Биологические
науки/1.Систематика и география высших растений
Магистрант Гевел Н.В., к.б.н. Султангазина Г.Ж.
Костанайский государственный университет
имени А. Байтурсынова,
Казахстан
Таксономическая структура флоры
болот и заболоченных территорий природного
парка «Бурабай»
(Северный Казахстан)
В жизни биосферы важная экологическая роль
принадлежит таким уникальным природным образованиям, как болота. Она
заключается прежде всего в том, что болота являются генераторами и резервуарами
стока СО2, хранителями оригинальной флоры и фауны, в том числе
редких и хозяйственно - ценных видов растений и птиц. Ещё одним значимым
свойством болот является образование торфа [1].
Осознание экологической значимости торфяных болот, их роли в биосферных
процессах и поддержании биоразнообразия планеты нашло отражение в целом ряде
международных Конвенций и документов, таких как: Рамочная Конвенция Организации Объединенных Наций об Изменении Климата
(UNFCCC), Рамсарская Конвенция по водно-болотным угодьям, Конвенция по Биологическому
Разнообразию [2].
Заболоченность территории Республики Казахстан в среднем не
превышает 0,5-1 % [3], тем не менее,
болота здесь играют важную роль в природе и жизни человека среди засушливых и
субгумидных земель, составляющих 75%
территории страны [4].
Планомерное изучение болотной флоры и растительности дает необходимую
информацию о ее разнообразии, динамике, запасах растительных ресурсов и, в
конечном счете, создает научную базу для принятия необходимых мер охраны и рационального
использования болот [5].
В 2010-2013 г.г. нами были проведены исследования флоры основных
болотных фитоценозов Бурабайского лесного массива в пределах Государственного
национального природного парка «Бурабай» (Республика Казахстан, Акмолинская
область). Который на данный момент имеет статус природоохранного и научного
учреждения, входит в систему особоохраняемых природных территорий
республиканского значения. Болота на этой территории являются уникальными
природными комплексами среди лесостепной и увалисто-мелкосопочной возвышенности,
и составляют 0,47% площади природного
парка. [6].
Болота, главным образом
низинного типа. Почти все они появились на месте исчезнувших пресных озер и
выхода родниковых вод. Питание болот происходит преимущественно за счет
атмосферных осадков и, частично, подземных вод [7].
Полевые исследования проводились маршрутно - рекогносцировочным
методом, закладывались ключевые
площадки, на которых производились геоботанические описания болотных экосистем,
собирался гербарный материал.
Изучением были охвачены болота
и заболоченные территории Бармашинского, Акылбайского, Буландинского,
Боровского, Мирного, Катаркольского и Приозёрного лесничеств природного парка
«Бурабай».
Фактический материал получен
в результате полевых работ авторов (три экспедиционных выезда: два весенних и
летний) на территории природного парка, а также анализа работ П.Л. Горчаковского, А.М. Жарковой и В.Ф.Семёнова, частью посвящённых флоре болот. Проведён анализ
гербарного фонда кафедры биологии и химии
КГУ имени А. Байтурсынова.
Основными задачами данной
работы являются: представление таксономического состава флоры обследованных
территорий; анализирование флороценотического комплекса болот; выявление оригинальности флоры по соотношению
автохтонной и аллохтонной тенденций в генезисе.
Семейства покрытосеменных растений расположены по системе Тахтаджяна
(1987), номенклатура таксонов
приводится в соответствии с «Флорой Казахстана» (1956 -1966).
По нашим флористическим сборам, сводный
список сосудистых растений изучаемых болот и заболоченных территорий
насчитывает 154 вида и 103 рода из 51 семейства. Основная роль во флоре принадлежит Magnoliophyta,
включающим 141 вид (91,5 % всей флоры), среди которых преобладают Magnoliopsida — 95 видов (61,6
%) (табл. 1). Отношение Liliopsida и Magnoliopsida составляет
1:2. Незначительный вес во флоре имеют Pinophyta — 0,6 % (1 вид), больше (7,9 %) — сосудистые споровые (12 видов).
Таблица 1
Систематическая структура флоры болот и заболоченных
территорий
|
Название
таксона |
Число
семейств |
% |
Число
родов |
% |
Число
видов |
% |
|
Lycopodiophyta |
1 |
1,9 |
1 |
1 |
1 |
0,6 |
|
Equisetophyta |
1 |
1,9 |
1 |
1 |
6 |
3,9 |
|
Polypodiophyta |
4 |
8 |
4 |
4 |
5 |
3,4 |
|
Pinophyta |
1 |
1,9 |
1 |
1 |
1 |
0,6 |
|
Magnoliophyta |
44 |
86,3 |
96 |
93 |
141 |
91,5 |
|
Liliopsida |
9 |
17,7 |
28 |
27 |
46 |
29,9 |
|
Magnoliopsida |
35 |
68,6 |
68 |
66 |
95 |
61,6 |
|
Всего |
51 |
100 |
103 |
100 |
154 |
100 |
Более половины всех семейств (58,8 %)
характеризуются минимальной видовой насыщенностью — 1–2 вида. Двадцать одно
семейство представлено одним видом.
Такая относительно невысокая видовая насыщенность семейств характерна
для бореальных флор [8] .
Бореальный
характер флоры болот особенно проявляется в отношении флороценотического
комплекса (ФЦК), включающего виды облигатно или преимущественно связанные с
болотами. ФЦК дает более четкое
представление о природе болот, нежели болотная флора в целом, где велика доля
случайных видов. По степени связи («верности болоту») виды
подразделяются на пять групп:
I – виды, заходящие на болото редко и случайно;
II – виды индифферентные к болотному экотопу;
III – виды, одинаково часто встречающиеся на болоте и в
других местообитаниях, но имеющие оптимальное развитие в условиях болотного
экотопа;
IV – виды, предпочитающие болота, но иногда,
встречающиеся и в других местообитаниях;
V – виды, произрастающие только на болотах.
Растения трех последних групп
рассматриваются как «верные» виды болотного экотопа. Именно они образуют
флороценотический комплекс болот. Верные виды играют ведущую роль в сложении
растительного покрова болот [9].
Анализ видов по шкале
верности болотному экотопу показал, что среди сосудистых растений виды,
заходящие на болото редко и случайно, а также индифферентные к болотному
экотопу виды – формируют 56,5% флоры. Верные виды составляют 43,5 % (67 видов) флоры
сосудистых растений болот. Эти
виды связаны с торфяным субстратом, важнейшей особенностью которого является
бедность азотом и минеральными веществами. Спектр
ведущих семейств ФЦК отличается от спектра семейств общей болотной флоры. Ведущие
5 семейств сосудистых растений включают в себя 30 видов, что составляет 19,5 % от флоры болот в целом. Остальные 37
видов (55%) объединены в 30 семейств, состоящих
из одного и двух видов (табл. 2).
Таблица 2
Таксономический состав ведущих
семейств сосудистых растений флороценотического комплекса болот Бурабайского
лесного массива
|
Место по числу видов |
Семейство |
Флороценотический
комплекс |
Болотная флора в целом |
|||
|
Число видов |
% |
Число видов |
% |
Место |
||
|
1 |
Cyperaceae |
13 |
19,4 |
19 |
12,3 |
1 |
|
2 |
Pyrolaceae |
6 |
9 |
6 |
4 |
5-6 |
|
3 |
Orchidaceae |
5 |
7,4 |
8 |
5 |
4 |
|
4-5 |
Salicaceae |
3 |
4,5 |
5 |
3,2 |
7 |
|
4-5 |
Lentibulariaceae |
3 |
4,5 |
3 |
2 |
11-20 |
|
Итого: |
30 |
44,8 |
|
|||
Наиболее богат видами род Carex, насчитывающий 14 видов, из которых 8 входят в ФЦК болот, что отражает голарктические черты изученной флоры [10]. Произрастая обычно в значительном обилии, осоки играют существенную роль в формировании пойменных и заболоченных сообществ. Второе место разделили между собой три рода Salix, Pyrolа, Utricularia - по 3 вида, хотя во флоре болот они имеют иное положение (табл. 3).
Таблица 3
Таксономический
состав ведущих родов сосудистых растений флороценотического комплекса болот
Бурабайского лесного массива
|
Место по числу видов |
Род |
Флороценотический
комплекс |
Болотная флора в целом |
|||
|
Число видов |
% |
Число видов |
% |
Место |
||
|
1 |
Carex |
8 |
12 |
14 |
9 |
1 |
|
2-4 |
Pyrola |
3 |
4,4 |
3 |
2 |
4-10 |
|
2-4 |
Salix |
3 |
4,4 |
5 |
3,2 |
3 |
|
2-4 |
Utricularia |
3 |
4,4 |
3 |
2 |
4-10 |
|
5-10 |
Equisetum |
2 |
3 |
6 |
4 |
2 |
|
5-10 |
Dryopteris |
2 |
3 |
2 |
1,3 |
11-25 |
|
5-10 |
Ranunculus |
2 |
3 |
3 |
2 |
4-10 |
|
5-10 |
Drosera |
2 |
3 |
2 |
1,3 |
11-25 |
|
5-10 |
Epilobium |
2 |
3 |
2 |
1,3 |
11-25 |
|
5-10 |
Juncus |
2 |
3 |
2 |
1,3 |
11-25 |
|
Итого: |
29 |
|
|
|||
Одной из
задач работы явилось выявление оригинальности флоры, которая характеризуется соотношением числа
видов и родов. Чем больше среднее число видов в роде, тем сильнее были выражены
автохтонные процессы в становлении флоры, чем ниже этот показатель, тем большую
роль играли миграции видов в процессе флорогенеза. [8].
Л.И. Малышев [11] предложил показатель, позволяющий
оценить соотношение автохтонных и аллохтонных
тенденций. Показатель автономности (А) флоры представляет собой
относительную разницу между фактическим (S) и расчётным (S1) числом
видов: А= S-S1/S. В нашем случае показатель автономности равен - 1,
3522. Отрицательное значение А показывает на преобладание в становлении флоры
болот Бурабайского лесного массива аллохтонной тенденции развития [12].
Несмотря
на миграции видов во флорогенезе, флора сфагновых болот близ озёр Карасу,
Светлое и Щучье, отличается такими бореальными реликтами как: Drosera rotundifolia, Eriophorum gracile,
Rhynchospora alba, Spiranthes amoena, Pedicularis sceptrum-carolinum, Epipactis
palustris, Carex vaginata, C. limosa, Menyanthes trifoliata, Viola epipsila,
Salix lapponum, Moneses uniflora, Oxycoccus palustris, Vaccinium
vitis-idaea, Trientalis europaea, такие виды как Drosera
rotundifolia и Chimaphila umbellata включены
в перечень редких видов Республики Казахстан. Всё это подтверждает значимость
научных исследований данной территории.
Литература:
1. Болотные системы Западной Сибири и их
природоохранное значение/ Под. Ред. В. Б. Куваева. Гула, 2001. 584 с.
2. Лапшина Е.Д. Флора болот юго-востока Западной
Сибири – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2003. 296 с.
3. Государственная Программа управления водными
ресурсами Республики Казахстан на 2014 -2040 годы.
4. Четвёртый национальный доклад Республики Казахстан
о биологическом разнообразии. Министерство ООС РК.
5. Благовещенский И.В. Структура растительного
покрова, систематический, географический и эколого – биологический анализы
флоры болотных экосистем центральной части Приволжской возвышенности –
Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора биологических наук
- Ульяновск, 2006. 43 с.
6. Технико –экономическое обоснование расширения
территории Государственного
национального природного парка «Бурабай» // Центр дистанционного зондирования и ГИС ГЕО. Алматы. 2009.
7. Проект Летопись природы: Упр. дел. Президента РК
ГНПП «Бурабай». – Бурабай:
2010.
8. Толмачёв А.И. Введение в географию растений. – Л.:
Изд - во Ленингр. ун-та,
1974. – 244 с.
9. Юрцев
Б.А., Петровский В.В. Об индикационном значении флористических комплексов на
Северо-Востоке СССР // Теоретические вопросы фитоиндикации. – Л.:Наука, 1971. – С. 15–31.
10.
Егорова Т. В. Осоки (Carex L.)
России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб., 1999. 772с.
11. Малышев
Л.И. Зависимость флористического богатства от внешних условий и исторических
факторов// Бот. ж. – 1969. – Т.54. - №8. – С. 1137- 1147.
12. Малышев
Л.И. Генезис высокогорных флор Сибири. – Изв. СОАН СССР . Сер. биол. наук, 1976.
- Вып. 2.- №10. – С. 47- 55.