеризовалось преобладающими мезофитными видами. В меньшем количестве представлены ксеромезофиты и гигромезофиты. Отсутствуют оксиломезофиты.
Во втором луговом сообществе преобладающими были мезофиты и гигромезофиты. В меньшем количестве представлены ксеромезофиты, совсем мало оксимезофитов, что указывает на умеренное увлажнение почвы первого лугового сообщества и повышенное увлажнение почвы второго сообщества.
По отношению к трофности почвы первое луговое сообщество характеризовалось преобладающими мезотрофными видами. Менее многочисленными оказались эвтрофы, совсем мало олиготрофов.
Второе луговое сообщество включало равное количество как мезотрофных, так и эвтрофных видов растений. Олиготрофы встречались единично. Таким образом, выяснили, что по отношению к трофности почвы наиболее плодородным оказалось второе луговое сообщество по сравнению с первым. Доказательством этому служат эфтрофные виды, которые предпочитают наиболее плодородные почвы.
Таблица 2
Экологические группы растений пойменных лугов реки Иртыш по отношению к пойменному режиму
|
Экологические группы растений |
Кол-во видов |
Процент от общего числа видов |
|
Группы растений, заканчивающие вегетацию до периода разлива реки |
2 |
2,1 |
|
Группы растений, начинающие вегетацию до разлива реки, в период стояния вод прекращающие вегетацию, и заканчивающие вегетацию после схода вод |
22 |
23,2 |
|
Группы растений, начинающие вегетацию после схода воды |
51 |
53,7 |
|
Индифферентно относящиеся к пойменному периоду |
20 |
21,0 |
|
Всего: |
95 |
100 |
Биолого-морфологический анализ растений луговых сообществ поймы реки Иртыш показал преобладание многолетних трав с вегетативным возобновлением.
Растения Прииртышья можно дифференцировать по принадлежности к типам растительного покрова [4]. Это позволяет выяснять факторы, влияющие на дальнейшее развитие естественных сенокосов.
Большинство видов растений принадлежит к луговому типу растительности. Данные виды являются доминирующими в луговом фитоценозе. По количеству видов так же многочисленной является группа сорных растений, наличие которой свидетельствует об антропогенном влиянии на естественный луг. Они являются балластными и не оказывают определяющего влияния на качества лугового сообщества.
В результате формирования луговых сообществ в травостое естественных лугов возросло содержание видов растений, принадлежащих к группам злаковых и разнотравья, которые являются менее требовательными к богатству и увлажнению почвы.
Это оказало своеобразное влияние на видовое разнообразие естественных лугов и их кормовую и питательную ценность. При анализе видового состава в хозяйственно-ботаническом отношении в луговых сообществах поймы реки Иртыш было отмечено несколько групп растений.
В травостое естественного луга поймы реки Иртыш представлены три хозяйственно-ботанические группы, которые имеют неравноценную хозяйственную значимость. Из них наиболее многочисленна по количеству представленных видов группа разнотравья. Однако по массе представленных видов в травостое луга преобладали растения групп злаковых и бобовых, которые обладают высоким уровнем кормовой и питательной ценности.
Таким образом, проведение инвентаризации растительных сообществ и определение их таксономического положения позволяет дать экологическую оценку лугового сообщества поймы в водоохранной зоне реки Иртыш.
По типу корневых систем и характеру побегообразования первое луговое сообщество характеризовалось преобладанием длиннокорневищных, короткокорневищных, корневищных видов. В меньшем количестве представлены стелющиеся, длинностержнекорневые, рыхлокустовые, корневищно-рыхлокустовые виды. Отсутствуют кистекорневые и корнеотпрысковые виды растений. Это указывает на хорошую аэрацию и рыхлую почву, о чём свидетельствуют преобладающие растения.
Во втором луговом сообществе наиболее многочисленными были короткокорневищные, длиннокорневищные, корневищные, стелющиеся виды. Однако процентное содержание их значительно меньше, чем в первом луговом сообществе. Мало отмечено рыхлокустовых, корневищно-рыхлокустовых, длинностержнекорневых видов. В луговом сообществе присутствуют корнеотпрысковые и кистекорневые виды растений. Это указывает на несколько худшие почвенно-грунтовые условия; уплотнение и слабую аэрацию почвы, о чём свидетельствуют присутствующие в значительном количестве стелющиеся виды растений. По продолжительности жизни растений луговые сообщества характеризовались многолетними видами.
Полученные результаты могут быть использованы для ведения экологического мониторинга и оценки состояния растительного покрова поймы. Проведенная оценка продуктивности пойменных сообществ позволяет в перспективе определить природно-ресурсный потенциал пойменных территорий и обеспечить на них рациональное природопользование.
Рецензенты:
Жумабекова Б.К., д.б.н., профессор, Павлодарский государственный педагогический институт, г. Павлодар;
Тарасовская Н.Е., д.б.н., профессор кафедры общей биологии, Павлодарский государственный педагогический институт, г. Павлодар.