Антропогенное воздействие на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея

Антропогенное воздействие на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея

Выпускная квалификационная (дипломная) работа

Антропогенное воздействие на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея

Введение

растительность биогеоценоз фитоцетонический антропогенный

В последние годы экологические проблемы стали не только проблемами биологического сохранения природы, но и проблемами социально-политического характера. В современных условиях здоровье населения во многом зависит от экологического состояния качества окружающей среды. Однако, действие отдельных экологических факторов представляет угрозу не только для растений и животных, но и здоровья людей. В связи с интенсификацией антропогенного воздействия на окружающую природную среду, возникают отрицательные последствия, влияющие прямо или косвенно на все живые организмы [Абрегов, Козьменко, Пашков, 2002].

Вредные вещества, попадая в окружающую природную среду со сточными водами, с выбросами в атмосферный воздух или накапливаясь как производственные и бытовые отходы, а также радиоактивные вещества и другие факторы, влияющие на экосистему, не исчезают бесследно. Даже низкие их концентрации, действуя долгое время, могут отрицательно повлиять как на животных и растения, так и на здоровье человека [Абрегов, Козьменко, Пашков, 2002].

Республика Адыгея традиционно считалась и считается одним из экологически благополучных субъектов Российской Федерации, однако, и здесь существует ряд проблем:

загрязнение окружающей среды при транспортировке, хранении и применении химических средств защиты растений;

аварийные выбросы и утечки из газопроводов и нефтепроводов;

выбросы токсичных веществ в атмосферу от передвижных источников;

свалки твёрдых бытовых отходов;

сжигание на полях пожнивных остатков;

загрязнение токсичными природными отходами.

Самыми опасными в медико-экологическом отношении являются места хранения пришедших в негодность пестицидов, а также твёрдых бытовых и промышленных отходов [Абрегов, Козьменко, Пашков, 2002].

Видовой состав, физиономический облик, структура, жизненное состояние растений и продуктивность растительных сообществ отражают все особенности условий обитания, в том числе и степень антропогенного загрязнения. Биомониторинг на уровне популяций или фитоценоза позволяет получить данные об общем состоянии природной среды [Егорова, 2000].

В связи с этим данная работа является актуальной.

Цель работы - изучить антропогенное воздействие на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

. Установить видовой состав растительного покрова окрестностей аула Тахтамукай;

2. Провести таксономический и биоморфологический анализы;

. Провести экологический анализ;

.   Провести фитоценотический анализ;

5.      Провести химический анализ почвы;

6. Выявить изменения фитоценозов окрестностей аула Тахтамукай в результате антропогенного воздействия.

1. Аналитический обзор

Любой участок суши, занятый растениями, не представляет собой случайного сочетания какого-либо числа видов и биотипов, живущих независимо друг от друга. Каждое растительное сообщество возникает и развивается при определённых условиях внешней среды, в результате сложного взаимодействия между растениями сообщества и другими компонентами среды их обитания [Пачосский, 1927]. Раздел ботаники, изучающий закономерности формирования растительных сообществ, их взаимодействия со средой, получил название фитоценологии.

В конце 19 века в ряде стран в результате изучения их растительного покрова возникло представление о закономерных сочетаниях совместно произрастающих растений - растительных сообществах, была обоснована необходимость их исследования как особого объекта и сформулированы задачи научной дисциплины, изучающей растительные сообщества [Алёхин, Сырейшиков, 1926; Пачосский, 1927].

Название фитоценология получило распространение в СССР и некоторых странах Европы; в других странах используются термины фитосоциология и экология растений [Алёхин, 1938].

В задачи фитоценологии входит изучение флористического, экобиоморфного и ценопопуляционного состава фитоценозов, взаимоотношений между растениями, структуры, экологии, динамики, распространения, классификации и истории возникновения фитоценозов [Пачосский, 1927].

В результате этих исследований выявляют видовой состав фитоценозов (включая сосудистые растения, мхи, лишайники, водоросли, грибы, бактерии и актиномицеты), состав ценопопуляций, структуру, динамику, в том числе изменения, вызванные деятельностью человека, выясняют условия, обеспечивающие максимальную продукцию фитоценозов, включая создание искусственных высокопродуктивных фитоценозов [Алёхин, Сырейшиков, 1926].

Основы этой науки в нашей стране заложил академик В.Н. Сукачёв [1972-1975]. Большой вклад в развитие фитоценологии внесли советские ботаники. Они изучали растительность одной шестой части территории Земли, разработали теоретические проблемы и методы изучения фитоценозов: В.В. Алёхин [1938], Е.М. Лавренко [1959], А.П. Шенников [1964], Л.Г. Раменский [1971], В.Б. Сочава [1979] и др.

В настоящее время фитоценология является теоретической основой охраны, правильного использования и повышения продуктивности природных и созданных человеком фитоценозов. Результаты фитоценологических исследований используются для планирования и рационального использования лесных, кормовых и прочих угодий, в геологических и гидрогеологических исследованиях и др. [Воронов, 1973].

Основным объектом изучения фитоценологии является фитоценоз - конкретное растительное сообщество на определённой территории, характеризующееся своим составом, строением и взаимодействием между растениями, а также между ними и средой [Пачосский, 1927]. Эти взаимодействия проявляются в различных направлениях.

Прежде всего в фитоценозе происходит конкуренция между разными видами и особями внутри вида за свет, воду, минеральные вещества, пространство. Эта конкуренция приводит к отмиранию огромного числа особей в период формирования сообщества, к угнетённости значительного числа видов и оказывает формирующее влияние на растения фитоценоза [Раменский, 1971].

В то же время в растительном сообществе одни виды растений создают для других благоприятные и даже необходимые условия жизни. Так, древесные растения создают благоприятные условия для лесных кустарников, трав, мхов, лишайников. Необходимые условия жизни создают автотрофные растения для гетеротрофных (сапрофитов и паразитов), а также растения-симбионты, например микотрофные грибы [Раменский, 1971].

Так как в образовании фитоценоза принимают участие растения разных видов и жизненных форм, обладающих различными экологическими особенностями, сообщество приобретает особую структуру в форме ярусности. Ярусность присуща любым фитоценозам, но особенно ярко она выражена в лесу. Наиболее высокие деревья здесь составляют первый ярус, менее высокие - второй, кустарники подлеска - третий, кустарнички, травы, мхи и лишайники - четвертый и пятый. Временно растения могут находиться в несвойственном им ярусе, например, всходы деревьев - в пятом, подрост - в пологе четвертого или третьего яруса [Раменский, 1971; Воронов, 1973].

Основной таксономической единицей в геоботанике является растительная ассоциация. Ассоциация - это наиболее мелкая, хорошо улавливаемая физиономическая единица растительного покрова, совокупность участков растительности, имеющих одинаковую физиономичность, структуру, видовой состав и расположенных в сходных условиях местообитания». Таким образом, ассоциация - это сходные сообщества растений. Ассоциации фитоценозов отличаются рядом признаков - видовым и флористическим составом, ярусностью, обилием видов, проективным покрытием, количественным соотношением видов. Ассоциации объединяют в группы ассоциаций, группы ассоциаций - в формации, формации - в классы формаций и типы растительности [Алёхин, Сырейшиков, 1926; Воронов, 1973].

При более детальном изучении структуры лесных фитоценозов выделяют парцеллы - территориально обособленные растительные микрогруппировки.

При установлении растительной ассоциации основным показателем является видовой состав ярусов растительности. Но между видами, входящими в ассоциацию, очень важно выделять те, которые определяют структуру сообщества и обусловливают создание особой среды, присущей данному сообществу. Такие виды растений называют эдификаторами ассоциаций [Алёхин, Сырейшиков, 1926].

Таким образом, растительную ассоциацию можно определить, как совокупность фитоценозов, однородных по взаимоотношениям между видами растений в соответствии с условиями среды, однородных по структуре, видовому составу ярусов и занимающих условия местопроизрастания с однородным комплексом экологических факторов. Растительная ассоциация является основной систематической единицей растительности.

Подобно виду в систематике растений каждой растительной ассоциации также даётся определённое название, обычно двойное. Первое слово названия - родовое, соответствует названию эдификатора ассоциации; второе (видовое) чаще всего дают по названию характерного растения другого яруса, травяного или мохового покрова или по названиям растений-индикаторов [Воронов, 1973].

В соответствии с этим, растительная ассоциация характеризуется в основном однородным видовым составом, однородной синузиальной структурой, отражающей соответствующий состав экологических типов растений, и определённым составом факторов среды, влияющих на фитоценотический процесс. Для определения растительной ассоциации обычно используют названия видов растений, но в одних случаях - играющих в сообществе ведущую роль (эдификаторов и доминантов), а в др. - видов, имеющих диагностическое значение (т. н. характерных, дифференцирующих, и константных); различны и способы построения названий. Растительные ассоциации объединяются в группы, они могут быть также подразделены на более мелкие таксоны - субассоциации. Растительные ассоциации со сходными нижними ярусами, но отличающиеся составом господствующего яруса, называются замещающими (викарирующими). Если растительные сообщества, объединяемые в одну растительную ассоциацию, имеют не однородное сложение, а представляют собой мозаику фрагментов различных сообществ, то такую растительную ассоциацию называют мозаичной. Закономерно повторяющееся чередование сообществ нескольких растительных ассоциаций, представленных относительно небольшими участками, определяется как комплекс ассоциаций [Воронов, 1973].

2. Физико-географическая характеристика района исследования

.1 Границы района исследования

В административном отношении район исследования находится на территории Тахтамукайского района Республики Адыгея (3 км от города Краснодара) [Тахтамукайский район…, 1999].

Республика Адыгея - один из живописных уголков Российской Федерации, расположена в центральной части Северо-Западного Кавказа, в бассейнах рек Кубани, Лабы и Белой [Канонников, 1984].

В состав республики входят 7 административных районов, включая и Тахтамукайский район (рисунок 1).

Тахтамукайский район расположен на северо-западе республики. Граничит на востоке с Теучежским районом Адыгеи, на севере - с Динским районом, городом Краснодаром, на западе - с Северским, на юге - с городом Горячий Ключ и Белореченским районом Краснодарского края [Бузаров, Спесивцев, 2000].

Общая площадь района составляет 466,5 км². В Тахтамукайский район входят следующие сельские округа: Афипсипский, Старобжегокайский, Яблоновский, Энемский, Тахтамукайский, Козетский и Шенджийский. Всего в районе 28 населённых пунктов, наиболее крупные из низ - Яблоновский и Энем. Административным центром района является аул Тахтамукай [Тахтамукайский район…, 1999].

Рисунок 1 - Расположение Тахтамукайского района

2.2 Особенности геологического строения и рельефа

История геологического строения территории Адыгеи сложна. С протерозойской эры существовала геосинклинальная область, где накапливались мощные осадочные толщи, далее не раз образовывались горные складки, которые разрушались и вновь погружались. Современные Кавказские горы образовались в мезозое и кайнозое в результате альпийского горообразования [Бузаров, Спесивцев, 2000].

Равнинная и предгорная части представлены молодой эпигерцинской Скифской плитой. В пределах Скифской плиты на территории республики выделяется Кубанский прогиб, отделённый от других прогибов валообразными

поднятиями, переходящими в Адыгейский выступ. Кубанский прогиб сложен неогеновыми отложениями и покрыт аллювиальными и водноледниковыми галечниками и суглинками. Современный рельеф Адыгеи формировался в течение длительного геологического времени. Он изменяется и в настоящее время под действием внешних и внутренних сил Земли. Северная часть Закубанской равнины приподнята над уровнем моря на 20 - 40 м, а южная - 200 - 500 м [Варшанина, Мельникова, Хачегогу, 2001].

В Тахтамукайском районе характер поверхности равнины слабоволнистый. Значительная часть района расположена в долине реки Кубань и представляет собой равнину с ярко выраженным микрорельефом. На рисовых системах микрорельеф в результате микропланировки сглажен. Поверхность водораздельных равнин имеет пологие и очень пологие склоны [Тахтамукайский район…, 1999].

2.3 Климат

Согласно агроклиматическому районированию, принятому в «Агроклиматическом справочнике по Краснодарскому краю» [1961], Тахтамукайский район входит во 2-й агроклиматический район.

Климат окрестностей аула Тахтамукай определяется основными климатообразующими факторами: солнечной радиацией, системой атмосферной циркуляции, характером подстилающей поверхности и антропогенной деятельностью [Варшанина, 1995].

Положение аула на юге России определяет большие высоты солнца над горизонтом. В полдень 22 июня высота солнца над горизонтом составляет 68,5°, а 22 декабря - 22°. От высоты солнца зависит количество тепла, поступающего на земную поверхность. В среднем равнинные территории получают 117 - 120 ккал/см в год суммарной радиации. Продолжительность солнечного сияния 2200-2400 часов в год, что на 800 - 900 часов больше, чем в Москве [Бузаров, Спесинцев, 2000].

Преобладающие воздушные массы: умеренные и умеренно-континентальные. Также континентальный тропический воздух приходит из Средней Азии, морской тропический воздух - со Средиземного моря. Зимой этот воздух вызывает оттепели (февральские окна), летом - жару, весной и осенью - теплую погоду, иногда дожди [Краснопольский, 2001].

Подстилающая поверхность ведёт к распределению тепла и влаги. Зимой Чёрное море оказывает отепляющее воздействие, летом ветры с моря приносят прохладу и влагу.

На климат влияет и деятельность людей, изменяющих характер подстилающей поверхности. Строительство крупных водохранилищ, уничтожение лесов, распашка больших территорий изменяют содержание влаги в почве и в воздухе, температурный режим. В атмосфере с каждым годом увеличивается количество газов антропогенного происхождения: окислов углерода, азота, серы, органических соединений, что также влияет на распределение тепла у земной поверхности [Краснопольский, 2001].

Средние температуры в ауле Тахтамукай, в течение всего года, слабо отличаются от средних температур в Краснодарском крае. Самый холодный месяц - январь. Средние январские температуры составляют минус 2°С. В июле средняя месячная температура воздуха составляет 25,27°С. Годовое количество осадков увеличивается с севера на юг. Оно составляет 550 - 700 мм [Бузаров, Спесинцев, 2000].

Высота снежного покрова колеблется из-за частых оттепелей. В ауле Тахтамукай она составляет в среднем 5 - 10 см [Бузаров, Спесинцев, 2000].

Влажность воздуха является важной для человека и животных характеристикой климата. О её значении судят по величине абсолютной и относительной влажности воздуха, которые в первую очередь зависят от температуры воздуха. Максимальное значение абсолютной влажности воздуха отмечают в тёплое время года, а минимальное в холодное. Относительная влажность воздуха. Напротив, наиболее велика в холодное время года и наименее велика в тёплое время. В ауле Тахтамукай минимальное значение относительной влажности составляет 63% (в отдельные годы 30 - 35%). В декабре - январе относительная влажность имеет максимальное значение 85% [Варшанина, Мельникова, Хачегогу, 2001].

В республике отмечается большая повторяемость сильных ветров, со скоростью более 15 м/сек. Среднее число дней с сильным ветром колеблется от 13 до 20 дней, а максимальное число их в отдельные годы достигает 36 - 57 [Бузаров, Спесинцев, 2000].

Наибольшая повторяемость ветров наблюдается ранней весной - в феврале и марте. Сильные ветры приносят значительный ущерб сельскому хозяйству. Они вызывают полегание посевов, осыпание плодов, поломку деревьев [Краснопольский, 2001].

В умеренных широтах преобладает перенос воздуха с запада на восток - «западный перенос». Но на Северном Кавказе этот общий перенос нарушается под влиянием подстилающей поверхности. Система Большого Кавказа препятствует свободной циркуляции - «местных ветров», большую роль играет близость Чёрного и Азовского морей. В северной равнинной части республики в целом за год преобладают ветры восточного, северо-восточного, западного и юго-западного направлений. В январе наиболее велика повторяемость ветров восточных и северо-восточных румбов. Это связано с переносом воздуха с востока, с областей, находящихся под влиянием Азиатского максимума атмосферного давления, в сторону образующейся над Чёрным морем области низкого давления. В июле на равнинах преобладают ветры западных и юго-западных румбов вследствие того, что летом над Чёрным морем формируется область высокого давления [Коровин, 1979].

2.4 Гидрология

Водохранилища - искусственные водоёмы, предназначенные для задержания, накопления, хранения и перераспределения воды во времени.

В окрестностях аула Тахтамукай (в 9 км к югу от Краснодара) в пойме реки Супс находится Тахтамукайское водохранилище. Построено в 1964 году в целях орошения сельскохозяйственных земель. Площадь его зеркала 9,4 км, длина 4 км, ширина 3 км, средняя глубина 2,5 м, объём 15 млн. м³. Водная поверхность во многих местах покрыта растительностью [Кабаян, 2001].

Подземные воды, как и поверхностные являются важным видом природных ресурсов республики. Роль подземных вод трудно оценить, поскольку подземные воды - это самое драгоценное полезное ископаемое. Подземные воды Адыгеи - часть Азово-Кубанского артезианского бассейна [Кабаян, 2001].

По условиям залегания и распространения они подразделяются на три основных типа [Кабаян, 2001]:

воды в коренных палеозойских породах;

воды в мезозойских и третичных отложениях;

и грунтовые воды четвертичных образований.

Подземные воды на равнинных территориях республики пригодны для водоснабжения и орошения. Минерализация их не превышает 0,5 г/л. По химическому составу они чаще гидрокарбонатно-кальциевые [Кабаян, 2001].

Тахтамукайский район расположен возле р. Кубань на равниной части. На его территории протекают реки Афипс, Унеубат и Супс, так же располагаются два пруда [Тахтамукайский район…, 1999].

Поверхностные водные объекты подвержены загрязнению сточными и коллекторно-дренажными водами (таблица 1).

Таблица 1 - Сброс сточных и коллекторно-дренажных вод в поверхностные водные объекты в Тахтамукайском районе в 2009 г., млн. м³ [Спесивцев, 2002]

2.5 Почвенный покров

Почва - верхний слой земной коры, покрытый растительностью и обладающий плодородием. Это сложное природное естественное историческое образование, возникшее в результате взаимодействия многих факторов: грунта, климата, растительных и животных организмов, рельефа местности, почвенных и грунтовых вод, хозяйственной деятельности человека и времени [Варшанина, Мельникова, Хачегогу, 2001].

По разнообразию почвенно-климатических условий территория Краснодарского края и Республики Адыгея разделена на 5 зон: Северная, Центральная, Западная, Южно-предгорная и Черноморская. Территория аула Тахтамукай, как и г. Краснодара, относится к Центральной зоне. Почвенно-климатические условия этой зоны для большинства возделываемых культур являются лучшими в крае. В осенне-зимний период почва хорошо увлажняется [Ашинов, Зубкова, Карпачевский, 2008].

В Тахтамукайском районе, как и в Республике Адыгея в целом, самые плодородные в нашей стране земли. Почвенный покров представлен выщелоченными уплотненными чернозёмами, а также луговыми (пойменными) почвами с тяжёлым механическим составом и неблагоприятными водно-физическими свойствами (рисунок 2).

Для внешнего вида и строения выщелоченных чернозёмов характерны:

) большая мощность гумусовых горизонтов;

) сильная выщелоченность гумусовых горизонтов (из них вынесены легкорастворимые соли карбонатов); вскипание от действия 10% соляной кислоты (HCl) обнаруживается в горизонте С ниже 140 см;

) более темная по сравнению с типичными чернозёмами окраска;

) структура верхнего горизонта зернисто-комковатая, переходящая во второй половине почвенного профиля в комковато-ореховую [Печёрин, 1989].

Эти морфологические признаки обусловлены произраставшей здесь раньше лугово-степной растительности. Содержание гумуса в почве составляет около 4 - 5% от веса почвы и в двухметровой её толще равно 650 - 740 тонн [Печёрин, 1989].

Рисунок 2 - Почвы Северо-Западного Кавказа по Г.М. Солянику [2004]

Луговые пойменные почвы лесостепной и степной зон отличаются мощным гумусовым слоем с интенсивной прокраской его гумусом и меньшим ожелезнением в нижней части профиля. В этих почвах уже наблюдаются карбонатность, солонцеватость и солончаковатость [Хачегогу, 2001].

Гумусовый горизонт А1 тёмно-серый или буровато-серый тяжелосуглинистого гранулометрического состава со значительным количеством «остаточного», привнесённого с аллювием, гумуса мощностью от 30 до 50 см. В верхней части горизонта вычленяется плотная (3 - 6 см) дернина. Имеет зернистую структуру с ржаво-бурыми пятнами и прожилками. В1 - переходный горизонт с пятнами оглеения и ожелезнения, связанными с гидрогенными процессами. Bg - глеевый горизонт голубовато-сизых тонов, степень оглеения сильно варьирует, часто имеет слоистое сложение. СDg - слоистый аллювий, обычно сильно оглеён, с прослойками погребённого торфа. Формируются в центральной пойме при затоплении спокойными паводковыми водами и отложении сравнительно небольшого количества суглинистого и глинистого аллювия. После спада паводка верхняя граница капиллярной каймы постоянно или периодически находится в пределах почвенного профиля. Развивается под влажными разнотравно-злаковыми лугами в степной и лепной зонах [Хачегогу, 2001; Соляник, 2004].

Вследствие выращивания риса в районе образовались так называемые рисовые почвы. Они сформировались в процессе использования луговых и лугово-чернозёмных почв под рисовые чеки. Эти почвы приобрели в настоящее время лугово-болотные свойства и в ближайшем будущем их трудно будет восстановить [Хачегогу, 2001].

2.6 Растительный покров

Растительный мир Республики Адыгея чрезвычайно разнообразен и уникален. Это связано с неоднородностью рельефа, климата, почв на территории республики, а также с историей его формирования. До похолодания, в конце третичного - в начале четвертичного периодов, растительность на её территории напоминала тропическую. Похолодания этих периодов привели к формированию и распространению растительных сообществ, характерных для современного Кавказа. В последнее тысячелетие изменение растительного покрова происходит под влиянием деятельности человека [Нагалевский, Чистяков, 2003].

В составе растительного покрова окрестностей аула Тахтамукай множество полезных для человека растений: декоративных, медоносных, технических, пищевых, лекарственных. Есть много ценных кормовых растений, особенно из бобовых и злаков. Леса изобилуют плодовыми и ягодными растениями [Литвинская, 1993].

Кубано-Приазовская равнина в прошлом была занята разнотравно-дерновинно-злаковыми степями [Литвинская, Тильба, Филимонова, 1983]. Сейчас они почти все распаханы. Это зерновые районы, с наличием масличных культур, сахарной свеклы, садоводства, мясомолочного животноводства и птицеводства [Литвинская, 1984]. Распаханность степей территории составляет 77%. До 10 - 12% площади занимают селитебные территории и дороги. В связи с этим, растительный покров ландшафтов большей частью представлен синантропным вариантом [Печёрин, 1989].

3. Материал и методы исследования

.1 Объект исследования

Объектом нашего исследования являются естественные фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея, подвергающиеся антропогенному воздействию. В качестве антропогенных источников загрязнения были выбраны: предприятие «ООО Новые технологии» (рисунок А.1) и автомобильная трасса (рисунок А.2).

Материалом для написания работы являлись: гербарий растительности исследуемых участков, полевые записи, дневники и фотографии.

Видовая принадлежность гербарных образцов устанавливалась при помощи следующих определителей: «Флора Северо-Западного Кавказа» А.С. Зернова [2006] «Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья» [Косенко, 1970], «Определитель растений Кавказа» [Гроссгейм, 1949].

3.2 Геоботанические методы исследования

Геоботанические площадки размером 1 м² закладывались случайным методом [Воронов, 1973], а так же методом трансект [Алёхин, 1938], комбинируя случайный и систематический отборы.

В качестве основной таксономической единицы была принята ассоциация, которая выделялась по общности состава доминирующих и содоминирующих видов, по флористическому ядру сопряженных видов и рассматривается в качестве единицы низшего ранга. Ассоциация объединяет участки растительного покрова с одними и теми же видами господствующего яруса, общим набором характерных видов и одной и той же сукцессионной тенденцией [Алёхин, Сырейшиков, 1926].

Для оценки численного обилия особей отдельных видов существует ряд шкал, из которых в нашей работе использовалась глазомерная шкала Друде [Доспехов, 1965]. При этом методе обычно принимается во внимание не только численность вида, но и степень покрытия им поверхности. Оценка по Друде производится по отдельности для каждой группы видов растений, сходных по размерам. В этой шкале степень обилия того или иного вида обозначается баллами (словами или цифрами) [Drude, 1913]. Шкала Друде представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Шкала оценки обилия видов по Друде

3.3 Экологические методы исследования

Для экологического анализа флоры обычно применяют классификацию экоморф (гидромоф и гелиоморф). Классификация основана на типах отношений растений к водному режиму почв для гидроморф и типах отношения растений к солнечному освещению - гелиоморф. При выделении жизненных форм растений использовались наиболее известные биоморфологические классификации Х. Раункиера [Raunkiaer, 1934] и И.Г. Серебрякова [1962].

3.4 Химические методы

Для проведения химического анализа на содержание загрязняющих веществ были взяты образцы почв на разном удалении (5, 10, 25 м) от источников антропогенного воздействия - автотрасса и предприятие «ООО Новые технологии» (приложение А).

Отбор проб почвы, их хранение, транспортировка и подготовка к анализу осуществлялись в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа» [1984].

Содержание тяжёлых металлов и фенолов в образцах почв определялось согласно М-МВИ-80-2008 [Методика выполнения…, 2008].

Измерения проводились на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно связанной плазмой iCAP 6500 (Thermo Scientific, USA) для тяжёлых металлов и на спектрофотометре UV-2401 PC - для фенолов.

Определение рН почвенных образцов проводилось с помощью рН-метра «Эксперт-001».

4. Антропогенное воздействие на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея

.1 Таксономический анализ

В результате проведённых исследований было установлено, что флора растительности окрестностей аула Тахтамукай насчитывает 61 вид растений, относящихся к 57 родам и 25 семействам (таблица 3).

Таблица 3 - Видовой состав растительности окрестностей аула Тахтамукай Республики Адыгея

Как видно из таблицы 3 в растительном покрове окрестностей аула Тахтамукай наиболее полно в видовом отношении представленны семейства Poaceae, Asteraceae и Rosaceae.

Таксономический анализ показал, что преобладают монотипные семейства и их доля составляет 60% (рисунок 3). К ним относится 15 семейств: Aceraceae, Moraceae, Polygonaceae, Amaranthaceae и др. Олиготипными являются 7 семейств: Brassicaceae, Ranunculaceae, Salicaceae, Apiaceae, Papaveraceae, Lamiaceae и Fabaceae. Меньше всего политипных, к ним относится 3 семейства: Rosaceae, Asteraceae и Poaceae.

Рисунок 3 - Таксономический анализ флоры окрестностей аула Тахтамукай

4.2   
Биоморфологический анализ

В составе флоры района исследований доминируют многолетники - 30 видов. Редкими биоморфами для изучаемого района являются двулетники и кустарники.

При изучении жизненных форм по Раункиеру в биоморфологическом спектре (рисунок 4) флоры района исследования установлено, что преобладают гемикриптофиты (21 вид или 34% от общего количества видов). Второе место занимают терофиты (26%), затем фанерофиты - 20%. Криптофиты представлены 11 видами (18%). Меньше всего хамефитов - 1 вид, что составляет 2%.

Рисунок 4 - Биоморфологический спектр флоры окрестностей аула Тахтамукай

4.3 Экологический анализ

При проведении экологического анализа флоры мы основывались на отношении растений к влаге и к свету.

В результате исследования были выявлены следующие экоморфы растений по отношению к влаге (рисунок 5):

гигрофиты (22 вида или 36%);

мезофиты (39 видов или 64%).

Рисунок 5 - Экоморфы по отношению к влаге

По отношению к свету (рисунок 6) нами были выявлены экоморфы:

гелиофиты (40 видов или 66%);

сциофиты (16 видов или 26%);

гелиосциофиты (5 видов или 8%).

Рисунок 6 - Экоморфы по отношению к свету

4.4 Фитоценотический анализ

При проведении геоботанических исследований нами было заложено 6 пробных площадок на разном удалении от источников антропогенного воздействия (5, 10 и 25 м). В результате выявлены 6 основных ассоциаций, их доминанты, содоминанты, ассектаторы, а также ярусность и обилие растений.

Пырейно-разнотравная ассоциация (рисунок В.1) расположена на расстоянии 5 м от автомобильной трассы окрестности аула Тахтамукай. Доминирует разнотравье - яснотка пурпурная. Содоминантом является пырей ползучий, ассектатором - одуванчик лекарственный. Структура ассоциации представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Строение пырейно-разнотравной ассоциации

Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса составляет 100-90 см: пырей ползучий. Высота второго яруса 30 - 25 см: яснотка пурпурная, одуванчик лекарственный. Общее проективное покрытие 60%. На долю пырея ползучего приходится - 30%, яснотки пурпурной - 20%, одуванчика лекарственного - 10%.

Тростниково-разнотравная ассоциация (рисунок В.2) расположена в 10 м от автомобильной трассы окрестности аула Тахтамукай. Рельеф спокойный, уклон 1 - 2°. Доминирует разнотравье - мятлик узколистный, тонконог тонкий. Содоминантом является тростник южный. Ассектатором являются лютик полевой. Травостой представлен тремя ярусами. Высота первого яруса 110 - 100 см: тростник южный. Высота второго яруса 35 - 30 см: тонконог тонкий. Высота третьего яруса 30 - 25 см: мятлик узколистый, лютик полевой. Общее проективное покрытие - 70%. На долю тростника южного приходится - 30%, тонконога тонкого - 25%, лютика полевого - 10%, мятлика узколистного - 5%. Структура ассоциации представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Структура тростниково-разнотравной ассоциации

Кострово-разнотравная ассоциация (рисунок В.3) расположена в 25 м от автомобильной трассы окрестности аула Тахтамукай. Рельеф спокойный, уклон составляет 4 - 5°. Почвы чернозёмные. Доминантом является костёр полевой. Ассектаторами являются пырей ползучий, полынь метельчатая, чертополох крючковатый. Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса 80 - 70 см: костёр полевой, пырей ползучий. Высота второго яруса 40 - 35 см: полынь метельчатая, чертополох крючковатый. Общее проективное покрытие составляет 50%. На долю костра полевого приходится - 25% полыни метельчатой - 15%, пырея ползучего - 5%, чертополоха крючковотого - 5%. Структура кострово-разнотравной ассоциации представлена в таблице 6.

Таблица 6 - Строение кострово-разнотравной ассоциации

Разнотравно-виковая ассоциация (рисунок В.4) расположена в 5 м от предприятия «ООО Новые технологии», располагающегося в окрестности а. Тахтамукай. Рельеф спокойный, уклон 2 - 3°. Почвы глинистые. Доминантом является вика мышиный горошек, содоминантом - пастушья сумка обыкновенная. Ассектатором является сурепка обыкновенная. Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса 70 - 60 см: вика мышиный горошек, содоминант - пастушья сумка обыкновенная, высота второго яруса 30 - 25 см: сурепка обыкновенная. Общее проективное покрытие 60%. На долю вики мышиный горошек приходится 30%, на долю пастушьей сумки обыкновенной - 25%, на долю сурепки обыкновенной - 5%. Структура ассоциации представлена в таблице 7.

Таблица 7 - Строение разнотравно-виковой ассоциации

Щавелево-разнотравная ассоциация (рисунок В.5) расположена в 10 м от предприятия «ООО Новые технологии». Рельеф спокойный, уклон 3°. Почвы чернозёмы карбонатные слабогумусные мощные, глинистые. Доминантом является щавель конский, содоминантом - пырей ползучий, ассектатором - мышей зелёный. Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса 60 - 50 см: щавель конский, пырей ползучий, высота второго яруса 40 - 30 см: мышей зелёный. Общее проективное покрытие 70%. На долю щавеля конского приходится 35%, на долю пырея ползучего приходится 25%, на долю мышей зелёного - 10%. Структура ассоциации представлена в таблице 8.

Таблица 8 - Структура щавелево-разнотравной ассоциации

Овсяницево-разнотравная ассоциация (рисунок В.6) расположена в 25 м от предприятия «ООО Новые технологии». Рельеф спокойный, уклон 3 - 5°. Почвы чернозёмы карбонатные слабогумусные мощные, глинистые. Доминантом является овсяница луговая, содоминантом - костёр полевой, ассектатором - вика мышиный горошек. Травостой представлен двумя ярусами. Высота первого яруса 100 см: овсяница луговая, высота второго яруса 70 см: костёр полевой, вика мышиный горошек. Общее проективное покрытие 40%. На долю овсяницы луговой приходится 25%, на долю костра полевого - 10%, на долю вики мышиный горошек - 5%. Структура ассоциации представлена в таблице 9.

Таблица 9 - Строение овсяницево-разнотравной ассоциации

4.5 Химический анализ почвы

Химический анализ производился в 2013 г. с взятых образцов почвы в окрестностях аула Тахтамукай возле автотрассы и предприятия «ООО Новые технологии».

Около каждого из этих загрязнителей были заложены по 3 участка на разном удалении от объекта (5, 10 и 25 м).

Почвы, отобранные вблизи автодороги, были исследованы на тяжёлые металлы: свинец, цинк, кадмий, мышьяк, никель, медь (таблица Г.1).

Данные анализа на содержание тяжёлых металлов показали увеличение их концентрации вблизи автотрассы (рисунок 7).

Рисунок 7 - Содержание некоторых тяжёлых металлов вдоль автотрассы

По отношению к другому антропогенному источнику загрязнения (предприятие «ООО Новые технологии») так же были заложены экспериментальные участки на расстоянии 5, 10 и 25 м, на которых проводился отбор почвенных образцов для анализа на фенолы (таблица Г.2).

Результаты исследований показали, что содержание фенолов в непосредственной близости (5 м) от данного объекта характеризуются достаточно высоким содержанием (рисунок 8).

Рисунок 8 - Содержание фенолов в почве вблизи предприятия «ООО Новые технологии»

Также все точки с двух объектов исследовались на кислотность почвы. Результаты исследований свидетельствуют о подщелачивании почвы в непосредственной близости к объектам антропогенного загрязнения.

4.6 Анализ антропогенного воздействия на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай

Видовой состав, физиономический облик, структура, жизненное состояние растений и продуктивность растительных сообществ отражают все особенности условий обитания (климат, почвы, положение в рельефе), историю развития и связи между элементами сообщества, как в пространстве, так и во времени [Егорова, 2000].

К фитоценотическим признакам биоиндикации относятся особенности структуры растительного покрова: обилие и рассеянность видов растений, ярусность, мозаичность, степень сомкнутости [Биологический контроль…, 2007].

Для изучения антропогенного воздействия на фитоценозы окрестностей аула Тахтамукай нами были заложены по 3 пробных площадки на разном удалении (5, 10 и 25 м) от 2-х источников антропогенного воздействия: предприятие «ООО Новые технологии» и автомобильная трасса.

В результате проведённых исследований были выявлены основные изменения ассоциаций в фитоценозах. При удалении от линейного источника загрязнений (автотрасса) наблюдалось увеличение высоты травостоя, общего проективного покрытия с 60% на расстоянии 5 м до 70% на расстоянии 10 м. При дальнейшем удалении от автотрассы эти показатели падали, что связано с преобладанием дерновинных злаков. Наиболее устойчивым к антропогенному воздействию на данной территории является пырей ползучий, образующий пырейно-разнотравную ассоциацию в непосредственной близости от автотрассы. При удалении на 10 м в структуре тростниково-разнотравной ассоциации наблюдалось три яруса. На расстоянии 25 м от автотрассы обнаружена кострово-разнотравная ассоциация, в состав которой входит достаточно большое количество ассектаторов.

При удалении от другого источника антропогенного воздействия (предприятие) так же наблюдалось увеличение высоты ярусов в среднем на 10 см и общего проективного покрытия до 70% на расстоянии 10 м. Обнаружена следующая последовательность смены ассоциаций: разнотравно-виковая - щавелево-разнотравная - овсяницево-разнотравная.

Таким образом, при удалении от источников антропогенного воздействия изменялись: обилие видов, их проективное покрытие, в структуре ассоциации - доминанты, содоминанты, ассектаторы, а также ярусность и высота травостоя.

Заключение

По результатам проведённой работы были сделаны следующие выводы:

.        Флора растительности окрестностей аула Тахтамукай насчитывает 61 вид растений, относящихся к 57 родам и 25 семействам.

.        Таксономический анализ показал, что доминируют монотипные семейства (15): Aceraceae, Moraceae, Polygonaceae, Amaranthaceae и др.; олиготипных семейств насчитывается 7: Brassicaceae, Ranunculaceae, Salicaceae, Apiaceae, Papaveraceae, Lamiaceae и Fabaceae; политипных - 3: Rosaceae, Asteraceae и Poaceae.

.        Анализ жизненных форм по Х. Раункиеру позволил выявить среди растений окрестностей аула Тахтамукай преобладающую жизненную форму - гемикриптофиты (34%). Второе место занимают терофиты (26%), затем фанерофиты - 20%. Криптофиты составляют 18%, меньше всего хамефитов - 2%.

.        Экологический анализ показал, что среди гидроморф преобладают мезофиты (39 видов), а среди гелиоморф - гелиофиты (40 видов).

.        На территории изучаемого района выделено 6 основных ассоциаций: пырейно-разнотравная, кострово-разнотравная, тростниково-разнотравная, щавелево-разнотравная, овсяницево-разнотравная, разнотравно-виковая. Изучены их строение, состав и обилие видов, а так же выделены доминанты, содоминанты и ассектаторы.

.        При проведении химического анализа почвы были получены результаты, свидетельствующие о повышении содержания тяжёлых металлов вблизи автотрассы в 1,2 - 1,7 раза и содержания фенолов около предприятия в 1,5 раза. Анализ почвы на кислотность показал смещение рН в щелочную сторону как вблизи автотрассы (с 6,88 до 7,21), так и в непосредственной близости от предприятия «ООО Новые технологии» (с 6,8 до 7,6).

.        При удалении от источников антропогенного воздействия наблюдается увеличение высоты травостоя на 10 см и общего проективного покрытия с 60% (на расстоянии 5 м) до 70% (на расстоянии 10 м).

Библиографический список

1.   Абрегов О.Х., Козменко Г.Г., Пашков А.Н. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Республики Адыгея в 2001 году». Майкоп, 2002. 286 с.

2.      Агроклиматический справочик по Краснодарскому краю. Краснодар, 1961. 367 с.

.        Алёхин В.В. Фитосоциология и её последние успехи у нас и на Западе // Методика геоботанических исследований. М., 1938. С. 45 − 68.

.        Алёхин В.В., Сырейшиков Д.П. Методика полевых ботанических исследований. Вологда, 1926. 141 с.

.        Ашинов Ю.Н., Зубкова Т.А., Карпачевский Л.О. Почвенный покров и элементы социальной структуры Кубани и Адыгеи. Майкоп, 2008. 268 с.

.        Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / О.П. Мелехова [и др.] / под ред. О.П. Мелеховой и Е.И. Егоровой. М., 2007. 288 с.

.        Бузаров А.Ш., Спесивцев П.А. География Республики Адыгея, Майкоп, 2000. 343 с.

.        Варшанина Т.П. Климат // География Республики Адыгея. Майкоп, 1995. С. 27 - 30.

.        Варшанина Т.П., Мельникова Т.Н., Хачегогу А.Е. География Республики Адыгея. Майкоп, 2001. 186 с.

.        Воронов А.Г. Геоботаника: учебное пособие для ун-тов и пед. ин-тов. М., 1973. 384 с.

.        Гроссгейм А.А. Определитель растений Кавказа. М., 1949. 747 с.

.        Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., 1965. 223 с.

.        Егорова Е.И. Биотестирование и биоиндикация окружающей среды. Обнинск, 2000. 317 с.

.        Зернов А.С. Флора Северо-Западного Кавказа. М., 2006. 664 с.

.        Кабаян Н.В. Гидрология Республики Адыгея. Майкоп, 2001. 200 с.

.        Канонников А.М. Природа и мы. Краснодар, 1984. 432 с.

.        Коровин В.И. Природа Краснодарского края. Краснодар, 1979. 279 с.

.        Косенко И.С. Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья. М., 1970. 613 с.

.        Краснопольский А.В. Климат Республики Адыгея. Майкоп, 2001. 215 с.

.        Литвинская С.А. Степи Западного Предкавказья // Растительные ресурсы Северного Кавказа. Ростов н/Д, 1984. С. 37 - 47.

.        Литвинская С.А. Деревья и кустарники Кубани. Ростов н/Д, 1993. 230 с.

.        Литвинская С.А., Тильба А.П., Филимонова Р.Г. Редкие и исчезающие растения Кубани. Краснодар, 1983. 159 с.

.        Методика выполнения измерений массовой доли элементов в пробах почв, грунтов и донных отложениях методами атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии: М-МВИ-80-2008. СПб., 2008. 36 с.

.        Нагалевский Ю.Я., Чистяков В.И. Физическая география Краснодарского края: учебное пособие. Краснодар, 2003. 256 с.

.        Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа: ГОСТ 17.4.4.02-84. М., 1984. 6 с.

.        Пачосский И.К. Основы фитоценологии. Херсон, 1927. 346 с.

.        Печёрин А.И. Природа Кубани. Краснодар, 1989. 247 с.

.        Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л., 1971. 334 с.

.        Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. М., 1962. 277 с.

.        Соляник Г.М. Почвы Краснодарского края. Краснодар, 2004. 70 с.

.        Сочава В.Б. Растительный покров на тематических картах. Новосибирск, 1979. 190 с.

.        Спесивцев П.А. География Республики Адыгея. Майкоп, 2002. 341 с.

.        Сукачёв В.Н. Избранные труды: в 3 т. Л., 1972-1975. 1215 с.

.        Тахтамукайский район Республики Адыгея / Р.Х. Савв [и др.]. Майкоп, 1999. 320 с.

.        Хачегогу А.Е. Почвы и растительность Адыгеи. Майкоп, 2001. 102 с.

.        Шенников А.П. Введение в геоботанику. Л., 1964. 447 с.

38.    Drude O. Die Ocologie der Pflanzen. Braunschweig, 1913. 300 S.