CC BY
2
УДК 574.4 DOI: 10.24412/2071-6176-2024-4-49-58
ЭКОЛОГО-ФЛОРИСТИЧЕСКОЕ ЗОНИРОВАНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПОЛИГОНОВ ТБО
О.В. Козловская, В.Н. Ильина, О.А. Самарина, Е.В. Сычева
Представлено оригинальное эколого-флористическое зонирования территории возможного строительства полигона промышленных отходов. В административном отношении территория изысканий располагается в границах муниципального образования городской округ Первоуральск Свердловской области Российской Федерации, в 22 км юго-западнее г. Первоуральска. Флора изучаемой территории представлена 159 видами растений. Растительный покров представлен 30 различными ассоциациями, которые в ходе эколого-флористического зонирования с учетом степени антропогенной трансформации объединены в 5 зон: 1) Березняки; 2) Сосняки; 3) Осинники; 4) Ивняки; 5) Травянистые сообщества. Проведено картирование территории в соответствии с эколого-флористическим зонированием, а также с величиной коэффициента синантропизации.
Ключевые слова: растительный покров, флора, полигоны, эколого-флористическое зонирование, антропогенная трансформация флоры.
Проектирование полигона - комплексный процесс, состоящий из целого ряда технических мероприятий, в том числе инженерно-экологических изысканий. Так изучение растительного мира является одним из актуальных элементов инженерно-экологических изысканий, а эколого-флористическое зонирование территории, предполагаемого размещения представляет, по сути, итог разностороннего изучения растительного покрова [1]. Эколого-флористическое зонирование предполагает выделение нескольких зон в зависимости следующих критериев: тип растительности и степень антропогенной нарушенности территории. Эколого-флористическое зонирование при проектировании полигонов необходимо для определения с одной страны наиболее антропогенно нарушенных участков объекта, на которых разработка полигона не нанесет существенного вреда, с другой стороны графическое выражение распределения типов растительности по территории позволит спланировать инженерно-строительные мероприятия, например предварительную вырубку.
В данном случае речь идет об изучении растительного покрова посредством проведения геоботанической экспертизы в рамках инженерно-экологических изысканий территории предполагаемого строительства полигона промышленных отходов. В административном отношении территория изысканий располагается в границах муниципального образования городской округ Первоуральск Свердловской области Российской Федерации, в 22 км юго-западнее
г. Первоуральск. Обследуемый участок находится на 297 км трассы Р-242 (Пермь - Екатеринбург), у поворота на п. Ильмовка (рис. 1).
Цель работы заключается в проведении с последующими элементами эколого-флористического зонирования геоботанической экспертизы растительного покрова изучаемой территории в контексте антропогенной трансформации флоры.
Материалы и методы
Свердловская область, в которой располагается изучаемый район, характеризуется высоким разнообразием природных условий, и соответственно, природных ресурсов, что обуславливает достаточно высокую антропогенную трансформированность природных комплексов. В настоящее время территория объекта представляет собой систему соснового бора, а в понижениях представленного сосново-березовыми и сосново-осиновыми лесами, разной степени антропогенной нарушенности, со стихийными свалками, пожарищами, местами выпаса скота. Кроме того, если сравнивать растительные сообщества, установленные в ходе изучения с ранее выделенными [2-9] сообществами по основным характеристикам (видовой разнообразие, обилие, встречаемость и др.), сравнение будет не в пользу сообществ объекта, более оскудненных и трансформированных.
Рис. 1. Карта-схема объекта
Исследование растительности объекта производилась по классической методике геоботанической экспертизы, но с существенным дополнением в виде эколого-флористического зонирования в контексте антропогенной трансформации флоры. Во временном аспекте исследования производились в вегетационные периоды с мая по октябрь 2022 и 2023 года.
Результаты и их обсуждение
За 2022 и 2023 год было выявлено,что зарегистрированная флора изучаемогообъекта насчитывает 159 видов сосудистых растений. Аборигенных видов -138, адвентивных видов - 21, что составляет 13,2 % от общего объема флоры. Ретроспективный анализ позволил установить, что из 692 видов растений (в ранге вида) ранее установленных для всего флористического района, нами обнаружено 159 видов на обследованной территории. Это связано не только с разницей площади территории, но и с оскудненностью флористического состава типичных ассоциаций в связи с антропогенным воздействием.
Далее в камеральном периоде был проведен комплексный экологический анализ в соответствии с методикой Н.М. Матвеева [10]. Участие ведущих семейств флоры представлено в таблице 1.
Таблица 1
Ведущие семейства цветковых растений (по количеству видов)
№ Название семейства число % от общего
видов числа видов
1. Asteraceae - Сложноцветные 56 35,2
2. Poaceae - Злаки 28 17,6
3. Fabaceae - Бобовые 18 11,3
4. Rosaceae - Розоцветные 18 11,3
5. Lamiaceae - Яснотковые 15 9,4
6. Caryophyllaceae - Гвоздичные 8 5,0
7. Apiaceae - Зонтичные 6 3,8
8. Ranunculaceae - Лютиковые 5 3,1
9. Polygonaceae - Гречишные 3 1,9
10. Scrophulariaceae - Норичниковые 2 1,3
В целом преобладание по числу таксонов среди Сложноцветных, Злаков, Бобовых и Розоцветных считается вполне закономерным и свойственным для лесных сообществ Свердловской области.
Биоморфный анализ был проведен по жизненным формам, выделенным К.Н. Раункиером (рис. 2) и И.Г. Серебряковым (табл. 2)
Преобладающей жизненной формой, в соответствии с классификацией К.Н. Раункиера являются гемикриптофиты - Stellaria gramínea L., Fragaria vesca L., Chamerion angustifolium (L.) Holub, Trifolium pratense L. и др.
Гемикрипто Геофит Мезофанеро Микрофанер Нанофанеро Терофит Хамефит фит фит офит фит
96 20 8 4 7 15 9
Рис. 2. Жизненные формы растений во флоре объекта (по системе К. Раункиера), абс.
На втором месте расположились геофиты - Cirsium arvense (L.) Scop., Chaerophyllum bulbosum L., Calamagrostis epigeios (L.) Roth, Convolvulus arvensis L., Bromopsis inermis (Leyss.) Holub и др. Терофиты представлены в основном однолетними адвентивными растениями -Ambrosia trifida L., Polygonum aviculare L., Atriplex nitens Schkuhr, Chenopodium album L. и др.
Древесные растения представлены в составе флоры Pinus sylvestris L., Betula pendula Roth, Populus tremula L., различными ивами и др. Кустарниковый ярус представлен Viburnum opulus L., Sambucus racemosa L. и др. Рассмотрение биотипического спектра показывает, что для изучаемой флоры характерно преобладание травянистых многолетников, что свидетельствует о достаточно нестабильных условиях фитоценозов на территории изучаемого объекта. Достаточно много стержнекорневых (Heracleum sibiricum L., Centaurea scabiosa L., Euphorbia cyparissias L. и пр.) и длиннокорневищных растений (Melica nutans L., Galium ruthenicum Willd., Aegopodium podagraria L. и пр.).
Таблица 2
Биоморфологический спектр объекта (по И.Г. Серебрякову)
Жизненные формы Флора в целом
абс. %
1. Деревья 9 5,7
2. Кустарники 10 6,3
3. Полукустарники 2 1,3
4. Полукустарнички 1 0,6
5.Поликарпические травы
в том числе: 112
стержнекорневые 32 20,1
кистекорневые 4 2,5
длиннокорневищные 39 24,5
короткокорневищные 19 11,9
плотнокустовые 2 1,3
рыхлокустовые 4 2,5
столонообразующие 2 1,3
ползучие 7 4,4
полупаразитные 3 1,9
6. Травянистые монокарпики из них: 25 15,7
двулетние 11 6,9
однолетние 14 8,8
Всего 159 100
Также была проанализирована приуроченность флоры объекта (рис. 3).
и
фитоценотическая
Лесная
Лесостепная Луговая
Лугово-лесная
Лугово-степная
Сорная
Степная
56 28 25 20 11 17 2
Рис. 3. Фитоценотический состав флоры объекта, абс.
Положение объекта в лесной зоне определило преобладание в спектре лесной фитоценотической группы - Betula pendula Roth, Euonymus
verrucosa Scop., Melica nutans L., Galium odoratum (L.) Scop. и др. На втором месте представители лесостепной фитоценотической группы -Sambucus racemosa L., Centaurea pseudomaculosa Dobrocz., Dactylis glome-rata L. и др. Луговая фитоценотическая группы представлена в основном в Пырейных ассоциациях.
Наряду с флорой подробно изучена структура сообществ.Были выделены и изучены основные определяющие признаки растительных сообществ: видовой состав, ярусность, сомкнутость, обилие, фенологическое состояние, аспект, встречаемость компонентов. При классификации растительного покрова все идентичные фитоценозы были объединены в наименьшую классификационную единицу - ассоциацию, которым присвоены названия по бинарной номенклатуре (первое слово вид-эдификатор, второе доминант травяного или кустарникового яруса или вид-индикатор) на соответствующих площадках. В результате анализа растительности выделены следующие ассоциации (рис. 4).
Рис. 4. Основные участки изучения растительности с ассоциациями
Территория изучаемого объекта достаточно четко подвергается Эколого-флористическому зонированию. Определяющим флористическим фактором, безусловно, являются растительные комплексы, соответственно выделено 5 зон: 1) Березняки; 2) Сосняки; 3) Осинники; 4) Ивняки; 5) Травянистые сообщества (рис. 5).
Рис. 5. Эколого-флористическое зонирование объекта
Преимущественно растительность представлена сосново-березо-выми и березовыми лесами, с незначительной примесью осины. Эти леса вероятнее всего имеют вторичное происхождение, возникая после рубок сосняков-зеленомошников или пожаров на данной территории. Березняки связаны, скорее всего, с усилением антропогенного фактора, в частности с рубками. Осиновые леса, скорее всего также имеют вторичное происхождение. Ее невысокая доля связана с тем, сто осина очень светолюбива и относительно недолговечна. В местах высокого увлажнения сформировались ивняки.
Вторым фактором зонирования является степень антропогенной трансформации флоры. Антропогенная трансформация флоры объекта анализировалась по величине индекса синантропизации:
К5 =-V X 100,
5 а + ь
где ai - встречаемость синантропных видов в составе спонтанной флоры, %, Ы - встречаемость видов гемерофобов, % (под гемерофобами понимаются аборигенные виды растений, отрицательно реагирующие на антропогенные воздействия и являющиеся, тем самым, индикаторами естественного состояния растительного покрова).
Данный коэффициент может варьировать в широком диапазоне от 0 до 100 % и указывать на различные стадии антропогенной трансформации флоры. Для изучаемого района исследований в среднем индекс синантропизации составляет 20,2, что соответствует первой фазе второй
стадии умеренной трансформации (рис. 5). Значение сравнительно невысокое, к сравнению Индекс синантропизации для Первоуральска в целом 46,6. Безусловно, свой вклад даже в столь невысокую степень синантропизации сыграло и то, что территория объекта лежит близь населенных пунктов. Индекс синантропизации как показатель экологического фактора при зонировании был вычислен для каждой из выделенных флористических зон по сумме видов в ассоциациях каждой зоны (табл. 3)
Таблица 3
Значение коэффициента синантропизации на выделенных
флористических зонах
Зона Номер площадки Число синантропов Общее число К^а Степень
Березняки 4,11,12,14,18, 22,25,26,30 26 225,0 13,1 1Ъ
Ивняки 9,19 12 52 30,0 ПЪ
Осинники 27,29,31,32,33 22 125 21,4 11а
Сосняки 5,6,10,13,15,16,17,21 ,23,28 26 214 13,8 1Ъ
Травянистые 1,2,3,7,8,20,24, 44 168 35,5 ПЪ
Очевидно, что наиболее трансформированной является зона травянистых сообществ с большим количеством синантропных видов растений. Также именной травянистая зона является максимально удобным местом для многочисленных стихийных свалок. Наименее трансформированной зоной является зона березняков, находящихся в конкурентных отношениях с сосной, о чем свидетельствует множество переходных ассоциаций. Древесные сообщества менее доступны для человека, и ввиду достаточной сомкнутости крон имеют небогатый растительный покров с малым числом синантропных видов травянистых растений.
Заключение
В ходе проведенного исследования было выявлено, что флора изучаемого объекта включает 159 видов растений. Проведенный экологический анализ позволил выявить типичную зональную приуроченность изученной флоры. В результате изучения растительности был выявлен ряд ассоциаций представляющих группы сходных фитоценозов. Сходные ассоциации были объединены в определенные зоны: 1) Березняки; 2) Сосняки; 3) Осинники; 4) Ивняки; 5) Травянистые сообщества и соответственно нанесены на карту территории. Это особенно важно при проектировании полигона для планирования работ по вырубке
деревьев, формирования санитарно-защитной зоны полигона, а также разработке общей схемы полигона. Экологической компонентой эколого-флористического зонирования является выявление степени антропогенной трансформации для выделенных флористических зон. Это позволяет обосновать выбор участка для строительства полигона, с учетом минимального вреда для уже нарушенного растительного покрова.
Проведенное исследование позволит оценить возможность использования предлагаемой территории под строительство необходимого объекта, в данном случае, полигона промышленных отходов.
Список литературы
1. Козловская О.В., Ильина В.Н. Эколого-флористическое зонирование территории несанкционированного размещения барды с. Рождествено // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2024. № 2. С. 91-98. DOI 10.24412/2071-6176-20242-91-98.
2. Конспект флоры Свердловской области. Часть I: Споровые и голосеменные растения / М.С. Князев, Н.В. Золотарева, Е.Н. Подгаевская [и др.] // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2016. Т. 10. № 4. С. 11-41.
3. Конспект флоры Свердловской области. Часть II: однодольные растения / М.С. Князев, А.С. Третьякова, Е.Н. Подгаевская [и др.] // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2017. Т. 11. № 3. С. 4-108.
4. Конспект флоры Свердловской области. Часть III: двудольные растения (Aristolochiaceae - Monotropaceae) / М.С. Князев, А.С. Третьякова, Е.Н. Подгаевская [и др.] // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2018. Т. 12. № 2. С. 4-95. DOI 10.24411/2072-8816-2018-10013.
5. Конспект флоры Свердловской области. Часть IV: Двудольные растения (Empetraceae - Droseraceae) / М.С. Князев, А.С. Третьякова, Е.Н. Подгаевская [и др.] // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2019. Т. 13. № 2. С. 130-196. DOI 10.24411/2072-8816-2019-10046.
6. Конспект флоры Свердловской области. Часть V: Двудольные растения (Rosaceae) / М. С. Князев, А. В. Чкалов, А. С. Третьякова [и др.] // Фиторазнообразие Восточной Европы. - 2019. - Т. 13, № 4. - С. 305-352. -DOI 10.24411/2072-8816-2019-10056. - EDN GZUYLR.
7. Конспект флоры Свердловской области. Часть VI: Двудольные растения (Fabaceae - Lobeliaceae) / М.С. Князев, Е.Н. Подгаевская, А.С. Третьякова [и др.] // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2020. Т. 14. № 3. С. 190-331. DOI 10.24411/2072-8816-2020-10077.
8. Конспект флоры Свердловской области. Часть VII: двудольные растения (Asteraceae, Cichorioideae) / М.С. Князев, Е.Н. Подгаевская, Н.В. Золотарева [и др.] // Разнообразие растительного мира. 2021. № 4(11). С. 5-33. DOI 10.22281/2686-9713-2021-4-5-33.
9. Конспект флоры Свердловской области. Часть VIII: двудольные растения (Asteraceae, Asteroideae) / М.С. Князев, Е.Н. Подгаевская, Н.В. Золотарева [и др.] // Разнообразие растительного мира. 2022. № 1(12). С. 28-66. DOI 10.22281/2686-9713-2022-1-28-66.
10. Матвеев Н.М. Биоэкологический анализ флоры и растительности (на примере лесостепной и степной зоны): учеб. пособие. Самара: Изд-во «Самарский университет», 2006. 311 с.
Козловская Ольга Викторовна, канд. биол. наук, доцент, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Ильина Валентина Николаевна, канд. биол. наук, доцент, [email protected],Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Самарина Оксана Алексеевна, канд. техн. наук, [email protected], Россия, Самара, Научно-аналитический центр промышленной экологии Самарского государственного технического университета,
Сычева Елена Викторовна, канд. с.-х. наук, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный технический университет
ECOLOGICAL AND FLORISTIC ZONING IN THE DESIGN OF LANDFILLS O.V. Kozlovskaya, V.N. Ilyina, O.A. Samarina, E.V. Sycheva
Presents an original ecological and floristic zoning of the territory of possible construction of an industrial waste landfill site Administratively, the survey territory is located within the boundaries of the municipal formation of the urban district of Pervouralsk, Sverdlovsk region of the Russian Federation, 22 km south-west of the city of Pervouralsk The flora of the study area is represented by 159 plant species Vegetation cover is represented by 30 different associations, which in the course of ecological and floristic zoning, taking into account the degree of anthropogenic transformation, are united into 5 zones: 1) Birch forests, 2) Pine forests, 3) Aspen forests, 4) Willow forests, 5) Grass communities The territory was mapped in accordance with the ecological and floristic zoning, as well as with the value of the synanthropisation coefficient
Key words: vegetation cover, flora, landfills, ecological and floristic zoning, anthropogenic transformation of flora
Kozlovskaya Olga Viktorovna, candidate of biological sciences, docent, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University,
Ilyina Valentina Nikolaevna, candidate of biological sciences, docent, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University,
Samarina Oksana Alekseevna, candidate of technical sciences, [email protected], Russia, Samara, Scientific and Analytical Centre of Industrial Ecology, Samara State Technical University,
Sycheva Elena Viktorovna, candidate of agricultural sciences, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University
