IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

  Введение

Карстовые формы рельефа являются составной частью природно-территориальных комплексов Самарской области и играют заметную роль в динамике ландшафтов (Митрошенкова, Матвеев, 1998; Митрошенкова, 1999; Ступишин, 1967). Объектом нашего исследования стала флора карстовых воронок, расположенных в пригородных лесах областного центра г. Самары.

Цель работы - провести инвентаризацию и анализ флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов (в окрестностях г. Самары). В связи с этим нами были поставлены следующие задачи:

1. Выявить видовой состав флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов Самары.

2. Составить конспект флоры карстовых форм рельефа изученной территории.

3. Провести таксономический, ареалогический, биоморфологический, эколого-фитоценотический и экологический анализ флоры.

4. Обобщить материалы о полезных в хозяйственном отношении видах растений во флоре карстовых форм рельефа пригородных лесов Самары.

Материалы и методы

Методика исследования карстовых структур имела комплексный подход и включала геоморфологические (Гвоздецкий, 1963; Максимович, 1967), экологические и геоботанические данные (Полевая геоботаника, 1959-1978; Ярошенко, 1969). Было изучено 27 карстовых воронок и сделано 81 описание растительности. Геоботанические описания в воронках проводили, придерживаясь «системы участков с условными обозначениями» (Митрошенкова, 1999). Далее выбиралась типичная для данного фитоценоза визуально гомогенная площадка. Если растительные сообщества занимали меньшую или, наоборот, большую площадь, выходящую за пределы установленного участка, то описания проводились в пределах реального контура. Учитывались все виды сосудистых растений. Обилие видов в геоботанических описаниях указывалось в процентах проективного покрытия. В лесных сообществах учитывали деление на ярусы и сомкнутость крон древостоя по всей пробной площадке. Высоту деревьев замеряли эклиметром. Латинские названия растений в настоящей работе даются по С.К. Черепанову (1995).

Результаты и обсуждение

На территории исследования лесных карстовых воронок распространены дубово-липовые, кленово-липовые и тополёво-осиновые леса с участием берёзы (Дмитриева, Кабытов, 1998; Природа Куйбышевской области, 1990).

Высокая оценка леса как гидрологического фактора в развитии карстового процесса была отмечена ещё первыми исследователями этого явления (Мильков, 1953). Детально изучая карст, А.В.Ступишин (1967) сделал вывод о том, что лес в зимний период создаёт выдержанный по всей площади снежный покров, который медленно тает почти на месяц позже, чем на открытых пространствах. Следовательно, происходит повсеместная инфильтрация талых вод в почву. Эти воды обогащены свободной углекислотой и органическими кислотами. Они, соединяясь с грунтовыми водами, создают мощный постоянный пластовый подземный сток, который оказывает в весеннее и даже в летнее время сильное воздействие на карстующиеся породы. Поэтому в лесных массивах изучаемой территории карстовые воронки встречаются довольно часто.

Изучаемые провалы имеют в основном чашеобразную форму и глубину до 35-40 м, максимальный диаметр может достигать 130-150 м. Иногда встречаются карстовые воронки в виде огромных котловин, и тогда их диаметр превышает 250 м, а глубина возрастает до 50 м. В таких карстовых формах рельефа природные факторы среды претерпевают значительные изменения. Повышается температура воздуха и поверхностного слоя почвы, возрастает увлажнение и уменьшается освещённость. Благодаря этому здесь создаётся особый микроклимат, который влияет на флористический состав и формирование растительного покрова склонов и днищ лесных карстовых воронок. Их фитоценозы слагаются травянистыми и древесно-кустарниковыми видами.

В результате обработки полученных материалов установлено, что флора карстовых форм рельефа пригородных лесов (в окрестностях г. Самара) представлена 225 видами высших сосудистых растений. Они принадлежат к 167 родам, 52 семействам и 3 отделам (таблица 1).

Таблица 1. Таксономический анализ флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары

Систематическая группа	Число			Процент от общего числа видов
	Семейств	Родов	Видов
Отдел Equisetophyta	1	1	3	1,3%
Отдел Polypodiophyta	2	2	2	0,9%
Отдел Magnoliophyta, в том числе:	49	164	220	97,8%
Класс Magnoliopsida	43	149	196	87,2%
Класс Liliopsida	6	15	24	10,6%
Всего:	52	167	225	100%

Соотношение крупных таксономических групп показывает, что наибольшее число видов (220 видов; 97,8%) насчитывает отдел Magnoliophyta, из них 196 видов (87,2%) являются представителями класса Magnoliopsida и 24 вида (10,6%) относятся к классу Liliopsida. Цветковые растения относятся к 52 семействам и 167 родам. Отдел Polypodiophyta содержит 2 вида (0,9%). Отдел Equisetophyta представлен 3 видами (1,3%).

Отдел Polypodiophyta представлен семейством Hypolepidaceae, в которое входит вид - Pteridium aquilinum и семейством Dryopteridaceae, в которое входит вид - Dryopteris filix-mas.

Отдел Equisetophyta представлен семейством Equisetaceae, в него входят 3 вида - Equisetum arvense, Equisetum hyemale и Equisetum sylvaticum.

Довольно высокая степень устойчивости флоры отмечается у следующих семейств: Asteraceae (25 видов), Rosaceae (21 вид), Fabaceae (17 видов), Labiatae (14 видов), Ranunculaccae (13 видов), Poaceae и Caryophyllaceae по 11 видов, Apiaceae и Scrophulariaceae по 8 видов, Brassicaceae (7 видов), Violaceae и Cyperaceae по 5 видов. В этих семействах зарегистрировано в сумме 145 видов (64,7 %). Остальные семейства представлены меньшим количеством видов.

Ведущие семейства цветковых растений отражены в таблице 2.

Таблица 2. Ведущие семейства цветковых растений (по количеству видов) флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары

№№, место по видовому богатству	Название семейства	Число видов	Процент от общего числа видов
1.	Asteraceae	25	11,1 %
2.	Rosaceae	21	9,3  %
3.	Fabaceae	17	7,6 %
4.	Labiatae	14	6,2 %
5.	Ranunculaccae	13	5,8 %
6.	Poaceae	11	5 %
7.	Caryophyllaceae	11	5 %
8.	Apiaceae	8	3,6 %
9.	Scrophulariaceae	8	3,6 %
10.	Brassicaceae	7	3,1 %
11.	Violaceae	5	2,2 %
12.	Cyperaceae	5	2,2 %
Общее число видов:		145 из 225	64,7 % из 100 %

Разделение флор, их совокупностей, а также сообществ в соответствии с их распространением представляет собой ареалогический анализ, т.е. проводится группировка всего видового состава по типам ареалов. Типы географических ареалов выделены на основе флористического районирования и классификаций, разработанных Е.В. Вульфом (1936), А.И. Толмачевым (1974), А.Л. Тахтаджяном (1978) с учетом географического распространения растений. Названия ареалов строились согласно сводкам «Флора Европейской части СССР» (1974-1994), «Флора СССР» (1937), картотеки ботаников, изучавших флору Среднего Поволжья (Маевский, 2006; Определитель растений Среднего Поволжья, 1984; Плаксина, 2001; Скворцов, 2004; Сосудистые растения Самарской области, 2007) и на основании своих наблюдений.

При классификации ареалов учитывалось принадлежность вида к определенным крупным флористическим подразделениям. В использованной нами системе ареалов основным понятием является тип ареала, который объединяет виды со сходными очертаниями границ распространения. Под ареалом мы понимаем участок земной поверхности, в пределах которого встречается данный вид (Толмачев, 1962).

Для видов изучаемой флоры выделено 15 ареалов: евразиатский, европейский, голарктический, плюрирегиональный, евросибирский, древнесредиземноморский, средиземноморский, циркумбореальный, восточно-европейский, азиатский, средневолжский, сарматский, понтический, понтическо-заволжско-казахстанский и восточно-европейско-казахстанский (таблица 3).

Таблица 3. Ареалогический анализ флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары

№	Тип ареала	Число видов
		абсолютное	в процентах
1.	Евразиатский	94	41,8%
2.	Европейский	42	18,7%
3.	Голарктический	28	12,4%
4.	Плюрирегиональный	18	8%
5.	Евросибирский	12	5,3%
6.	Древнесредиземноморский	9	4%
7.	Средиземноморский	7	3,1%
8.	Циркумбореальный	5	2,2%
9.	Восточно-европейский	3	1,3%
10.	Азиатский	2	0,9%
11.	Средневолжский	1	0,4%
12.	Сарматский	1	0,4%
13.	Понтический	1	0,4%
14.	Понтическо-заволжско-казахстанский	1	0,4%
15.	Восточно-европейско-казахстанский	1	0,4%
	Всего:	225	100%

Первое место по численности занимают виды, относящиеся к евразиатскому типу ареала. К этому типу принадлежат 94 вида (41,8%) высших сосудистых растений изучаемой флоры. Среди них: бедренец-камнеломка (Pimpinella saxiífraga), будра плющевидная (Glechoma hederacea), нонея темно-бурая (Nonea pulla DC.), клевер средний (Trifolium medium L.), чина клубненосная (Lathyrus tuberosus L.), скерда сибирская (Crepis sibirica L.) и другие.

Вторым по численности видов является европейский тип ареала. К нему относится 42 вида (18,7%), среди которых: вяз гладкий (Ulmus laevis Pall.), медуница неясная (Pulmonaria obscura Dumort.), гравилат промежуточный (Geum intermedium), лапчатка прямостоячая (Potentilla erecta), репешок обыкновенный (Agrimonia eupatoria L.), осока корневищная (Carex pediformis) и другие.

Голарктический тип ареала представлен 28 видами (12,4%). К нему относятся - крупка дубравная (Draba nemorosa L.), льнянка обыкновенная (Linaria vulgaris Mill), мятлик дубравный (Poa nemoralis L.), кровохлебка лекарственная (Sanguisorba officinalis L.), лапчатка гусиная (Potentilla anserina L.) и многие другие.

Плюрирегиональный тип представлен также 18 видами (8%). Это такие виды, как вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), калистегия заборная (Calystegia sepium (L.) R.Br.), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.), подорожник ланцетолистный, или ланцетный (Plantago lanceolata L.), крапива двудомная (Urtica dioica L.), резак обыкновенный (Falcaria vulgaris Bernh.) и другие.

Меньшее количество видов содержат следующие типы ареалов: евросибирский - 12 видов (5,3%), древнесредиземноморский - 9 видов (4%), средиземноморский - 7 видов (3,1%), циркумбореальный - 5 видов (2,2%), восточно-европейский - 3 вида (1,3%), азиатский - 2 вида (0,9%). Виды средневолжского, сарматского, понтического, понтическо-заволжско-казахстанского, восточно-европейско-казахстанского составляют по 0,4 % (по 1 виду).

Биоморфологическая структура флоры отражает ландшафтно-экологическую особенность экотопов. Жизненная форма растения (биоморфа) представляет с собой комплекс морфофизиологических признаков, посредством которых вид адаптирован к определенным наборам абиотических и биотических факторов среды. Жизненные формы выделены согласно И.Г. Серебрякову (1964).

Наиболее многочисленную группу флористического разнообразия (таблица 4) составляют травянистые многолетники (поликарпики) - 186 видов (84%). В них довольно существенная роль принадлежит корневищным растениям - 98 видов (43,6%).

Таблица 4. Соотношение жизненных форм растений во флоре карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары

Жизненные формы (биоморфы)	Число видов
	абсолютное	в процентах
Деревья	14	6,2%
Кустарники	16	7,1%
Дерево или Кустарник	6	2,7%
Травянистые многолетники, в том числе:	189	84%
Корневищные	98	43,6%
Стержнекорневищные	32	14,2%
Кистекорневые	5	2,2%
Клубнекорневые	6	2,7%
Рыхлодерновинные	3	1,3%
Луковичные	3	1,3%
Корнеотпрысковые	3	1,3%
Густодернистые	1	0,4%
Высокостебельные	1	0,4%
Двулетники	10	4,4%
Двулетник или Однолетник	4	1,8%
Стержнекорневой или Двулетник	2	0,9%
Корнеотпрысковый или Двулетник	1	0,4%
Однолетники	19	8,4%
Всего:	225	100%

Деревья представлены 14 видами (6,2%). Кустарников насчитывается 16 видов (7,1%). Были отмечены виды, которые встречаются как в жизненной форме дерева, так и кустарника - 2,7% (6 видов).

Однолетников (19 видов - 8,4 %) незначительно больше, чем двулетников (10 видов - 4,4 %).

Эколого-фитоценотическая структура флоры определяет взаимосвязь элементов флоры с факторами окружающей среды.

38,2% (86 видов) из состава флоры приходится на лесные растения (таблица 5). Лесостепная группа растений представлена 71 видом (31,6%). Луговолесные растения (22 вида) составляют 9,8%, и луговые - 8,9% (20 видов).

Остальные группы представлены единичными видами. Из них: сорная - 11 видов (4,9%), степная - 4 вида (1,8%), луговостепная и адвентивная представлена 3 видами (1,3%), рудеральная - 2 видами (0,9%), лесолуговая и сорно-рудеральная группы содержат по 1 виду (0,4%).

Таблица 5. Эколого-фитоценотические группы растений флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары

Эколого-фитоценотическая группа	Число видов растений
	абсолютное	в процентах
Лесная	86	38,2%
Лесостепная	71	31,6%
Луговолесная	22	9,8%
Луговая	20	8,9%
Сорная	11	4,9%
Степная	4	1,8%
Луговостепная	3	1,3%
Адвентивная	3	1,3%
Рудеральная	2	0,9%
Лесолуговая	1	0,4%
Сорно-рудеральная	1	0,4%
Культивируемая	1	0,4%
Всего:	225	100%

Таким образом, во флористическом составе пригородных лесов г. Самары преобладает лесная группа растений, которая в совокупности с лесостепной, луговолесной, луговой составляет основу растительного покрова данной местности. Явное преобладание лесных видов свидетельствует о том, что, несмотря на расположение в черте города этот лес относительно устойчив к оказываемым на него антропогенным воздействиям.

Во флоре изучаемого объекта выявлено 6 экологических групп растений. Из них преобладают мезофиты - 168 видов (75%) (таблица 6). Ксерофиты представлены 8 видами (3,6%). Довольно многочисленны группы ксеромезофитов (23 вида, 10,2%) и мезоксерофитов (18 видов, 8%).

Меньшая численность растений наблюдается в группах гигромезофитах (6 видов, 2,7%) и гигрофитах - 2 вида (0,9%).

Таблица 6. Экологические группы растений флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары

Экологические группы	Число видов
	абсолютное	в процентах
Мезофиты	168	75%
Ксеромезофиты	23	10,2%
Мезоксерофиты	18	8%
Ксерофиты	8	3,6%
Гигромезофиты	6	2,7%
Гигрофиты	2	0,9%
Всего:	225	100%

Таким образом, флора карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары имеет ярко выраженный мезофитный характер.

Исходя из анализа растений по хозяйственно-полезным группам, было установлено, что доминирующая роль принадлежит именно лекарственным растениям - 121 вид (таблица 7). Это такие виды как тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.), копытень европейский (Asarum europaeum), лапчатка гусиная (Potentilla anserina L.), подмаренник цепкий (Galium aparine L.), будра плющевидная  (Glechoma hederacea), дрок красильный (Genista tinctoria L.), сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria) и другие.

Таблица 7. Анализ растений по хозяйственно-полезным группам флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары

Хозяйственно-полезная группа растений	Число видов*
Лекарственные	121
Медоносные	94
Кормовые	61
Декоративные	56
Пищевые	32
Красильные	32
Ядовитые	30
Пыльценосные	23
Сорные	18
Витаминоносные	17
Эфирномасличные	14

^*один и тот же вид может обладать несколькими полезными свойствами.

Довольно многочисленны виды медоносных растений - 94 вида. Медоносные растения - кормовая база пчеловодства. Среди них: медуница неясная (Pulmonaria obscura), чистец лесной (Stachys sylvatica L.), бедренец-камнеломка (Pimpinella saxiífraga), жабрица порезниковая  (Seseli libanotis), котовник венгерский (Nepeta pannonica L.) и другие.

Кормовые растения представлены 61 видом. Среди которых, жабрица порезниковая (Seseli libanotis), сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria), подмаренник пахучий (Galium odoratum), фиалка собачья (Viola canina) и другие.

Высокой декоративностью характеризуются виды: фиалка удивительная (Viola mirabilis), ландыш майский (Convallaria majalis), черемуха обыкновенная (Padus avium), мордовник круглоголовый (Echinops sphaerocephalus L.), бересклет бородавчатый (Euonymus verrucosus), медуница неясная (Pulmonaria obscura), клен платановидный (Acer platanoides), лещина обыкновенная (Corylus avellana L.).

В составе флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары насчитывается 10 видов растений, которые являются редкими, исчезающими и нуждающимися в охране (Сосудистые растения Самарской области, 2007). Среди них: лихнис халцедоновый (Зорька татарское мыло) (Lychnis chalcedonica L.) - сем. Гвоздичные (Caryophyllaceae). Ортилия однобокая (Orthilia secunda (L.) House) - сем. Грушанковые (Pyrolасeae). Бубенчик лилиелистный (Adenophora lilifolia (L.) A. DC.), колокольчик рапунцелевидный (Сampanula rapunculoides L.) - сем. Колокольчиковые (Campanulaceae). Воронец колосистый (Actaea spicata), борец обыкновенный, или северный (Aconitum lycoctonum L.), ветреничка алтайская (Anemonoides altaica (C.A. Mey.) Holub), ломонос цельнолистный (Clematis integrifolia L.) - сем. Лютиковые (Ranunculaccae). Боярышник волжский (Crataegus volgensis Pojark.) - сем. Розоцветные (Rosaceae). Вороний глаз четырехлистный (Paris quadrifolia) - сем. Триллиeвые (Trilliaceae).

На флористический состав данных местообитаний конечно же влияет окружающая растительность, которая служит поставщиком семенного материала для фитоценозов карстовых воронок. Карстовый рельеф обуславливает разнообразные экологические условия внутри самих воронок, что приводит к значительной неоднородности и богатству их флоры и растительного покрова.

Таким образом, во флоре карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары достоверно произрастают 225 видов растений, которые принадлежат к 167 родам, 52 семействам и 3 отделам.

Первое место по численности занимают виды, относящиеся к евразиатскому типу ареала (94 вида; 41,8%). Анализ жизненных форм растений карстовых воронок пригородных лесов г. Самары показал доминирование древесно-кустарниковых видов (в сумме 36 видов; 16%), а также корневищных многолетников (98 видов; 43,6%).

Во флоре карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары выделено 12 эколого-фитоценотических групп. Среди них преобладают лесная (86 видов; 38,2%) и лесостепная (71 вид; 31,6%) группы.

Флора карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары разнообразна в экологическом отношении. В спектре выделенных экологических групп растений по отношению к водному режиму основную роль играют мезофиты (168 видов; 75%).

В основном по хозяйственно-полезным качествам растения карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары относятся к лекарственным (121 вид) и медоносным (94 вида). Остальные хозяйственно-полезные группы представлены меньшим количеством видов.

В составе флоры карстовых форм рельефа пригородных лесов г. Самары насчитывается 10 видов растений, которые являются редкими, исчезающими и нуждающимися в охране.

Литература

Вульф Е.В. География растений. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1936. 321 с.

Гвоздецкий Н.А. Применение некоторых методов при геоморфологических исследованиях карста // Методика изучения карста: Труды Всесоюз. совещ. по методике изучения карста. Пермь, 1963. Вып. 2. С. 3-15.

Дмитриева Э.Я., Кабытов П.С. Самарская область: (География и история, экономика и культура). Самара: Самар. информ. Концерн, 1998. 438 с.

Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. М.: КМК, 2006. 600 с.

Максимович Г.А. Методика изучения карста // Советские исследования карста за 50 лет: Мат-лы совещ. геогр. секции МОИП. М.: Изд. МГУ, 1967. С. 76-81.

Мильков Ф.Н. Среднее Поволжье. М.: Изд. Академии наук СССР, 1953. 263 с.

Митрошенкова А.Е. Влияние природных и антропогенных факторов на формирование растительного покрова карстовых форм рельефа Самарского Заволжья. Автореф. ... к.б.н. Самара, 1999. 18 с.

Митрошенкова А.Е., Матвеев В.И. Проблемы геоботанических исследований карстовых структур // Проблемы ботаники на рубеже XX-XXI веков: Тез. докл., представленных II (X) съезду Русского ботанического общества. Санкт-Петербург, Т. 1, 1998. С. 282.

Определитель растений Среднего Поволжья / Под ред. В.В. Благовещенского. Л.: Наука, 1984. 392 с.

Плаксина Т.И. Конспект флоры Волго-Уральского региона. Самара: СГУ, 2001. 388 с.

Полевая геоботаника / Под ред. Лавренко Е.М. и Корчагина А.А. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1959-1978. Т. 1-5.

Природа Куйбышевской области / Сост. М.С. Горелов, В.И. Матвеев, А.А. Устинова. Куйбышев: Кн. изд-во, 1990. 464 с.

Серебряков И.Г. Жизненные формы высших растений и их изучение / Полевая геоботаника. М.-Л.: Наука, 1964. Т. 3.

Скворцов В.Э. Учебный атлас: Флора Средней России. М.: ЧеРо, 2004. 488 с.

Сосудистые растения Самарской области: Учебное пособие / Под ред. А.А. Устиновой и Н.С. Ильиной. Самара: ООО «ИПК "Содружество"», 2007. 400 с.

Ступишин А.В. Значение растительного покрова в развитии карста // Географический сб. Казань, 1967. Вып. 2. С. 12-17.

Ступишин А.В. Равнинный карст и закономерности его развития на примере Среднего Поволжья. Казань: Изд-во Каз. ун-та, 1967. 291 с.

Тахтаджян А.Л. Флористические области Земли. Л.: Наука, 1978. 248 с.

Толмачев А.И. Основы учения об ареалах. Л.: Изд-во ЛГУ, 1962. 100 с.

Толмачёв А.И. Введение в географию растений. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. 244 с.

Флора Европейской части СССР. Л.: Наука, 1974. Т. 1. 404 с. 1976. Т. 2. 236 с. 1978. Т. 3. 259 с. 1979. Т. 4. 355 с. 1981. Т. 5. 380 с. Т. 6. 1987. 254 с. 1989. Т. 7. Т. 8. 412 с. 1996. Т. 9. 456 с.

Флора СССР / Под ред. Комарова В.Л. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1934-1964. Т. 1-30.

Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных госу-дарств (в пределах бывшего СССР). Русское издание. СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.

Ярошенко П.Д. Геоботаника. М.: Просвещение, 1969. 198 с.

Код для цитирования: Скопировать