Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Условия, материал и методы исследований 4
1.1 Характеристика природных условий и рекреационного использования исследуемого района 4
1.2 Методика проведения исследований и погодные условия 11
1.3 Обзор литературы по изучаемому вопросу 21
Глава 2. Рекреационная дигрессия основных растительных сообществ пригородной зоны отдыха 45
2.1 Лесные сообщества 47
2.2 Луговые сообщества поймы реки Усмань 76
2.3 Луговые сообщества поймы реки Усмань, район заповедника 93
2.4 Кустарниково-травянистые сообщества поймы реки Усмань 98
2.5. Кустарниково-травянистые сообщества, район заповедника 107
Глава 3. Влияние рекреационной нагрузки на фенологические фазы растений 112
Глава 4. Газоны 119
Глава 5. Мероприятия по охране растительного покрова и предложения по его улучшению 124
Выводы 129
Список использованной литературы 132
Приложения 154
- Характеристика природных условий и рекреационного использования исследуемого района
- Луговые сообщества поймы реки Усмань, район заповедника
- Кустарниково-травянистые сообщества, район заповедника
Введение к работе
Актуальность темы: Проблемы, связанные с рекреацией возникли в связи с интенсивным использованием горожанами пригородных территорий для отдыха. Рекреационное воздействие затрагивает все структурные элементы биогеоценозов, и изучение этих изменений позволяет определить направленность и глубину дигрессионной трансформации. Рекреационная нагрузка нарушает связи между компонентами биогеоценозов, они теряют устойчивость, происходит замена коренных биогеоценозов производными. Растительность, будучи важным компонентом биогеоценоза, является объектом использования и требует охраны. Изучение влияния антропогенной деятельности на состояние и тенденции динамики изменений растительного покрова позволяет не только оптимизировать это влияние, но и предусмотреть меры по сохранению окружающей среды в целом, при усиливающемся антропогенном воздействии.
Цели и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение закономерностей изменения природных объектов (видов растений и их сообществ) и оценка их состояния в рекреационной зоне Усманского бора.
Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:
^ Провести исследования современного состояния, динамики развития напочвенного покрова лесных сообществ в условиях воздействия рекреационной нагрузки
> Провести исследования современного состояния, динамики развития
луговых пойменных сообществ в условиях воздействия рекреационной
нагрузки. .
S* Провести исследования современного состояния, динамики развития-напочвенного покрова кустарниково-травянистых пойменных сообществ в условиях воздействия рекреационной нагрузки.
> Разработать комплексную шкалу балльной оценки лесных, луговых,
кустарниково-травянистых сообществ и газонов.
У* Составить список флоры исследуемого района в условиях воздействия
рекреационной нагрузки. ^ Выявить виды устойчивые, среднеустойчивые и малоустойчивые к
рекреационным нагрузкам. ^ Изучить состояние газонов в местах массового отдыха и выявить
особенности изменения газонов при отсутствия ухода.
V Рассмотреть возможности оптимизации рекреационной деятельности и
меры по улучшению состояния растительного покрова в зоне отдыха.
Научная новизна. Настоящая работа является специализированным
исследованием состояния различных типов сообществ в рекреационной зоне Усманского бора. На основе собранного материала показана динамика развития лесных напочвенных, луговых и кустарниковых сообществ находящихся в течении длительного времени под воздействием рекреационных нагрузок. На основе полученных данных составлена комплексная шкала балльной оценки различных уровней деградации растительных сообществ. Составлен конспект флоры исследуемого района на протяжении многих лет подвергающегося рекреационным нагрузкам.
Практическая ценность. Полученный в ходе исследований материал позволил оценить направление и степень отрицательного воздействия, оказываемого рекреацией на
ддуш, среду НІШ На
Природную Среду, ОПреДеЛИТЬ уровень рРІфРЯТТИПННпД HflrjjyTKIf T'f npi'p"""y"
рекреационной зоны Усманского бора, приводящий *
СП«т« О»
основе полученных данных составлены рекомендации по улучшению состояния природной среды в пригородной зоне отдыха.
Достоверность полученных результатов обеспечивается четырехлетними наблюдениями, значительным объемом проведенных исследований, использованием методов статистического анализа для решения поставленных задач.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на межвузовских и международных научно-практических конференциях в Воронеже (2001), Ставрополе (2002) и Тамбове (2002).
Публикация в печати. По материалам диссертации было опубликовано 12 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Общий объем диссертации составляет 188 страниц печатного текста, включая: введение, содержание работы, состоящее из 4 глав, выводов и приложений. Материалы исследований иллюстрированы 34 рисунками, 25 таблицами. Диссертация включает 8 приложений. Список использованной литературы включает 241 источник.
Характеристика природных условий и рекреационного использования исследуемого района
Центрально-Черноземная зона расположена в средней части Европейской территории России, в которую входят пять областей: Белгородская, Воронежская, Курская, Липецкая и Тамбовская, и включает две природно-климатические зоны - лесостепную и степную.
Территория проведения исследований находится на юге Окско-Донской низменности, входящей в состав Северо-восточного плоскоравнинного лесостепного района. В ландшафтном отношении район лесостепной низменности входит в подзону южной лесостепи.
Согласно ботанико-географической классификации (Барабаш, 1992) территория относиться к Среднерусской дубово-сосновой провинции, Боброво-Усманского округа, к Усманскому району зеленомошных сосновых и осоковых дубовых лесов.
Климат на рассматриваемой территории, как и в регионе в целом, континентальный. Средняя годовая температура доходит до +5... +7 С. Средняя температура января -10, июля до 20 С. Самые холодные месяцы в году январь и февраль, самые теплые июль-август. Абсолютный максимум температуры достигает +38С, минимум -38С.
Весна наступает в начале апреля, а к 20 апреля снег сходит совсем. Заморозки в воздухе прекращаются, как правило, к середине мая. Продолжительность вегетативного периода от 150 до 190 суток. Общая продолжительность лета 100-120 дней. Осень обычно ясная, теплая, иногда с повышением среднесуточной температуры. Безморозный период длится около 150 дней. Зима здесь умеренно-континентальная, в отдельные годы суровая. Началом зимы принято считать время, когда среднесуточная температура воздуха опускается ниже 0С. В этом районе зима приходит в первых числах ноября и длится до 150 дней. Максимальная температура зимой может повышаться до +3... +6С. Самым снежным месяцем является февраль. Толщина снежного покрова к концу зимы может достигать 30-80 см, иногда до 1 метра. Устанавливается снежный покров на 3-4 месяца.
Однако названные показатели характеризуются большой изменчивостью. Во влажные годы может выпасть более полуторной, а в засушливые - менее половинной нормы осадков. Усманский бор оказывает заметное влияние на климатические условия территории. Над ним выпадает на 11-12 % больше осадков, чем над соседними безлесными территориями. Сумма среднесуточных температур в районе Усманского бора 2400 С. За год выпадает 565 мм осадков. С апреля по сентябрь бывает в среднем 46 дней с суховеями.
Район проведения исследований находится на левом берегу реки Усмань в юго-западной части Усманского бора. Эта территория располагается в 20 км к северо-востоку от г. Воронежа. В километрсот места исследований находится поселок Маклок, в 8-9 км - ж/д станция Шуберское. Далее от 25 километра начинается территория Воронежского биосферного заповедника.
Территория расположена в природном комплексе, большую часть которого составляет пойма реки Усмань с надпойменными террасами. Пойма представлена прирусловой, центральной и притеррасной поймой (рисунок 1). Часть территории занимает Усманский лесной массив, являющийся типичным бором и отличающийся большим разнообразием растительности. Рельеф исследуемой территории не представляет собой ровной поверхности, а наоборот имеет характер постоянных повышений и понижений, обусловленных с одной стороны дюнными всхолмлениями, с другой развитием речной долины. Дюнные всхолмления покрывают всю территорию Усманского бора, за исключением поймы. Разнообразный рельеф приводит к формированию различных типов почв. Основой для формирования почв, являются песчаные отложения лежащие на глинах и суглинках, которые в некоторых местах выходят на поверхность и принимают участие в формировании почв. Рисунок 1 - Профиль поймы р. Усмань в районе проведения исследований
1. Русло реки Усмань;
2. Ассоциации горца птичьего и щавеля кислого и некоторых видов злаков на песчаных отложениях. Берег окаймляют отдельные кусты и группы кустов ивы. Место пляжного отдыха;
3. Разнотравно-злаковые сообщества с преобладанием семейств злаковых, сложноцветных, крестоцветных и гречишных;
4. Кустарниково-травянистые сообщества, состоящие из ивы пепельной, отдельных кустов ежевики, смородины золотой. В травостое представлена крапива, некоторые виды злаков, щавели, осоки...
5. Заболоченные участки с преобладанием в травостое некоторых видов осок, злаков (щучка, полевица), влаголюбивых видов (лютики, гравилат...);
6-7. Притеррасная часть поймы; кусты черемухи, ежевики, смородины золотой, крушины ломкой, переходящие в ольшаник с преобладанием ольхи черной на заболоченных почвах. В напочвенном покрове встречаются папоротники, ирис касатик, таволга вязолистная. Для отдыха практически не используется;
8. Надлуговая терраса. Сосновый бор с примесью различных лиственных пород. Место расположения баз отдыха. В травостое вместо типичных лесных преобладают злаково-луговые виды.
9. Песчаные отложения прирусловой части поймы.
10 Различные типы пойменных почв. Дерново-зернистые суглинистые, слоистые и др.
11. Пойменный аллювий.
12. Песчаные почвы первой надпойменной террасы.
13. Аллювиальные отложения первой надпойменной террасы.
Рассматривая природные условия исследуемого района, прежде всего, необходимо выделить пойму, которая представлена прирусловой, центральной и притеррасной. Прирусловая часть поймы расположена в непосредственной близости к кромке воды, здесь отлагаются крупные песчаные частицы. Нередко здесь образуется береговой вал. В прирусловой части поймы на рыхлых песчаных отложениях развиваются кустарники, главным образом ивы. Из злаков преобладают корневищные злаки (пырей, костер и др.).
Центральная пойма несколько удалена от русла реки. На ней вешние воды оставляют мелкие частицы. Почвы здесь плодородные, хорошо увлажненные. Для центральной части поймы характерно господство дерновинных злаков (лисохвост, тимофеевка, мятлик), а так же видов бобовых (клевера, горошка, чины), разнотравья.
Притеррасная пойма граничит с террасами речной долины. Почвы здесь плотные, избыточно увлажненные водой ключей, бьющих из коренного берега. Разложение растительных остатков здесь затруднено вследствие плохой аэрации почв, наблюдается процесс заболачивания. Здесь нередко произрастают ольховые и березовые насаждения.
В Усманском бору, можно выделить несколько типов леса, произрастающих на почвах в разной степени свежих оподзоленных, дерновых, некарбонатных и влажных. Иногда встречаются почвы темно-серые и серые лесные.
Луговые сообщества поймы реки Усмань, район заповедника
Для контроля, наблюдения за луговыми сообществами проводились в районе Воронежского заповедника, в пойме реки Усмань (район сел Лукичевка и Малая Приваловка). Рекреационная нагрузка здесь небольшая, хотя несколько раз за вегетационный период растительность подвергается скашиванию. Отдельно наблюдения проводились в режимах отсутствия рекреационной нагрузки и сенокошения.
Природные условия в данном месте представлены поймой реки Усмань. Здесь на песчаных почвах произрастают злаковые и разнотравно-злаковые ассоциации, а на иловато-глинистых почвах бобовые или разнотравно-бобовые группировки.
В местах, где проводилось сенокошение, было обнаружено 78 видов, принадлежащих к 24 семействам. Распределение видов по семействам следующее. Наибольшее количество видов включает семейство сложноцветных - 19 (24 %). Семейство злаковых включает 9 видов (11,5 %), семейство бобовых включает 12 видов (15 %), розоцветных - 5 видов (6,4 %), гвоздичных —4 вида (5,1 %), подорожниковых и хвощевидных по -3 вида (по 3,8 %). Норичниковые, губоцветные, гераниевые, мареновые, бурачниковые и фиалковые представлены 2 видами (по 2,5 %). Из остальных семейств выявлено по 1 виду растений (рисунок 16). Из них 45 видов - многолетники.
Наиболее многочисленное семейство это злаковые - 65 %, максимум их развития отмечен в 2001 г. Семейство сложноцветные - 10 %. Бобовые -3,9 %, мареновые 2,6 %, Остальные семейства численно представлены менее значительно (рисунокП).
Представленные растения образуют 3-4 ярусные сообщества. Первый ярус представлен такими видами как таволга, валериана, второй ярус - в основном различные злаки, кульбаба, тысячелистник, василек луговой, люцерна серповидная; нижние ярусы образуют такие растения как одуванчик, клевер, мятлик и др.
Анализируя показатели встречаемости видов необходимо отметить, что максимальная встречаемость (100 %) зарегистрирована у тысячелистника обыкновенного, чертополоха колючего, овсяницы луговой и кульбабы осенней. Встречаемость одуванчика лекарственного, манжетки обыкновенной, звездчатки средней, пырея ползучего, подмаренника мягкого составляет 60 %.
Семейство гречишных замещает семейство злаковых, только в местах с усиленной рекреационной нагрузкой (места массового отдыха). Из семейства гречишных в месте исследования представлен всего I вид — щавель конский.
Вытаптывание не является ведущим фактором воздействия на растительные сообщества. Главным фактором является сенокошение и выпас скота. В течение вегетационного периода проводилось 4-х кратное скашивание (в июне и июле). Несвоевременное сенокошение приводит к нарушению нормального хода фенофаз, нарушению семенной продуктивности, гибели некоторых растений. Скашивание приводит к доминированию в травостое злаков, в связи с тем, что у них очень хорошо выражена оттавность, и способность размножаться вегетативным путем, а участие в травостое видов, принадлежащих к семействам бобовых, сложноцветных, норичниковых, значительно сокращается в связи с тем, что они не успевают обсеменяться или в связи со снижением жизненности особей. Например, значительно сокращается участие таких видов как клевер луговой, клевер розовый, лютик едкий, вероника длиннолистная отмечается уменьшение участия в травостое таких видов как астрагал датский, ежа сборная. Происходит увеличения группы сорных видов (полыни, мятлика луковичный, бодяк и др.).
Там где сенокошение не проводилось, зарегистрировано 85 видов травянистых высших растений (рисунок 18). Злаковые представлены 12 видами), сложноцветные 19, крестоцветные 5, гвоздичные 6, бобовые 14 и т.д. Высота травостоя составляет до 80-100 см. В составе травостоя преобладает костер безостый, лисохвост луговой.
В местах, где луга используются как пастбища, можно встретить такие виды как борщевик, щавель конский, донник лекарственный, пижма обыкновенная, чертополох, мятлик луковичный...
Кустарниково-травянистые сообщества, район заповедника
Кустарниково-травянистые сообщества поймы реки Усмань (ивовые сообщества центральной и притеррасной поймы), заповедник
Растительные сообщества данного типа исследовались в пойме реки Усмань, в районе Воронежского заповедника (с. Лукичевка, Малая Приваловка) в прирусловой и центральной части поймы. Всего было обнаружено 69 видов травянистых высших растений, принадлежащих к 18 семействам. По числу видов лидирует семейство сложноцветных, представленное 14 видами (20,3 %). Семейство злаковых включает 12 видов (17,4 %), бобовых - 6 (8,7 %). Семейства крестоцветных, розоцветных и лютиковых включают по 4 вида (5,8 %). Семейства губоцветных, зонтичных и осоковых по 3 вида; гераниевых, хвощевидных, колокольчиковых по 2 вида (по 2,8 %). Остальные семейства - гречишные, крапивные, норичниковые, осоковые, включают по 1 виду (рисунок 21).
По числу растений в семействах первое место занимают злаковые -52 %. Далее следуют семейства сложноцветных 11,1 %; норичниковых -8,8 %; лютиковых - 4,7 %; губоцветных - 4,7 (рисунок 22). Это самые многочисленные семейства. Остальные семейства численно представлены менее значительно. Из 69 видов 50 видов — многолетники, а 9 видов -однолетники и двулетники.
Самые многочисленные семейства злаковых и сложноцветных сохраняют свои позиции в течение всего вегетационного сезона. К концу вегетационного периода, как правило, ведущие позиции по числу растений удерживают семейства злаковых и сложноцветных, хвощевидных, осоковых, крапивных, вьюнковых, зонтичных, крестоцветных, розоцветных и гераниевых. Наибольшая встречаемость отмечена у тысячелистника обыкновенного и щавеля конского (100 %). Встречаемость вероники дубравной, овсяницы луговой, звездчатки средней и кульбабы осенней составила 75 %. Из кустарников отмечены ива пепельная, трехтычиночниковая, верба красная.
В среднем в контроле на квадратном метре произрастают 335 экземпляров травянистых растений, в отличие от базы отдыха, где наїм в среднем приходится 136 растений.
В данном случае фоновым растением является овсяница луговая. Обильно распространены пырей ползучий, вероника дубравная, мятлик луковичный, живучка ползучая, тысячелистник обыкновенный, пижма обыкновенная. Изредка - крапива двудомная, осока острая, икотник серо-зеленый, калужница болотная, кульбаба осенняя и др. Редко - такие виды как подмаренник мягкий, цикорий обыкновенный, звездчатка средняя, горицвет кукушкин, Черноголовка обыкновенная, герань луговая... (рисунок 23).
Рекреационная нагрузка в районе проведения исследований минимальна.
Таким образом, количество видов произрастающих в районе базы отдыха и заповедника одинаково, но рекреация вызывает значительные изменения в их обилии и состоянии.
Жизненный цикл (онтогенез) высшего растения — это жизнь растения с момента оплодотворения яйцеклетки, или возникновения зачаточной почки, дающей начало органам вегетативного размножения, до естественной смерти.
Нормальный жизненный цикл высших растений состоит из ряда периодов, характеризующихся различными качественными изменениями биохимических реакций, физиологических функций и органообразовательных процессов. В зависимости от того, какие жизненные явления берутся в основу при периодизации жизненного цикла, онтогенез высших растений подразделяется на:
1. Два основных периода: первый период - формирование вегетативных органов - корней, стеблей, листьев растений и второй период от формирования генеративных органов -соцветий, цветков (генеративной сферы) до созревания плодов и семян.
2. Фенологические фазы развития и роста характеризуются четко выраженными внешними морфологическими изменениями как: фазы прорастания семян, появления всходов, роста стебля, цветения, образования и созревания плодов и семян и другими признаками.
Наряду с основными периодами вегетативного и генеративного развития растительных организмов выделен ряд фаз развития у высших растений, названных фенологическими фазами развития и роста.
У травянистых однолетних растений различаю следующие фазы: 1. Прорастание семян; 2. Всходы;
3. Появление первой пары настоящих листьев;
4. Ветвление стебля;
5. Стеблевание;
б.Образование соцветий;
7.Цветение;
8.Образование плодов (зеленая спелость семян); 9.Созревзние семян (полная спелость).
Сравнивая сроки наступления феноявлений в зонах с интенсивной рекреационной нагрузкой и зоне с незначительными рекреационными нагрузками можно сделать следующие выводы.
Фазы бутонизации и цветения наступают в среднем, примерно в одни и те же сроки. Некоторые виды в районе заповедника начинают бутонизировать, и цвести раньше. Например, некоторые растения из семейства сложноцветных (одуванчик лекарственный, тысячелистник обыкновенный).
Продолжительность цветения различных видов в зонах с рекреационной нагрузкой часто лимитируется рекреационным фактором и вместо 20-25 дней (в норме) может составлять Ш-15 дней, так как растения, особенно ярко цветущие обрываются на букеты.
Многие виды растений в районе базы отдыха не проходят всех фенофаз. Например, отмечены только фазы бутонизации и цветения, затем растения погибают от физических повреждений. Гибель многих растений отмечается уже в июне и июле. Некоторые виды только вегетируют.
Похожие диссертации на Трансформация напочвенного покрова рекреационных территорий Усманского бора
