II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

На сегодняшний день большое внимание уделяют изучению не только морфологии, и анатомии растений, но и оценке среды их обитания, то есть экологическим аспектам формирования того или иного сообщества. Весьма часто, на антропогенно затронутых участках пионерными растениями бывают хвощи. Однако исследованиям обитания этих видов сосудистых растений в известной нам литературе уделено незначительное внимание. По нашему мнению представители отдела Хвощевидные (EQUISETOPHYTA), которые как одними из первых заселяют антропогенно затронутые участки, так и обладают фармакологическими свойствами, требуют более глубокого изучения. Также, стоит отметить тот факт, что в последние несколько лет увеличилась территория, занимаемая представителями данного отдела, что, несомненно, обусловлено благоприятными условиями именно для их произрастания.

По литературным данным установлено, что видовой состав сосудистых споровых растений отдела Хвощевидные (EQUISETOPHYTA) семейства Хвощевые (EQUISETACEAE Rich. ex DC.) в Сахалинской области представлен восьмью видами, из которых в окрестностях города Южно-Сахалинска произрастают только шесть. Два вида произрастают в других районах острова: это хвощ камышовый (Equisetum scirpoides Michx.), единственное местонахождение которого известно на полуострове Крильон, и хвощ пёстрый (Equisetum variegatum Schleich. ex Web. et Mohr), который на Сахалине произрастает только в центральных районах и на полуострове Шмидта (Смирнов, 2006).

Цель настоящего сообщения - установление видового состава хвощей, произрастающих в парковой зоне города Южно-Сахалинска на антропогенно затронутом участке и установление факторов, влияющих на их распространение.

Задачи:

1. определить общее число видов, произрастающих в исследуемом районе;

2. представить морфологическое описание и дать оценку экологическим факторам;

3. проанализировать состав фитоценоза до и после вмешательства человека;

4. выявить основные факторы, способствующие распространению и закреплению видов на данной территории.

Материал и методика

Основные исследования и сбор материала были проведены в городском парке культуры и отдыха им. Гагарина. Площадь парка 55,6 га. Лесной массив 40 га. Выделены две точки в южной (район мехатракционов) и северной (район недавно организованной автопарковки для транспорта администрации парка) частях парка, где наиболее выражено антропогенное влияние на фитоценоз.

На начальных этапах было оценено состояние фитоценоза на данный момент времени и проведен сравнительный анализ его видового состава с ранее существовавшим. В обоих точках наблюдения, на территории, размером приблизительно 100 на 50 метров, были заложены площадки размером 1 м², с которых был собран практический материал для исследования. В дальнейшем, по определителям (В.И. Ворошилов, Определитель растений советского Дальнего Востока (1982); С.С. Харкевич, Сосудистые растения советского Дальнего Востока (1987), установлены виды, произрастающие на данной территории. Кроме того, определено проективное покрытие и обилие каждого вида.

Результаты исследований

Как отмечено выше, для наблюдения было отобрано два участка. По результатам проведенных нами исследований в 2006 году был установлен состав фитоценоза на них. Он был представлен четырьмя ярусами.

• I ярус - преобладала береза Тауша (Betula tauschii);
• II ярус - рябина смешанная (Sorbus commixta), ива сахалинская (Salix sachalinensis);
• III ярус - элеутерококк колючий (Eleutherococcus senticosus), бересклет красноплодный (Euonymus miniata), рябинник рябинолистный (Sorbaria sorbifolia);
• IV ярус - ястребинка оранжево-красная (Hieraciunm aurantiacum), орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum), щитовник амурский (Dryopteris amurensis), дерен канадский (Chamaeperyclymenum canadense), седмичник европейский (Trientalis europaea).

Следует отметить, что, несомненно, наиболее интенсивному и глубокому изменению в результате вмешательства человека подвергся второй фитоценоз (в северной части парка). Изначально его пространственная вертикальная структура была более разнообразна.

Но в осенний период 2006 года на этих участках была осуществлена планировка земли с нарушением почвенно-плодородного слоя и отсыпка местности гравием, в результате чего данный фитоценоз был нарушен.

В 2009 году в ходе проведенных исследований нами установлено, что на антропогенно затронутых участках произрастает два вида хвощей: хвощ полевой (Equisetum arvense L.) и хвощ лесной (Equisetum sylvaticum L.).

 На наиболее нарушенной территории произрастает только хвощ полевой, что обусловлено его широкой толерантностью. Не последнее место здесь занимают почвенные условия и рельеф местности, в которой произрастают виды. Следует отметить, что рельеф пониженный, что благоприятствует быстрому стоку вод. Почвы характеризуются хорошим увлажнением и тяжелым механическим составом, что приводит к снижению их температуры и торможению деятельности почвенных микроорганизмов, они преимущественно кислые и слабокислые, что представляется достаточно благоприятным фактором для произрастания Хвощевидных, так как они являются индикаторами кислых почв. Влажность воздуха и значительное выпадение осадков способствует мощному развитию растений, а глубокий снеговой покров предохраняет почву от сильного промерзания и защищает растения от действия низких температур зимой (Земцова, 1968).

Такие условия являются наиболее благоприятными для произрастания хвощей, поэтому они и входят в состав пионерных растительных группировок, захватывая территории с нарушенным естественным растительным покровом. На исследуемых территориях они образуют заросли в тех местах, где другие растения не могут жить из-за обилия воды или, напротив, ее недостатка в тех слоях почвы, где расположена корневая система этих растений (рис.1).

Хвощи, благодаря наличию глубоко залегающих корневищ, масса которых превышает массу надземных частей растения в несколько раз, успешно конкурируют с другими растениями, долго удерживая захваченную территорию, и успешно противостоят неблагоприятным воздействиям внешней среды, в том числе активному антропогенному влиянию, которое так ярко выражено на исследуемой территории. Причем, у недавно поселившихся особей вида стебли низкие, распростертые, а у более ранних - мощные прямостоячие стебли с ветвистыми веточками.

Хвощи, благодаря наличию глубоко залегающих корневищ, масса которых превышает массу надземных частей растения в несколько раз, успешно конкурируют с другими растениями, долго удерживая захваченную территорию, и успешно противостоят неблагоприятным воздействиям внешней среды, в том числе активному антропогенному влиянию, которое так ярко выражено на исследуемой территории. Причем, у недавно поселившихся особей вида стебли низкие, распростертые, а у более ранних - мощные прямостоячие стебли с ветвистыми веточками.

Хвощ здесь является доминирующим видом, а также эдификатором, то есть видом, который создает условия обитания для множества других обитателей биоценоза в целом. В консорциях он является детерминантом, так как это автотрофное растение, на базе которого формируется сама консорция и жизнедеятельность популяций организмов объединена вокруг этого центрального вида.

Но хвощи можно встретить в разных сообществах, но в любом случае близ воды или в местах с достаточным содержанием влаги в почве или с относительно неглубоким залеганием грунтовых вод. В этом случае ярким примером может служить очаговое распространение хвоща лесного в лесном фитоценозе наиболее посещаемой части парка в районе мехаттракционов (рис.2). Растение относится к группе теневынослывых растений, или факультативных гелиофитов. По-видимому, здесь одной из причин появления данного вида является такие часто встречаемые факторы, как вытаптывание растительного покрова посетителями. Поэтому, на данный момент, всё более обширные территории занимают растения-«пионеры», которые благодаря своей экологической стратегии, а иногда и широкой экологической пластичности способны конкурировать с другими видами и выживать в неблагоприятных и зачастую ухудшающихся условиях среды.

Заключение

В ходе проведенных исследований было определено, что хвощ играет огромную роль в восстановлении нарушенного почвенно-плодородного слоя и растительного покрова. Благодаря широкой толерантности и способности переносить неблагоприятные условия среды хвощи являются пионерами в растительных группировках, занимают обширные антропогенно затронутые местности, через определенное время, сменяясь высшими семенными растениями.

Список цитируемой литературы

• 1. Ворошилов В.И. Определитель растений советского Дальнего Востока. - М.: Наука, 1982. - 672 с.
• 2. Земцова А.И. Климат Сахалина. - Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - 197 с.
• 3. Смирнов А.А. Определитель сосудистых споровых растений Сахалина: (плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные). - Владивосток: Дальнаука, 2006. - 70 с.
• 4. Харкевич С.С. Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Т.2. Отдел Хвощевидные. - Л.: Наука, 1987. - 444 с.