Адаптация растительных сообществ Барабы к природным циклам

УДК 577.475 О.Г. Быкова СГГА, Новосибирск

АДАПТАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ БАРАБЫ К ПРИРОДНЫМ ЦИКЛАМ

В результате прогрессирующего обсыхания территории Барабы отмечается отбор видов в направлении гало- и ксерофитизации травостоя. Многие виды растений при смене болотного режима луговым, а затем и лугово-степным оказались в неблагоприятной экологической обстановке, что не могло не отразиться на их онтогенетическом развитии. Поэтому, большой интерес представляет анализ реакций растительных сообществ на циклическую изменчивость условий их существования.

O.G. Bykova SSGA, Novosibirsk

NATURAL CYCLES ADAPTATION OF BARABA PLANT ASSOCIATION

The progressing drying of the Baraba territory has resulted in the species modification into the halo- and xerophytes. As a result of marsh conditions conversion into the meadows ones and later into meadows-steppe many of the grass species got into unfavourable ecological situation, which could not but affect their ontogenetic development. That is why the analysis of the plants associations reaction to their living conditions cyclic variability is of great interest.

Природный цикл - это ритм изменчивости всего биоценоза, поэтому есть основание искать адаптации к природным циклам и на биоценотическом уровне. К такого рода адаптациям относятся видовые перестройки сообществ при сменах фаз природного цикла. Последствия влияния природного цикла на биоценозы заключаются в многократной повторяемости перестроек их структуры. Формируясь, сообщества сменяют друг друга, подчиняясь ритмам соответствующих фаз природного цикла. Сукцессии в растительных сообществах - это циклический процесс, подчиненный ритмам местного цикла.

Для Барабинской низменности, или Барабы, части крупнейшего региона Западной - Сибирской низменности, установлено наличие хорошо выраженных циклических изменений общей увлажненности территории с периодами колебаний продолжительностью в среднем 35 лет (брикнеровский тип) и короткая, равная 11- летней цикличности солнечной активности. Каждый из циклов состоит из двух фаз: повышенной и пониженной увлажненности, характер которых определяется в основном количеством выпадающих в них осадков и уровнем грунтовых вод.

Изменения общей увлажненности выражаются в циклических колебаниях стока рек, уровней озер, обводненности болот. При смене сухих и влажных фаз в 11-летних климатических циклах резко и за короткий срок меняется площадь водных и болотных угодий, сокращается или увеличивается их емкость.

Озеро Чаны, расположенное в центральной части Барабы - бессточный, мелководный эвтрофный солоноватый водоем Обь - Иртышского междуречья, весьма сложной конфигурации. Состоит из двух частей: первая - оз. Бол. Чаны, в его состав входят Ярковский, Тагано-Казанцевский, Чиняихинский плесы; вторая - озеро Яркуль и мал. Чаны, соединяющиеся с оз. Бол. Чаны протокой Кожурла. Западный, Юдинский, плес отделен от основной части озера системой дамб. Все составляющие озера отличаются уровнем жизненных условий, степенью развития и продуцирования растительности. Озеро находится в стадии усыхания, что ведет к его прогрессирующему осолонению.

Возникает вопрос: существуют ли адаптации растительных организмов, их сообществ к такой природной изменчивости?

Анализ растительности Барабы конца XIX и начала XX вв. показал, что труды не содержат материалов о растительности этого крупнейшего водоема региона. Не упоминается о ней и в более поздних обобщающих работах по растительности Сибири в целом. Небольшие и отрывочные сведения о растительности оз. Чаны можно найти в работах посвященных практическим вопросам использования водоема и повышения его продуктивности. В основном приведены лишь общие сведения о характере зарастания озера в разные годы, его флоре.

Наиболее полно растительность озера исследовалась в 1976-1978гг. в засушливую фазу увлажненности территории. В работе приведены подробные сведения, характеризующие особенности растительного покрова оз. Чаны в современный период: состав флоры, растительные сообщества, закономерности распределения растительности, продукционные и биометрические характеристики различных растений и растительных сообществ озера. Всем им придан экологический аспект.

Из основных экологических факторов, совокупность которых определяет возможность существования и жизненность растений в различных по экологии водоемах оз. Чаны, влияющих на разнообразие видового состава, продуцирование фитомассы и степень зарастания их, можно назвать следующие:

- Минерализация воды и содержание в ней хлоридов;

- Прозрачность, глубина водоемов;

- Состав донных осадков;

- Динамика вод;

- Длина изрезанности берегов;

- Периодические колебания уровня воды в озере.

В настоящее время наиболее мощным фактором, вызывающим динамику растительности, оказывается антропогенный: выпас сельскохозяйственных

животных на берегах и островах озера и другая хозяйственная деятельность человека отрицательно отражаются на состоянии прибрежной высокой растительности, и приводит ее к угнетению и полному уничтожению.

Жизненные условия для растительности наиболее благоприятно

складываются в мелководных плесах и в оз. Мал. Чаны, которое и стало объектом исследования.

В приозерном водоеме оз. Мал. Чаны встречается всего 15 видов высших водных растений. Они принадлежат к двум эколого-биологическим группам: водных растений (гидрофитов) погруженных (9 видов) и водно-болотных растений (гидрогигрофитов) возвышающихся над водой растений - гелофитов (6 видов). Большинство высших растений озера обладает широким

экологическим и географическим ареалами. Главные виды, доминирующие в растительном покрове и составляющие основу флоры исследуемого озера, это: тростник обыкновенный (южный), рогоз узколистный и рдест гребенчатый -эдификаторы. Они создают чистые крупные, устойчивые растительные сообщества зарослевого типа.

Phragmites australis - тростник обыкновенный (южный), многолетний,

длиннокорневищный злак, гелофит, гидрогигрофит, мезогигрофит. Растет в

водоемах с низкой и высокой минерализацией воды; на всех типах донных осадков. Хорошо переносит сильные порывы ветра. Размножается главным образом вегетативно. При обсыхании субстрата и гибели надземных частей корневища длительное время сохраняется. Зацветает во второй декаде августа. В местах постоянного антропогенного воздействия (на выпасах и водопоях сельскохозяйственных животных, в окрестности поселков) тростник часто кустится, а на суше его очень короткие и крепкие побеги с короткими листьями обычно распластаны по земле.

Тростниковые сообщества объединяются в тростниковую формацию, занимают прибрежные местообитания: водные (до средней глубины 1,0 м) и наземные (в полосе переменного увлажнения) разных уровней. На водных и избыточно увлажненных местообитаниях вблизи кромки воды тростниковая формация представлена монодоминантными одноярусными простого строения ассоциациями. Но в качестве компонентов в тростниковых зарослях в небольшом количестве встречаются пузырчатка обыкновенная и ряска трёхдольная. Эти тростниковые сообщества имеют высокий густой травостой, проективное покрытие - 80%. Продуктивность тростниковых сообществ выше средней.

В местообитаниях на берегу весьма характерны разнотравно-тростниковые ассоциации с участием влаголюбивого гигрофильного разнотравья и солянок на засоленных местах. На границе с береговой растительностью тростниковая формация слагается разнотравно-тростниковыми ассоциациями с участием лугово-степного разнотравья и часто солянок.

Typha angustifolia - рогоз узколистный, многолетний длиннокорневищный гелофит, гидрогигрофит. Растет у берегов (до средней глубины 0,4 м) на мелких и хорошо сортированных песках, бедными органическими веществами, реже на мокрых берегах. Образует заросли. Проективное покрытие достигает 40%.

Встречается в северо-восточной части водоема. Образует чистые, высокопродуктивные сообщества с плотным густым и высоким травостоем. В зоне контакта с тростниковыми сообществами в его ценозах встречается тростник.

Potamogeton pectinatus - рдест гребенчатый, многолетний, погружен в воду укореняющийся длиннокорневищный гидрофит. Растет в пресной и солоноватой воде. Встречается в двух экологических формах: крупная (для опресненных плесов) и мелкая (для плесов с повышенной минерализацией воды). Обе формы развиваются на всех типах донных осадков. Размножение семенное и вегетативное. Семена и корневища длительное время сохраняются в почве при высыхании водоема. Проективное покрытие достигает 50%. Распространены в прибрежной центральной части оз. Мал. Чаны на глубине 1,5 м на алевритах. Эти сообщества имеют, как правило, высокую фитомассу.

По результатам исследований, выявлено, что в годы с низким уровнем и более высокой минерализацией рассмотренные виды встречались, в местах подтока пресных вод. В годы высокого стояния уровня обогащается фитоценотический состав этой части озера. Растительный покров во все годы оставался, по-видимому, неизменным и слагался тростниковой и гребенчатордестовой формациями.

Многолетние и ежегодные изменения уровня озер способствовали выработке водными и прибрежными растениями приспособлений, обеспечивающих сохранение индивидуума и вида в условиях изменяющейся среды. Это связано с морфологической и экологической пластичностью растений в условиях изменяющегося в течения года уровня воды. Однако расширение амплитуды жизнедеятельности растений, ограничено и не может обеспечить существование вида в условиях длившегося несколько лет пересыхания водоема. Лишь у тростника расширение амплитуды жизнедеятельности настолько значительно, что этот вид существует на сухих озерных днищах 9 лет, ежегодно выгоняя из корневищ вегетирующие, а иногда и плодоносящие надземные побеги. Здесь индивидуальное приспособление переросло в видовое. Другие виды: рдест и рогоз при пересыхании озерных котловин сохраняются в виде семян, плодов и покоящихся подземных побегов.

Необходимо отметить и трудность анализа, последствий влияния внутривековых колебаний уровня озера на биогеоценозы, состоящего в том, что на озерные внутривековые циклы (брикнеровский тип) накладывается влияние смен фаз увлажненности в кратких 11-летних циклах. Эти процессы взаимосвязаны и выделить в них биоценотические явления, обязанные той или иной из указанных цикличностей, очень сложно.

Таким образом, удивительная экологическая пластичность рассмотренных растений, позволяет им адаптироваться к циклически изменяющейся среде обитания.

Следовательно, природную цикличность следует рассматривать как прогрессивное направление в эволюции растительных организмов. Она обеспечивает разнообразие жизненных форм в связи с разными путями их приспособления к ритмам местного природного цикла.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Максимов А.А. Природные циклы: Причины повторяемости экологических процессов [Текст] / А.А. Максимов // Л.: Наука. - 1989. - 236 С.

2. Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Экология прибрежно-водной растительности [Текст] / А.П. Садчиков, М.А. Кудряшов // М.: НИА-Природа, РЭФИА. - 2004. - 220 С.

© О.Г. Быкова, 2011