Введение 5
Материалы и методы 7
Глава 1. Физико-географическое описание территории 11
1.1 История создания, цели и задачи 11
1.2 Геология и геоморфология 11
1.3 Климат 12
1.4 Гидрологический режим 13
1.5 Почвы 13
1.6 Растительность и флора 14
1.6.1. Болотная растительность 15
1.6.2 Леса 16
1.6.3 Луга 17
1.7 Животный мир 17
1.8 Влияние Рыбинского водохранилища 18
Глава 2. Флора, растительность и почвы ключевых участков «Утешковское болото» и «болото Большой мох» 21
2.1. Ключевой участок «Утешковское болото» 21
2.1.1 Флора и растительность 21
2.1.2 Почвенный покров 23
2.2 Ключевой участок «болото Большой мох» 24
2.2.1 Флора и растительность 24
2.2.2 Почвы 25
Глава 3. Результаты и обсуждения. Геоботаническая и ландшафтная карты. Динамические процессы 27
3.1 Геоботаническая карта 27
3.1.1 Описание растительных сообществ ключевого участка 27
3.1.2 Сравнение растительных сообществ ключевого участка с участком «Большой мох» 34
3.2 Ландшафты 36
3.2.1 Описание ландшафтов ключевого участка 36
3.3 Динамические процессы в ландшафтах 38
3.3.1 Анализ растительных сообществ ключевого участка по шкалам Л.Г.Раменского 39
3.3.2 Описание выявленных процессов 40
Заключение и выводы 44
Список литературы: 46
Приложение 51

Купить

Цель работы - изучить характер взаимодействия лесных и болотных биогеоценозов, испытывающих влияние искусственного водоёма, на примере выбранного ключевого участка. Работа проводилась на территории Дарвинского государственного природного биосферного заповедника.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
• Изучение основных процессов, происходящих на данной территории, на основе литературных данных и выбор подходящего для проведения исследования ключевого участка
• Проведение геоботанических и ландшафтных полевых исследований с применением данных дистанционного зондирования
• Классификация выполненных геоботанических описаний, разработка легенды карты и картографирование растительности ключевого участка
• Составление карты динамических процессов в ландшафтах
• Выявление закономерностей формирования современного растительного покрова
• Проведение лабораторных исследований почвенных образцов
Болотообразование является характерным процессом для зоны тайги. Особый интерес представляют взаимоотношения болота и леса - процессы заболачивания суходолов и разболачивания территории, зарастание её лесом. Однако на изучаемом участке течение этих процессов осложняется влиянием огромного искусственного водоёма - Рыбинского водохранилища.
Дарвинский государственный природный биосферный заповедник занимает северо-западное побережье Рыбинского водохранилища и находится на территории Вологодской и Ярославской областей. Территория заповедника обладает высокими природоохранной и научной ценностями.
Как для любого искусственно созданного резервуара, для водохранилища характерны сильные многолетние и внутригодовые колебания уровня. В среднем, такие колебания составляют 3 -4 м, однако в отдельные годы могут достигать 5 м (Рыбинское ..., 1972; Кузнецов, Рыбникова, 2015). Поскольку территория заповедника - это плоский, слабо расчлененный полуостров, глубоко вдающийся в водохранилище, такие изменения уровня воды оказывают на неё существенное воздействие. Кроме того, в прибрежной зоне активно протекают различные процессы, такие как волновая и ветровая абразия, биогенная седиментация. Именно это и определяет облик ландшафтов побережья, где затопление или осушение широкой прибрежной полосы является главным фактором формирования специфических для территории фитоценозов, сформировавших зону временного затопления. Однако на этом влияние водохранилища на окружающую территорию не заканчивается. Изменение почвенно-грунтовых условий и микроклиматических показателей привело к появлению зоны подтопления, на границе с зоной временного затопления (ЗВЗ). Здесь происходит сложный комплекс процессов, которые должны проявляться, в том числе, и в зоне контакта лесных и болотных биогеоценозов, определять их состав и структуру.
Изменение прибрежно-водной растительности, растительности лугов, лесов под влиянием водохранилища изучали Кутова Т.Н (1953), Бобровский Р.В. (1953), Бельский П.С. (1949), Леонтьев А.М. (1956), Куражковский Л.Н. (1953). Подробное изучение болот заповедника было проведено в 1960-х годах В.П. Денисенковым (1969).
Таким образом, изучая состав и структуру растительных сообществ, произрастающих на границе с ЗВЗ, можно получить представление о влиянии искусственного затопления на болотные сообщества. По данному вопросу существует ограниченное число публикаций: в этом заключается новизна работы.
По результатам данной работы опубликована статья в журнале «Труды Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г.Смидовича» (Галанина и др., 2021).
Работа состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы и приложения.
Материалы и методы
Исследования проводились на территории Дарвинского государственного природного заповедника на выбранном ключевом участке, который располагается к северо-западу от кордона Бор-Тимонино, и представляет собой южную часть верхового болотного массива «Утешковское болото» с опоясывающими его песчаными грядами. Основным критерием выбора участка послужило наличие обширной контактной полосы болотных и лесных фитоценозов с сообществами зоны затопления, так как «Утешковское болото» ограничено заливами водохранилища с трех сторон - с запада, юга и востока. Площадь ключевого участка составляет 4.3 км2.
Полевые исследования проводились в июле 2021 года под руководством О.В. Галаниной. Были выполнены геоботанические, флористические и почвенные описания, проведена съёмка территории ключевого участка с помощью БПЛА и отбор образцов кернов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.).
В качестве исходных материалов были использованы космические снимки на территорию ключевого участка, материалы лесоустройства, картографические данные, фондовые материалы заповедника (Денисенков, 1969), в т.ч. ландшафтная карта, составленная Садоковым Д.О. (Садоков, 2016). Изучение флоры проводили с учетом данных С.Ф. Немцевой и Н.Д. Немцевой (1987).
Работа была выполнена с использованием следующих методов:
1. Временных пробных площадей и стандартных геоботанических описаний
2. Метод опорных геоботанических профилей
3. Почвенных описаний и лабораторного анализа почвенных образцов
4. ГИС-технологий и дешифрирования данных дистанционного зондирования Земли
5. Метод построения торфяных диаграмм
Всего за экспедицию было выполнено 49 геоботанических описаний, заложено 4 почвенных разреза, отобрано 33 древесных керна. Координаты описаний представлены на картосхеме фактического материала (приложение, рис.1)
Геоботанические описания проводились на временных пробных площадках квадратной формы площадью 20*20 м (400 м.2) согласно существующим методикам (Юнатов, 1964; Методы изучения ..., 2002; Ипатов, Мирин, 2008). Площадка располагалась на типичном участке данного сообщества: она должна быть гомогенной по характеру формы рельефа и растительности, по возможности не иметь нарушений. Размечались границы участка с помощью рулетки и веревок. Отмечались координаты центра площадки.
Полное геоботаническое описание сообществ проводилось на основе специальных бланков и включало в себя: выявление полного видового состава древесного, кустарникового, травяно-кустарничкового, мохово-лишайникового яруса и подроста, а также определение проективного покрытия и обилия видов. Для древесного яруса измерялись такие параметры как: средняя и максимальная высота и средний и максимальный диаметр для каждого вида, а также сомкнутость для всего яруса. Для подроста определялись средняя и максимальная высота. В каждом бланке указывались: местоположение, номер описания, координаты пробной площади, положение в мезорельефе, микрорельеф участка и авторы описания. Так же учитывалось динамическое состояние сообщества, и наличие антропогенных воздействий: пожаров, вырубок, выпаса скота, гидролесомелиорации. Для заболоченных ассоциаций дополнительно измеряли уровень грунтовых вод. В каждом сообществе определялась формула древостоя, и указывалось его рабочее название. Все незнакомые виды растений собирались для последующего определения. На пробных площадках собирались для последующего определения образцы мохообразных. Проводилась фотофиксация: общий вид площадки, интересные объекты и явления, почвенные разности под вывалами деревьев; норы, гнезда, следы антропогенного влияния и т.п.
Точки, в которых проводились описания, выбирались предварительно по космоснимку и снимкам с БПЛА. Маршруты прокладывались методом опорных геоботанических профилей - прямыми или ломаными линиями от центральных частей верхового болотного массива к зоне временного затопления (Методы изучения..., 2002).
Почвы. Закладывались почвенные разрезы в сообществах зоны подтопления. Их описание производилось по классификации почв 2004 года по принятой методике (Шишов Л.Л., Тонконогов В. Д. и др., 2004). Для каждого разреза указывались координаты, местоположение, растительное сообщество. Для горизонтов отмечалась глубина залегания, а также такие характеристики как цвет, влажность, плотность, механический состав, структура, особенности границы и перехода. Из горизонтов почвенного профиля осуществлялся отбор образцов для последующего определения pH и гранулометрического состава почв. Консультацию по определению типа и названия почв оказала К.А. Бахматова (СПбГУ).
В ходе лабораторных исследований почвенных образцов проводился анализ pH в суспензии стандартным методом (Опекунова и др., 2002). Измерялся водный и солевой pH. Суспензия готовилась в растворах H2O и KCl в соотношении 1:2,5 (или 1:25 в торфянистых горизонтах и подстилках).
Полученные данные послужили основой для крупномасштабной геоботанической карты ключевого участка и для карты динамических процессов в ландшафте.
На следующем этапе работы проводилась разработка легенды к карте. Легенда представляет собой список единиц растительности, сообщества которой занимают достаточные площади, позволяющие изображать их в определенном масштабе, и отражает основное разнообразие растительности на основе классификационных единиц различного ранга.
В основе легенды карты лежит классификация растительности. В данной работе использовался эколого-фитоценотический (или доминантный) подход к классификации растительных сообществ. При таком подходе названия растительным сообществам даются на основе доминирующих в каждом из ярусов видов. Такие виды являются наиболее важными для сообщества с фитоценотической точки зрения. Во многих случаях они играют роль эдификаторов. Становясь самыми многочисленными, виды доминанты являются лучше приспособленными к экологическим условиям местообитаний, а значит, именно они наиболее полно отражают сущность фитоценоза.
Методика, положенная в основу данной работы, является классическим методом классификации растительности при эколого-фитоценотическом подходе. Она подробно описана Нешатаевым Ю.Н. (Методы анализа геоботанических материалов. Л., 1987). На первом этапе работ по классификации растительности был проведен эколого-флористический анализ видового состава. Была изучена экология всех видов, определена их принадлежность к различным экологическим типам. Были составлены общие списки видов растений, зарегистрированных на каждой пробной площади. Затем был проведен фитоценотический анализ, и, на основе покрытия и обилия была определена роль вида в сообществе.
Была проведена сортировка бланков описаний. Они были разбиты на болотные, лесные и зону временного затопления. Затем лесные описания были сгруппированы по преобладающей древесной породе и разделены на сосновые, березовые, мелколиственно-еловые и осиновые ассоциации. Сообщества в этих группах были распределены в соответствии с нарастанием ведущего фактора в окружающей среде. Таким фактором в условиях подтопления со стороны водохранилища и верхового болота является увеличение увлажнения.
На следующем этапе была составлена сводная таблица геоботанических описаний. Виды, соответствующие строкам, расположены на основе проведенного эколого- фитоценотического анализа. А описания, представляющие конкретные сообщества, и, соответствующие столбцам, - в направлении изменения ведущего фактора. После этого проводился сравнительный анализ табличных данных и перегруппировка описаний, что помогло выявить различия условий среды и особенности динамики растительного покрова. В таблице были выделены единицы классификации по доминирующим и индикаторным видам.
Таким образом, после завершения классификации были выявлены основные группы ассоциаций, которые стали основой легенды к карте растительности внутриболотных минеральных островов заповедника.
Следующий этап работы проходил с использованием геоинформационных систем - ArcMap и QGis. Были оцифрованы границы сообществ по эталонам дешифрирования с использованием космоснимков (Yandex).
Были составлены два геоботанических профиля, проходящие перпендикулярно к самым выраженным элементам рельефа, высоты над ур.м. извлечены из ЦМР.
На основе легенды к карте, был проведен эколого-географический анализ сообществ по экологическим шкалам Л.Г. Раменского. Рассчитывались баллы сообществ по шкалам «увлажнение», «богатство-засоление» и «переменность увлажнения», полученные данные были отображены в форме графиков - экограмм.
Карта динамических процессов в ландшафтах составлена на основе геоботанической карты по следующему алгоритму. Сравнение отмеченных в ходе полевых исследований процессов с результатами исследования почв, с использованием видов-индикаторов (Киреев и др., 2011) и индикаторных свойств сообществ (Викторов, Ремезова, 1988; Булохов, 2004) выявило преобладающие динамические процессы, которые были экстраполированы на места с равными условиями местообитаний.
Проводилось сравнение полученных данных с данными 2016 года, полученными под руководством Галаниной О.В. по исследованию болотного массива «Большой Мох». Удалось провести сравнение растительных сообществ, профилей растительности в рельефе.
Купить