Soil and vegetation cover evaluation in the forestry area «Mekhzavodskoy» of the suburban Samara forestry enterprise area

Full Text

Введение

Территория Самарской области располагается на границе двух природно-климатических зонах – степной и лесостепной. Смена степных и лесных ландшафтов, характерная для последних геологических эпох, способствовала тому, что на чернозёмных почвах бывших степных сообществ возникли дубравы.

Дубрава как растительное сообщество характеризуется постоянством видового состава и экологической устойчивостью [1, с. 36–39]. Но на территории пригородных лесов отмечается явление усыхания дубрав. Причины, его вызывающие, разнообразны – в первую очередь это химическое загрязнение, в том числе тяжёлыми металлами. Свой вклад вносит рекреационное воздействие, выражаемое в неконтролируемых потоках отдыхающих на территорию лесных массивов зелёной зоны в комфортную погоду. При этом происходит не только вытаптывание растительного покрова, но и уплотнение почвы, ухудшение её структуры [2, с. 54, 69; 3, с. 125; 4, с. 156].

Цель и объекты исследования

Целью наших исследований явилось изучение степени выраженности в дубравах Лесопаркового участка (ЛПУ) «Мехзаводской» Пригородного лесничества Самарского лесхоза процессов рекреационной деградации, стадий рекреационной дигрессии лесных сообществ. Провести данные исследования представляется интересным, необходимым и важным тем более, что на данной территории они не проводились.

Материалы и методика исследований

Сбор материалов проводился в мае-июле 2017–2018 гг. в лесных кварталах ЛПУ «Мехзаводской» в Пригородном лесничестве Самарского лесхоза [5, с. 24–63]. Здесь возможно наличие нескольких типов почв, так как материнские породы, мезорельеф, микроклимат и растительный покров создают на местности некоторую гетерогенность условий почвообразования.

Для определения классификационной принадлежности почв района исследования одновременно анализировался почвенный профиль и изучались их физико-химические характеристики [6, с. 11–27; 7, с. 132–150; 8, с. 112; 9, с. 32–69; 10, с. 3–19].

В ходе сбора материала обращалось внимание также и на состояние растительного покрова, поскольку под влиянием рекреации происходят изменения всех компонентов лесных сообществ [11, с. 12, 48, 64; 12, с. 15]. Трансформация затрагивает древостой, подлесок и травостой. Поэтому мы определили видовую принадлежность растений всех ярусов [13, с. 33–361; 14, с. 94–291; 15, с. 61–243; 16, с. 35–273], а также интенсивность рекреационного воздействия по показателям: количество костровищ, свалок, выраженность дорожно-тропиночной сети [17, с. 34, 35].

Кроме того, закладывались экологические профили, состоящие из 4 зон с разной степенью нарушенности растительного покрова [18, с. 60].

На профиле были выделены участки:

1) дорога (тропа) – центр рекреации, на которой произрастают сорные или одно-, двулетние растения;

2) сильно нарушенное состояние – участок рядом с дорогой, на котором встречаются сорные, луговые, одно-, двулетние растения, лесных видов нет, травостой густой, в подлеске много опушечных видов;

3) нарушенное состояние – по сравнению с предыдущей зоной меньше проективное покрытие травостоя и количество луговых и сорных видов ниже, больше лесных растений, подлесок редкий;

4) ненарушенный участок – развита лесная подстилка, подлесок хорошо выражен, состоит из характерных для лесных сообществ видов, в травостое в основном лесные растения, сорные и луговые единичны, произрастают вдоль тропинок.

Таким образом, на профиле можно отследить смену участков, находящихся на разных стадиях дигрессии, и по их протяжённости судить о том, насколько эти процессы трансформации выражены.

На зонах профиля мы определяли видовой состав растений, выявляли их принадлежность к той или иной экологической группе, а также жизненное состояние зафиксированных растений, в первую очередь относящихся к ярусу древостоя [19, с. 52] (рис. 1, 2).

 

Рисунок 1 – Жизненное состояние древостоя лесных сообществ ЛПУ «Мехзаводской», 1 профиль, %

 

Рисунок 2 – Жизненное состояние древостоя лесных сообществ ЛПУ «Мехзаводской», 2 профиль, %

 

Вдоль зон экологического профиля визуально оценивалась степень развития таких показателей антропогенного воздействия, как площадь тропиночной сети, численность костровищ и свалок. Эти критерии вносят коррективы при определении протяжённости каждой зоны профиля и могут свидетельствовать о степени выраженности рекреационной нарушенности сообществ (рис. 3, 4; табл. 1).

 

Рисунок 3 – Показатели антропогенной нагрузки в дубравах ЛПУ «Мехзаводской», 1 профиль

 

Рисунок 4 – Показатели антропогенной нагрузки в дубравах ЛПУ «Мехзаводской», 2 профиль

 

Таблица 1 – Сравнительная оценка антропогенного воздействия на дубравы ЛПУ «Мехзаводской»

Профиль/квартал	Зоны экологического профиля	Степень развития тропиночной сети, %	Зона рекреации по Р.А. Карписоновой (1967)
1/5	2	60	4
	3	30	3
	4	10	2–3
2/9	2	60	4
	3	30	3
	4	10	2–3

 

Результаты исследований и их обсуждение

На основании химического анализа собранных образцов выявлена классификационная принадлежность почв лесных сообществ территории ЛПУ «Мехзаводской». Их описания приведены ниже [20, с. 81, 82, 89, 90].

Морфологическое строение почвенного профиля (5 квартал):

А₀ 0–1 – сильное задернение.

А 1–13 – чёрный, зернистый, рыхлый, переход к горизонту В размытый; вскипает от HCl.

В 13–22 – чёрный с палевыми затёками и охристо-рыжими вкраплениями, переход к горизонту С ясный.

С 22–36 – палевый с охристо-жёлтыми вкраплениями, плотный, переход к горизонту D чёткий.

D 36 м и глубже – глыбы известняка.

От HCl вскипает с глубины 10 см.

Почва – чернозём карбонатный маломощный малогумусный на тяжёлом суглинке с включениями лимонита.

Морфологическое строение почвенного профиля (9 квартал):

А₀ 0–1 – лесной опад бурого цвета.

А 1–35 – серо-чёрный, комковатый, рассыпчатый, влажность высокая, переход к горизонту В1 чёткий, граница ровная.

В₁ 35–88 – тёмно-серый, комковатый, плотный, переход к горизонту B2 постепенный.

В₂ 88–112 – серо-коричневый, комковатый, плотный; вскипает.

С 112 и глубже – светло-коричневый, с белесым оттенком, комковатый, плотный.

От HCl вскипает с глубины 95 см.

Почва – чернозём выщелоченный среднемощный среднегумусный на тяжёлом суглинке.

Полученные данные показывают, что интенсивная антропогенная нагрузка сильно сказывается на жизненном состоянии древесных пород. Самое лучшее ЖС у Acer platanoides L. (88–92%), низкое – у Quercus robur L. (64,5–80%). Следовательно, Acer platanoides L. более устойчивая порода. Полученные данные свидетельствуют, что рекреационное воздействие оказывает влияние на жизненное состояние древостоев. С увеличением рекреационного воздействия ЖС пород ухудшается.

Кустарниковый ярус на разных зонах профиля имеет разную плотность. Около тропы он практически не встречается. Наиболее загущен и богат по видовому составу подлесок на 2-й зоне профиля. По мере удалении от тропы начинают появляться Rubus caesius L., Acer tataricum L. и Corylus avellana L. В 4-й зоне кустарниковый ярус представлен в основном Corylus avellana L. и Euonymus verrucosa Scop. В глубине леса густота подлеска также увеличивается. В травостое отмечено произрастание 81 вида растений. На тропе встречается сравнительно малое число видов. По большей части это сорные растения, устойчивые к вытаптыванию и неплохо переносящие уплотнение почв. Это в основном Taraxacum officinale Wigg. s. l., Polygonum aviculare L., Plantago media L. Видовая насыщенность также выше на 2-й зоне профиля. Здесь отмечается произрастание до 46 видов растений. Здесь преобладают злаки, разнотравье и преимущественно сорные и луговые растения, много 1- и 2-летников. Типично лесных растений практически нет. Они встречаются преимущественно около стволов древесных растений. Полученные данные свидетельствуют о протекающих здесь процессах антропогенной трансформации растительного покрова (4-я стадия рекреационной дигрессии по Р.А. Карписоновой). Причём протяжённость данной зоны значительна, иногда до 25–30 м. Возможно, что такое высокое число видов связано с расположением участков профиля на границе леса и луга. Таким образом, во 2-й зоне экологических профилей преимущественно отмечается злаково-разнотравная ассоциация. В травостое доминируют в основном Ranunculus acris L., Salvia verticillata L., Trifolium alpestre L., Artemisia austriaca Jacg., Vicia cassubica L., Potentilla argentea L., Dactylis glomerata L., Plantago media L., Inula salicina L., Taraxacum officinale Wigg. s. l., Agrimonia eupatoria L., Cichorium intybus L., Glechoma chederacea L., Bidens tripartita L., Geum urbanum L., Veronica prostrata L., Campanula trachelium L., Amoria repens (L.) C. Presl., Geranium sanguineum L., Thalictrum minus L., Achillea millefolium L., Amoria montana (L.) Sojak., Chamerion angustifolium (L.) Holub., Medicago lupulina L., Filipendula vulgaris Moench., Lathyrus tuberosus L., Origanum vulgare L., Galium tinctorium (L.) Scop., Stachys recta L., Melilotus officinalis (L.) Pall., Dianthus deltoids L., Fragaria viridis (Duch.) Weston., Polygonum aviculare L., Convolvulus arvensis L., Euphorbia Waldsteinii (Sojak.) Czer., Nonea pulla (L.) DC., Poa pratensis L., Ficaria verna Huds., Lysimachia nummularia L., Solanum dulcamara L. Общее проективное покрытие травостоя 30–40%.

3-я зона профиля характеризуется также наличием сорных, луговых растений, встречаются однолетники, но чаще к травостою примешивается большее число лесных видов, нежели в предыдущей зоне.

На условно-ненарушенных участках в травостое встречаются типичные лесные растения, характерные для растительного покрова дубрав – Asarum europaeum L., Convallaria majalis L., Lathyrus vernus (L.) Bernh., Geum urbanum L., Lysimachia nummularia L., Vicia pisiformis L., Carex pilosa Scop., Aegopodium podagraria L., Galium odoratum (L.) Scop., Campanula trachelium L., Viola hirta L., Pulmonaria obscura Dumort., Polygonatum odoratum (Mill.) Druce., Viola mirabilis L. Общее проективное покрытие травостоя 40–50%. Выделены следующие ассоциации: дубрава липово-снытево-волосистоосоковая, дубрава липово-злаково-разнотравная, липняк дубово-снытево-волосистоосоковый, липняк дубово-снытево-подмаренниковый.

Таким образом, тропиночная сеть ярко выражена, это в основном мелкие тропы. Средних и крупных троп меньше.

На территории ЛПУ «Мехзаводской» встречаются свалки мусора, в основном около дорог. Костровищ больше на ненарушенных участках, т.к. для отдыха население выбирает более привлекательные участки.

Тропиночная сеть развита, что может быть объяснено рядом расположенными коттеджами и дачами. Количество мелких троп меньше, чем крупных и средних. В пределах 1 км среднее количество троп составляет 13,5, костровищ – 5,5, свалок мусора – 10 (рис. 5).

 

Рисунок 5 – Суммарное значение показателей антропогенной нагрузки в дубравах ЛПУ «Мехзаводской»

 

Учитывая процент развития тропиночной сети и состав травостоя, мы определили, что примыкающая к дороге 2-я зона профиля соответствует 4-й, реже 3-й стадии дигрессии; территория, относимая к 3-й зоне профиля, соответствует примерно 2–3 стадиям. Она оказалась гораздо протяжённее, чем предполагалось, т.к. занимает часть территории, которую ранее причислялась к условно-ненарушенному участку. На УНУ лесные участки преимущественно находятся на 2-й, значительно реже на 1-й стадии рекреационной дигрессии.

Выводы

На основании нашего исследования сделаны следующие выводы:

1. Для дубрав, произрастающих в районе п. Мехзавод, характерны ассоциации: дубрава липово-снытево-волосистоосоковая, дубрава липово-злаково-разнотравная, липняк дубово-снытево-волосистоосоковый, липняк дубово-снытево-подмаренниковый. Указанные ассоциации приурочены к почвам: карбонатный маломощный малогумусный на тяжелом суглинке с включениями лимонита, выщелоченный среднемощный среднегумусный на тяжёлом суглинке. Определено, что серые лесные почвы, указанные для этого района на почвенной карте ВолгоНИИГИПРОЗЕМ, не обнаружены.
2. Для древесных пород жизненное состояние оценивается в основном как повреждённое, только у клёна – здоровое. Необходимо сохранить древостои дуба в возрасте 100 и более лет (6 квартал). В подлеске преобладают лесные растения. Травостой разнообразен по составу и представлен 81 видом, содержит лесные, сорные, луговые виды, много 1, 2-летных растений. Причем по мере увеличения рекреационного воздействия жизненное состояние древесных пород ухудшается, в подлеске начинают доминировать опушечные виды, возрастает проективное покрытие и число видов в травостое за счёт сорных, 1-, 2-летних растений.
3. Полученные данные свидетельствуют о том, что лесные массивы пос. Мехзавод подвергаются в настоящее время высокой рекреационной нагрузке. Отмечаются в основном 2-я, 3-я и 4-я стадии рекреационной дигрессии. 3-я стадия считается исследователями критической, можно считать, что большая часть лесов этой зелёной зоны находится в критическом состоянии и может не сохраниться.

Поэтому, учитывая неудовлетворительное состояние исследованной территории, мы предлагаем ряд рекомендаций по рациональному использованию данной дубравы, содействующих сохранению и повышению её устойчивости как экосистемы:

• – внедрять в практику пригородного лесного хозяйства системы постоянного слежения (мониторинга) за состоянием лесов; регулярно проводить санитарные рубки, а также уборку захламлённой территории, очистку лесных территорий от сухостоя;
• – необходимо, чтобы природоохранная информация доходила до посетителей пригородных лесов;
• – осуществлять регуляцию потоков посетителей и обустраивать в лесопарке экотропы и «центры притяжения» населения вне уязвимых участков территории лесопарка;
• – способствовать сохранению дубрав в возрасте более 100 лет, выделить их как памятники природы;
• – противостоять самозахвату лесных территорий, используя имеющиеся природоохранные законодательные акты.

About the authors

Tatyana Borisovna Matveeva

Samara State University of Social Sciences and Education

Email: matabor.7@yandex.ru

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Biology, Ecology and Teaching Methods

Russian Federation, Samara

Ivan Victorovich Kazantsev

Samara State University of Social Sciences and Education

Email: kazantceviv@mail.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Chair of Chemistry, Geography and Methods of Teaching, dean of Faculty of Natural Sciences and Geography

Russian Federation, Samara

Sergey Lvovich Molchatsky

State University of Social Sciences and Education

Author for correspondence.
Email: rvsn3213@mail.ru

candidate of physical and mathematical sciences, associate professor of Chair of Chemistry, Geography and Methods of Teaching

Russian Federation, Samara

References

Supplementary files