Характеристика почвенно-растительного покрова экосистем Калининградского полуострова

114

УДК 502.22

М. В. Куркина, В. П. Дедков, А. С. Уманский

ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ЭКОСИСТЕМ КАЛИНИНГРАДСКОГО ПОЛУОСТРОВА

Проведен экологический анализ природных экосистем, используемых для мониторинга микрофлоры почвогрунтов. Дана характеристика почвенно-растительного покрова природных экосистем Калининградского полуострова. Установлена разница в видовом составе фитоценозов и их экологических условий.

This article offers an ecological analysis of natural ecosystems used in the monitoring of the microflora of soil lands. The authors characterize the soil-vegetation cover of the ecosystems of the Kaliningrad Peninsula. The difference in the species composition of phytocenoses and their environmental conditions is identified.

Ключевые слова: природные экосистемы, почвогрунты, экологический анализ.

Key words: natural ecosystems, soil lands, ecological analysis.

Особое место в системе экологического мониторинга почв занимает микробиологический мониторинг. Микроорганизмы — важные компоненты почвенной среды, быстро реагирующие на различные изменения почвенных условий, что позволяет использовать их в качестве индикаторов состояния экосистем [7]. Комплексные исследования микрофлоры почв Калининграда, начатые в 2008 г., позволили получить ряд новых данных о качественном и количественном составе некоторых групп микроорганизмов в почвах урбанизированных экосистем [1—5]. С учетом того, что жизнедеятельность микроорганизмов в почве зависит от влажности, температуры, pH среды, типа почвы, видового разнообразия растений и других факторов, проанализированы данные о различных физических, химических и геоботанических характеристиках урбоэкосистем, используемых для микробиологического мониторинга почвогрунтов Калининграда [6]. Цель данной работы — дать экологическую характеристику тестовым участкам природных экосистем, которые в наших исследованиях служили в качестве контрольных для урбоэкосистем Калининграда. Для этого на территории Калининградского полуострова было заложено 10 тестовых участков (рис. 1). Их координаты устанавливали с помощью GPS-навигации.

Экосистемы Калининградского полуострова, используемые нами в качестве контрольных для микробиологического мониторинга поч-вогрунтов урбоэкосистем, представлены лесными, луговыми и агрофитоценозами с разнообразным растительным составом и типами почв (см. табл.).

© Куркина М. В., Дедков В. П., Уманский А. С., 2013

Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2013. Вып. 1. С. 114—119.

Рис. 1. Схема расположения тестовых участков в фитоценозах на территории Калининградского полуострова:

1 — березняк осиново-кленово-подмаренниково-крапивный; 2 — осоково-подмаренниково-люпиновый; 3 — агрофитоценоз (озимая рожь); 4 — елово-буково-кисличный;

5 — двукисточниково-манниковый; 6 — ольс крапивно-подмаренниковый;

7 — сосняк злаково-разнотравный; 8 — сосняк мохово-лишайниковый; 9 — сосняк вейниково-булавоносный; 10 — разнотравно-злаковый

Экологическая характеристика тестовых участков в фитоценозах на территории Калининградского полуострова

№ участка Название фитоценоза Тип почвы

1 Березняк осиново-кленово-подмаренниково-крапивный Болотная низинная торфяно-глеевая на моренных песках

2 Осоково-подмаренниково- люпиновый Дерново-глеевая среднесуглинистая на моренных супесях

3 Агрофитоценоз (озимая рожь) Бурая лесная окультуренная среднесуглинистая на моренных суглинках

4 Елово-буково-кисличный Бурая лесная среднесуглинистая на моренных суглинках

5 Двукисточниково-манниковый Болотная низинная перегойно-торфяная

6 Ольс крапивно-подмаренни-ковый Болотная низинная торфяная глеевая маломощная на морских отложениях

7 Сосняк злаково-разнотравный Дерново-торфяно-среднеподзолистая маломощная песчаная на эоловых глауконитовых песках

8 Сосняк мохово-лишайниковый Торфянисто-поверхностно-подзолистая маломощная песчаная на эоловых глауконитовых песках

9 Сосняк вейниково-булаво-носный Песчаная

10 Разнотравно-злаковый Дерново-среднеподзолистая иллювиально-железистая окультуренная песчаная на древнеаллювиальных отложениях

Природные экосистемы отличаются друг от друга не только по видовому разнообразию растений, но и по структурно-функциональным особенностям, экологическим условиям и характеру почвенного покрова. Например, значения pH почвенного раствора варьировали от 4,41 в березняке осиново-кленово-подмаренниково-крапивном на болотной низинной торфяно-глеевой почве до 7,41 в агрофитоценозе на бурой лесной окультуренной среднесуглинистой почве (рис. 2).

я Рн

о

я _

О "

Э “

I "

1 '

и н і 2 3 4 5 6 7 8 9 10 участок

Рис. 2. Значения рН почвенной среды в природных экосистемах Калининградского полуострова летом 2010 г.

Влажность почвогрунтов колебалась от 0,16 % в сосняке на зарастающей дюне в национальном парке «Куршская коса» (участок 9) до 192 % в двуки-сточниково-манниковом фитоценозе на польдерах (участок 5) (рис. 3).

250 200 150 100 50 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 участок

Рис. 3. Влажность почвогрунтов (% от сухого веса) в природных экосистемах Калининградского полуострова летом 2010 г.

Другими важными показателями, влияющими на микроклимат экосистем, являются освещенность, относительная влажность и температура поверхности почвы. Освещенность поверхности почвы природных экосистем на открытой местности варьировала от 23440 Лк в ольсе крапив-но-подмаренниковом до 46940 Лк в двукисточниково-манниковом на

польдерах, а под растениями колебалась от 145 в ольсе до 10080 в сосняке мохово-лишайниковом в национальном парке «Куршская коса» (рис. 4).

Лк

1 1 А

юооо  1 л

о ! 123456789 Ю участок  под растениями на открытых пространствах

Рис. 4. Показатели освещенности в природных экосистемах Калининградского полуострова летом 2010 г.

На момент обследования относительная влажности воздуха — в природных экосистемах на открытых пространствах была несколько ниже относительной влажностью воздуха по данным метеостанций [8]. Под кронами деревьев или под ковром травянистых растений показатели относительной влажности выше, чем на открытых пространствах, причем в лесных экосистемах Калининградского полуострова — березняке осиново-кленово-подмаренниково-крапивном, елово-буково-кисличном, ольсе крапивно-подмаренниковом, сосняке разнотравном эта разница была более существенна — в 1,3 — 1,6 раза (рис. 5).

о/

/о

10

' под растениями ' на открытых пространствах ' по данным метеостанций

участок

Рис. 5. Относительная влажность воздуха в природных экосистемах на Калининградском полуострове летом 2010 г.

Что касается температуры поверхности почвы, то на открытых участках этот показатель был значительно выше, чем температура воздуха. Температура почвы под ковром травянистых и кронами древесных растений в природных экосистемах — осоково-под-маренниково-люпиновом фитоценозе, агрофитоценозе, сосняке злаково-разнотравном, сосняке мохово-лишайниковом и разнотравнозлаковом фитоценозе была выше, чем температура воздуха, но не превышала соответствующих показателей почвы на открытых участках (рис. 6).

118

под растениями

на открытыхпространствах

- по данным метеостанций

участок

Рис. 6. Температура поверхности почвы в природных экосистемах на Калининградском полуострове летом 2010 г.

Таким образом, проведенные исследования показали, что природные экосистемы Калининградского полуострова характеризуются довольно широким видовым разнообразием растений и определенным для каждой экосистемы типом почв. Значения влажности почвы, pH почвенной среды, показатели освещенности в экосистемах, относительной влажности воздуха и температуры специфичны для каждого тестового участка и должны учитываться для обобщения и интерпретации результатов при проведении микробиологического мониторинга почвогрунтов.

Список литературы

1. Дедков В. П., Куркина М. В., Лукина А. И. и др. Новые данные о микрофлоре почв Калининграда // Проблемы озеленения крупных городов : матер. XII Междунар. науч.-практич. конф. / науч. ред. Х. Г. Якубов. М., 2009. С. 155 — 158.

2. Куркина М. В., Дедков В. П. Исследование микрофлоры почв города Калининграда летом 2008 года//Природный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России : сб. ст. VII Междунар. науч.-практ. конф. Пенза, 2009. С. 74 — 77.

3. Куркина М. В., Дедков В. П. Экологический анализ почвогрунтов города Калининграда//Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов : матер. Второго междунар. экологич. конгресса (Четвертая междунар. науч.-техн. конф.). Тольятти, 2009. С. 315-321.

4. Куркина М. В., Родимова А. А., Дедков В. П. Сезонная динамика актиномице-тов почв зеленых зон города Калининграда // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2011. Вып. 7. С. 8 — 16.

5. Куркина М. В., Родимова А. А. Групповой состав актиномицетов почвогрунтов зеленых зон города Калининграда // ELPIT 2011. Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов : сб. тр. III Междунар. экологич. конгресса (V Междунар. науч.-техн. конф.). Тольятти, 2011. Т. 4. С. 163—168.

6. Куркина М. В., Дедков В. П., Уманский А. С. и др. Экологическая характеристика тестовых участков для микробиологического мониторинга почвогрунтов Калининграда // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2012. Вып. 7. С. 8—16.

7. Просянников Е. В. Закономерности развития природных и антропогенно-трансформированных экосистем Брянской области, пострадавших от глобальной аварии на Чернобыльской АЭС. Брянск, 2002. [Электронный ресурс]. URL: http://www.bgsha.com/ru/education/library/fulltext/ecolog/Framset.htm (дата обращения 18.04.2012).

8. Архив погоды в Калининграде — история погоды в Калининграде. URL: http://pogoda.mail.ru/archive.html?city=697&date=2010 (дата обращения: 18.04.2012).

Об авторах

Марина Викторовна Куркина — канд. биол. наук, доц., Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Калининград.

E-mail: MKurkina@kantiana.ru

Виктор Павлович Дедков — д-р биол. наук, проф., Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Калининград.

E-mail: VDedkov@kantiana.ru

Антон Сергеевич Уманский — канд. биол. наук, ассист., Калининградский государственный технический университет.

E-mail: uman_82@front.ru

About authors

Dr Marina Kurkina, Associate Professor, Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad.

E-mail: MKurkina@kantiana.ru

Prof. Viktor Dedkov, Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad.

E-mail: VDedkov@kantiana.ru

Dr Anton Umansky, Assistant Professor, Kaliningrad State Technical University.

E-mail: uman_82@front.ru

119