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.

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.

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,

0. 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-

6. 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.

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.