Зональные особенности индикационных свойств растительности
В разных природных зонах возможности использования растительности как индикатора экологических условий существенно различаются.
В пустынной и полупустынной зонах крайне неблагоприятные условия, дефицит влаги, засоленность обусловливают чуткую реакцию растительного покрова на малейшие изменения условий местообитания.
Вследствие слабого развития почв, глубокого проникновения корневой системы растений имеет место тесная связь растительности с почвами, почвообразующими породами и гидрогеологическими условиями. Растительный покров в пустынной зоне обладает самой высокой индикационной способностью. Границы растительных сообществ здесь совпадают с границами почвенных разностей, материнских почвообразующих пород, гидрогеологических условий, выступают их надежными индикаторами.В степной зоне условия существования более благоприятные, почвенный покров хорошо развитый и мощный, корневая система растений сосредоточена преимущественно в почвенном слое до глубины 1,5-2 м. Луговые и дерновинно-злаковые степи являются непосредственным индикатором почвенных разностей, а также самого верхнего горизонта почвообразующих пород. Границы этих растительных сообществ совпадают с границами почв, но не всегда имеют точное совпадение с границами почвообразующих пород. Кустарниковые, каменистые и песчаные степи вследствие более глубокого проникновения корней непосредственно индицируют и почвы и толщу почвообразующих пород до глубины 5- 10 м, их границы совпадают. Индикационная возможность растительности в степях осложняется практически полной их распаханностью.
В лесной зоне мощность почвенного профиля меньше, чем в степи, а корневая система растений сосредоточена в почве и почвообразующей породе. Мощность индицируемой толщи до 10 м. Однако индикационные связи здесь сложнее и менее четко выраженные, вследствие вырубок, пожаров, развития производных типов леса.
В тундре в крайне неблагоприятных климатических условиях почвенный покров развит слабо и растительность имеет непосредственную связь с почвообразующими породами. Индикационная роль растительности велика. Однако глубина проникновения корней в тундре ограничена слоем многолетней мерзлоты и мощность индицируемой толщи составляет 1-2 м от поверхности. Индикационные связи растительности хорошо выражены и легко распознаются.
ю
Сбору материала по выяснению индикационного значения растительности в полевых условиях предшествует анализ и обобщение литературных сведений по этому вопросу. Если такие данные обнаружены, то на их основе перед выездом в поле составляют справочную таблицу, где указывают известные для района исследований индикаторы и индицируемые ими условия.
Основным полевым методом выявления индикаторов экологических условий является сопряженное изучение состава, структуры и распределения растительных сообществ и оказывающих на них прямое или косвенное влияние объектов индикации, установление корреляционных связей между ними, показателей достоверности, распространенности, значимости индикаторов; оценки их индикационных свойств. Эти исследования проводятся на ключевых участках, геоботанических и ландшафтных профилях общепринятыми методами с описанием, наряду с растительными сообществами, других компонентов ландшафтов (литогенной основы; почв, их механического состава, увлажнения, засоления, богатства; глубины залегания и минерализации грунтовых вод и т.д.) и выявлением пространственных экологических рядов фитоценозов.
При изучении неоднородности растительности в связи с изменением экологических условий в настоящее время широкое распространение получил катенный подход, суть которого сводится к выделению на местности модельных ландшафтно-геоморфологических профилей, проходящих от самого высокого места в ландшафте к самому низкому. В связи с этим катена охватывает все основные условия существования растительности в ландшафте и характеризуется наибольшей экологической гетерогенностью.
Катена (catena) в переводе с латинского означает цепь, она служит прибором, по которому выявляются и сравниваются сопряженные характеристики растительности, почвенного покрова, других компонентов и экологических факторов природной среды. Исследования включают следующие этапы: 1) выбор катены, 2) топографическая съемка геоморфологического профиля катены; 3) описание растительности и других компонентов ландшафтов; 4) отбор проб и образцов для лабораторных анализов; 5) сопряженный корреляционный анализ популяций растений и их сообществ с экологическими факторами; 6) выявление индикаторов.Геоботанические описания растительности катен и ключевых участков служат основой для построения экологических шкал растений, характеризующих условия их произрастания. Методика составления таких шкал детально разработана Л.Г Раменским (1938) и его учениками (Цаценкин, Дмитриева, Беляева и др., 1974). В настоящее время с использованием экологических шкал Российским научно-исследовательским институтом кормов им.
В.Р. Вильямса разработаны и опубликованы методические указания по экологической оценке пастбищ и сенокосов Европейской части России, Урала, Западной Сибири, Алтая, а также равнинной части Украины, Крыма, Карпат, Средней Азии, Памира, Балкан. Наибольшее распространение и практическое применение получили шкалы высотности (для горной растительности), увлажнения, богатства, засоления почв, пастбищной дигрессии, включающие соответственно 15, 120, 16, 14 и 10 ступеней. Для каждой ступени установлены индикаторные виды растений.
Для более глубокого понимания индикационных связей большое значение имеет детальное исследование синузий и горизонтальной структуры фитоценозов (Каплин,1999).
К важным методам индикационных исследований относится также выявление специфических физиологических, эколого-физиологических, анатомических, морфологических, эко- лого-морфологических реакций растений, возникающих под влиянием индицируемых условий, на которые следует обращать внимание при описании растительных сообществ.
К одной из таких реакций относится резкое изменение жизненности (вегетативной мощности) растений, которая оценивается по их жизненному состоянию в баллах (5 баллов
- состояние отличное, 4 - хорошее, 3 - удовлетворительное, 2 - плохое, 1 балл - полусухие,
- баллов - сухие особи), размерам и биомассе генеративных особей. Показатели жизненности растений используются в гидроиндикационных исследованиях в аридных областях, при поисках полезных ископаемых.
Большое индикационное значение имеют наблюдения и описания значительных отклонений в морфологическом строении растений (гигантизм, карликовость, изменение окраски и формы листьев и побегов, особенностей их роста, ветвления; искривление, изгибание, удлинение, укорочение, утолщение, пролиферация побегов; появление (или исчезновение) опушения, наростов, наплывов), экобиоморфах и жизненных формах в целом (появление мелкокустарниковой И древовидной формы у ТИПИЧНЫХ кустарников, стелющейся фор-
- 2529 11
мы у высоких корневищных злаков и др.). Чем выше встречаемость или доля аномальных форм в популяции растений, тем теснее их индикационные связи со специфическими условиями обитания.
Важным элементом индикационных исследований являются фенологические наблюдения. Под влиянием специфических экологических факторов сроки вегетации и соответственно фенофазы растений могут увеличиваться или, напротив, уменьшаться, по сравнению с эталонными участками при отсутствии действия фактора.
С помощью изучения интенсивности транспирации растений выявляют их связи с грунтовыми водами. Корневые системы растений-фреатофитов достигают уровня грунтовых вод, и интенсивность их транспирации остается на высоком уровне на протяжении большей части вегетационного периода.
Изучение морфологии и распределения корневых систем растений в почво-грунтах позволяет установить горизонты неблагоприятные и оптимальные для их развития.
Состав растений-индикаторов грунтовых вод в аридных зонах был уточнен путем параллельного изучения их корневых систем и почвенно-гидрологических условий.У полиморфных видов с широкими ареалами необходимо обращать внимание на особенности и дифференциацию их экотипов, являющихся хорошими индикаторами экологических условий. Высоко индикационное значение также молодых и регрессирующих палео- эндемичных видов с узкими ареалами. Для них, как правило, характерна хорошо выраженная приуроченность к специфическим местообитаниям.
Особое значение имеют дистанционные и картографический методы выявления индикаторов с использованием аэрокосмической информации, которые рассматриваются в главе, посвященной ландшафтной индикации экологических условий.
Во избежание ошибок большое значение имеет оценка возможностей экстраполяции полученных данных по индикации на территории, где сопряженное изучение связей выявленных индикаторов и объектов индикации не проводилось. В этом отношении лучшим методом является оценка степени однородности природных условий исследуемой территории и изучение индикационных свойств растительных индикаторов в пределах их ареалов. Большинство индикаторов сохраняют одинаковое индикационное значение в пределах ландшафтов, ландшафтных районов, провинций и природных зон и подзон одной физико-географической области.
Еще по теме Зональные особенности индикационных свойств растительности:
- Введение
- Зональные особенности индикационных свойств растительности
- Почвенные беспозвоночные как показатели гидротермического режима почв
- Беспозвоночные как индикаторы элементарных почвенных процессов
- Глава 10. БИОИНДИКАЦИЯ СТЕПЕНИ НАРУШЕНИЯ ЭКОСИСТЕМ
- РАЙОНЫ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
- Структура наземного обоснования различных видоваэрокосмического зондирования
- 5.1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА В ПОЙМАХ РЕК