СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ ДОЛИННЫХ КОМПЛЕКСОВ
.1 Водная и прибрежно-водная растительность
.2 Растения-индикаторы
.3 Лесные и луговые сообщества
. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
.1 Объекты и предмет исследования
.2 Характеристика района исследования
.3 Методы исследования
. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ, СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ И ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИССЛЕДУЕМЫХ ВОДОТОКОВ
.1 Систематический анализ флоры
.2 Экологический анализ флоры
.3 Географический анализ флоры
. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТКИ ФЛОРЫ ВОДОТОКОВ
. РОЛЬ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ В СОХРАНЕНИИ БИОРАЗНООБРАЗИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ ФЛОРЫ
ВЫВОД
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Мировой масштаб в настоящее время приобретает проблема изучения и сохранения биологического разнообразия природных экосистем, так как для человека сохранность его естественной среды обитания важное условие. Решение данной проблемы не обходится без флористических исследований, ведь именно растительность во многом обеспечивает нам подходящую среду [3; 24].
Наиболее уязвимы азональные виды, произрастающие на границах своих ареалов. Эти виды наиболее существенно реагируют на отрицательные абиотические, биотические и антропогенные факторы, так как находятся на пределах своего географического распространения. Распространение и закрепление на территории региона «нетипичных», азональных видов в первую очередь осуществляется по речным бассейнам, которые являются своеобразными «экологическими коридорами». Именно они обеспечивают поддержание биоразнообразия и способствуют возможности обмена видами между локальными природными комплексами.
Экологическая специфика речных биотопов способствуют сохранению флористического разнообразия как в целом, так и редких видов в частности. По речным долинам продвижение новых видов осуществляется только в направлении от истока к устью. Поэтому непосредственное влияние на формирования флоры территории оказывают: расположение реки и ее истока, направление и скорость ее течения, площадь бассейна, геоморфологические особенности водотока, а также связь с другими водотоками. Таким образом, флоры долинных комплексов должны отличатся высокой специфичностью [7; 20].
Выбранные объекты исследования (р. Кобожа, р. Песь, р. Молога, р. Чагодоща) относятся к одному бассейну, образуя единую речную сеть. Интерес вызывает непосредственная связь, а также разный порядок и масштаб данных рек.
Цель: выявить роль речных бассейнов в сохранении разнообразия сосудистых растений области.
Задачи:
1. Составить общие флористические списки исследуемых рек.
2. Проанализировать общие флористические списки по систематическому составу, по происхождению, по географическим элементам.
. Провести биоэкологический анализ изучаемой флоры.
. Выявить редкие и охраняемые виды.
. Установить значение рек для флорогенеза территорий.
Этапы работы:
1. Подготовительный (выбор объекта, постановка цели и задач исследования).
2. Организационный (подбор литературы и фондовых материалов).
. Практический (экспедиционные исследования, изучение флористических списков, работа с литературой).
. Обобщающий (анализ флоры по различным аспектам, оформление результатов работы, выводы).
Научная новизна работы:
Проанализирована флора долин четырех рек юго-запада Вологодской области, показана их роль в обеспечении целостности региональной территориальной системы ООПТ.
Апробация работы:
Промежуточные и итоговые результаты ВКР были представлены докладами на международных, региональных и вузовских конференциях:
. Студенческая научно-практическая конференция ВГПУ, 2014. Доклад «Редкие виды реки Кобожа» (диплом 1 степени).
2. Международная научная конференция «Молодые исследователи - регионам», Вологда, 2014. Доклад «Видовой состав редких растений долины реки Кобожа».
. Региональная научная конференции VIII ежегодной научной сессии аспирантов и молодых ученых, Вологда, 2014. Доклад «Вклад долины реки Кобожи во флору редких видов сосудистых растений Вологодской области».
. Международная научная конференция «Молодые исследователи - регионам», Вологда, 2015. Доклад «Флористическое разнообразие долинного комплекса реки Песь».
. Студенческая научно-практическая конференции ВоГУ, 2016. Доклад «Роль речных бассейнов в формировании региональной флоры на примере рек юго-запада Вологодской области» (диплом 2 степени).
. Международная научная конференция «Молодые исследователи - регионам», Вологда, 2016. Доклад «Значение рек в формировании флоры региона».
Результаты ВКР представлены в виде публикаций:
. «Видовой состав редких растений долины реки Кобожа». Сборник статей Молодые исследователи - регионам: материалы международной научной конференции. В 3-х т. Вологда: ВоГУ, 2014. - Т. 2. - 359 с.
2. «Флора долины р. Кобожа и примыкающих участков водораздела». Молодежь в науке: Новые аргументы: Сборник научных работ I-го Международного конкурса (Россия, г. Липецк, 06 октября 2014 г.). Часть IV / Отв. ред. А.В. Горбенко. - Липецк: Научное партнерство «Аргумент», 2014. - 224 с.
. «Вклад долины реки Кобожи во флору редких видов сосудистых растений Вологодской области». Сборник статей Материалы XIX международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» / Новосибирский национальный исследовательнский государственный университет. Новосибирск , 2014. 242 с.
. «Редкие виды долинного комплекса реки Песь». Молодежь в науке: Новые аргументы: Сборник научных работ II-го Международного конкурса (Россия, г. Липецк, 21 октября 2015 г.). Часть II / Отв. ред. А.В. Горбенко. - Липецк: Научное партнерство «Аргумент», 2015. - C. 70-72.
. «Флористическое разнообразие редких видов долинного комплекса реки Кобожа». Сборник статей Материалы региональной научной конференции VIII ежегодной научной сессии аспирантов и молодых ученых: в 2-х т. / Мин-во образования и науки РФ; Вологод. гос. ун-т. - Вологда: ВоГУ, 2014. - Т. 1: Технические науки. Экономические науки. - 445 с.: ил., табл.
. «Флористическое разнообразие долинного комплекса реки Песь». Сборник статей Молодые исследователи - регионам: материалы международной научной конференции. В 3-х т. / Мин-во обр. и науки РФ; Вологод. гос. ун-т. - Вологда: ВоГУ, 2015. - Т. 1. - 619 с.
. «Роль речных бассейнов в формировании региональной флоры на примере реки Кобожа (Вологодская область)». Совместно с Левашовым А.Н. в ежемесячном научном журнале ЕСУ № 10(19) 2015.
. «Значение рек в формировании флоры региона». Сборник статей Молодые исследователи - регионам: материалы международной научной конференции. В 3-х т. / Мин-во обр. и науки РФ; Вологод. гос. ун-т. - Вологда: ВоГУ, 2016 (в печати).
Автор выражает благодарность ст.пр. каф.
ботаники ВоГУ А.Б.Чхобадзе за оказанную помощь в оформлении флористических
списков.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ ДОЛИННЫХ КОМПЛЕКСОВ
1.1 Водная и прибрежно-водная
растительность
Гидроботаника занимается изучением прибрежно-водной растительности. Она является разделом ботаники, и находится на стыке таких дисциплин, как геоботаника, гидробиология и экология растений. Мнения ученых о данной науке сильно варьирует. Однако, несмотря на это, ученые долгие годы изучают прибрежно-водную растительность, принося в гидроботанику новые сведения о жизни растений [15].
Однако, не только сама гидроботаника, как наука, вызывает споры, терминология, объект вызывают не меньше разногласий. Так, существуют проблемы разграничения водных и наземных растений в связи с наличием промежуточных групп, а также необходимо различать такие понятия как «растения, или флора водоема» и «водные растения, или водная флора» [6].
Рост числа публикаций лишь усугубляет данное положение, происходит формирование новой терминологии применительно к водной растительности, что порой затрудняет ее использование. Кудряшов и Садчиков [15] в своих работах применяют термин «прибрежно-водные растения», понимая под ним все растения (кроме деревьев и кустарников), жизнь которых связана с водой. Так, данный термин объединяет растения, обитающие в толще воды, на ее поверхности и собственно прибрежные растения.
Высокое разнообразие прибрежно-водных растений позволяет им занимать широкий спектр экологических зон. На распределение растительности в толще воды оказывают существенное влияние различные факторы: физические характеристики водоема, геоморфологические и т.д. Высотность распределения прибрежно-водной растительности связанна в первую очередь с видами, имеющими корневую систему [4]. В целом можно отметить поясное строение, в этом случаи наблюдается смена одних ценозов другими с увеличением глубины. Так, у самого берега развивается пояс из хвоща и крупных осок.
Далее следует зона более высоких растений: тростника, камыша озерного, рогоза широколистного. За этой зоной идет пояс погруженных в воду растений с плавающими на поверхности воды листьями: кубышки, кувшинки. Еще при более значительных глубинах развиваются рдесты и другие растения. На самых больших глубинах и при достаточной прозрачности воды встречаются придонные сообщества харовых водорослей и мохообразных [2].
Прибрежно-водные растения занимают особое положение в растительном мире благодаря своим морфологическим, биологическим и экологическим характеристикам. Водная среда в целом сглаживает климатические различия, которые действуют на наземную флору. Относительная однородность водной среды способствовала формированию ряда адаптаций. Так, многие водные растения способны существовать при высыхании водоема, переходя при этом в наземную форму. Однако, попав обратно в воду, они способны развиваться там по прежнему пути. К таким видам относятся: водяные лютики, калужница, повойнички, стрелолист, гречиха земноводная, уруть и кувшинка [2; 15].
Прибрежно-водные растения - это главным образом многолетники; однолетних и двулетних видов встречается существенно меньше. Большинство видов цветет и плодоносит над водой. Увеличение поверхности тела по сравнению с их массой облегчает поглощение минеральных веществ, кислорода и других газов, содержание в воде которых существенно ниже. Увеличение поверхности тела осуществляется морфологически. Так, многие растения данной группы имеют длинные тонкие, расчлененные листья, продырявленные листовые пластинки и др. [15].
Несмотря на общие закономерности распределения растений в водоемах, о которых говорят многие авторы, в пределах каждого водотока имеются свои особенности. Так, водотоки отличаются флористическим составом, обилием видов, занимаемой площадью и распределением по территории.
Важную роль в этом играют физические, гидрологические, гидрохимические, морфометрические показатели и другие факторы, в том числе и антропогенная нагрузка. Они определяют возможность благоприятных для обитания конкретных видов прибрежно-водной растительности [4; 15].
Наибольшей специфичностью на территории Вологодской области обладают водоемы бассейна внутреннего стока. Только здесь отмечены такие виды, как: дербенник войлочный, уруть сибирская, незабудка литовская, пастуха злаколистная, рдест краснеющий, камыш укореняющийся, осока богемская, мятлик Танфильева, ряска горбатая, посконник коноплевидный, аир обыкновенный и другие виды. Лишь для водоемов бассейна Северного Ледовитого океана характерны такие виды, как частуха Юзепчука, касатик сибирский, осока Буксбаума, ситняг финский, верблюдка холодная, ива грушанколистиая. Специфическими видами водоемов бассейна Атлантического океана являются: ситник балтийский, шелковник водный, чина волосистая [7].
Высшие водные растения являются неотъемлемым средообразующим элементом водных экосистем и во многом обусловливают структуру сообщества водоема. Они поддерживают способность водотоков к самовосстановлению и стабильности, что имеет важное значение, в том числе и для нормального существования человека.
Гидрофиты являются объектом питания водных организмов: зообентоса, зоопланктона, нектона. Кроме того, водные растения создают огромное количество биомассы, которая при распаде способствует образованию сапропеля. Многие виды водоплавающих птиц используют заросли водных растений, как кормовую базу, а прибрежных как место гнездования. Заросли укореняющихся гидрофитов препятствуют эрозии (водной и ветровой), обвалам берегов.
Высока роль водных растений и в поддержании
качества воды в водоемах. Они интенсивно аккумулируют различные вещества, в том
числе биогенные, минеральные и органические элементы, ионы тяжелых металлов,
радионуклиды, пестициды и нефтепродукты. В зарослях гидрофитов осаждаются
взвеси органических и минеральных веществ, что повышает прозрачность водоемов
[4; 7; 15].
1.2 Растения-индикаторы
Ученые постоянно делают попытки классификации водоемов в связи с интенсивностью развития прибрежно-водной растительности. Попытки приводят к выделению наиболее характерных видов для того или иного типа вод. Необходимо учитывать, что растения имеют довольно широкий географический и экологический ареал, в связи с этим не возможно в полной мере обеспечивать индикаторную способность различных видов. Так, одинаковые виды при различных условиях могут встречаться в водоемах отличного трофического уровня и могут нести разное индикаторное значение.
В связи с этим, по присутствию или отсутствию какого-либо вида нельзя оценить качество среды. Еще одной сложностью является высокая толерантность значительной части водных растений, что вновь затрудняет их использование в качестве индикаторных видов. Однако, не смотря на трудности, такие работы имеются [15].
Классификация водоемов по количеству органики предполагает подразделение их на четыре основные группы: олиготрофные, мезотрофные эвтрофные и дистрофные. На побережье высшие водные растения произрастают во всех типах водоемов.
Однако, оптимальным для ее развития является эвтрофный тип, с илистым дном, высокой прозрачностью и содержанием биогенных элементов как в толще воды, так в и донных отложениях [4].
Присутствие в водоемах Isoetes lacustris, I.echinospora, Lobelia dortmanna, Myriophyllum alterniflorum говорит о чистоте и олиготрофности вод. Массовое развитие рясковых является сигналом о неблагополучии в данной водной экосистеме.
Обилие Lemna trisulca говорит о большом количестве в среде биогенных веществ, в связи с чем, происходит повышение трофности, развитие L.minor и Spirodela polyrhiza, помимо эвтрофирования, сигнализирует о сельскохозяйственном загрязнении, например с животноводческих ферм. О воздействии человека на водоток может рассказать пышное развитие Sagittaria sagittifolia, Alisma plantago-aquatica, Elodea canadensis, Stratiotes aloides, Ceratophyllum demersum и Myriophyllum spicatum.
При индикации загрязнения водотока с помощью единичных видов растений можно использовать признаки жизненного состояния и общего облика растения. Чрезмерное развитие или угнетенное состояние растений может указать на отклонения в качественном или количественном составе вод, что является своеобразным сигналом для детальной оценки водоема [15]. флорогенез природный речной экологический