CC BY
47
Экология
УДК 504.54:502.4:574.4
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИТОЦЕНОЗОВ В СИСТЕМЕ ЛАНДШАФТОВ БОТАНИЧЕСКОГО САДА ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
А. А. Воронин, к. с.-х. н., доцент, директор ботанического сада Воронежского государственного университета, г. Воронеж, Россия, [email protected]
В статье рассматриваются особенности моделирования зональных, азональных и интразональных растительных сообществ в системе ландшафтов ботанического сада Воронежского госуниверситета. Используя эколого-фитоценотические и эколого-ландшафтные показатели природных сообществ, разработана экотопическая структура и флористический состав для 6 участков проектируемых фитоценозов: степные сообщества Центрального Черноземья; кальцефитно-петрофитные сообщества сниженных Альп Среднерусской возвышенности; водные и прибрежно-водные сообщества растений; ольховый лес, сосновый и широколиственный лес. Составлена картосхема их размещения. Их общая площадь составляет 15 353 м2. В качестве ценообразователей для степных сообществ рассматриваются виды родов: Bromopsis, Elytrigia, Poa, Stipa, Festuca; для снижено-альпийских группировок: Festuca cretacea, Androsace koso-poljanskii, Scutellaria supina, Potentilla tanaitica, Helianthemum nummularium, Carex humilis; для черноольхо-вых лесов — Alnus glutinosa. Моделирование зонально-региональных фитоценозов позволит ботаническому саду сохранять уникальные сообщества аборигенных растений.
The article considers the features of modeling zonal, azonal and intrazonal plant communities in the landscape system of the Botanical Garden of Voronezh State University. Using ecological-phytocenotic and ecological-landscape indicators of natural communities, the ecotopic structure and the floral composition for 6 plots of the projected phytocenoses are developed: the steppe communities of the Central Black Soil Region; the calceophyte-petrophytic communities of the Lower Alps of the Central Russian Upland; the water and coastal-water communities of plants; the alder wood, the pine and broad-leaved forest. A map of their location was compiled. Their total area is 15 353 m2. As the pricing for the steppe communities, the following species are considered: Bromopsis, Elytrigia, Poa, Stipa, Festuca; for reduced Alpine groupings: Festuca cretacea, Androsace koso-poljanskii, Scutellaria supina, Potentilla tanaitica, Helianthemum nummularium, Carex humilis; for alder forests — Alnus glutinosa. Modeling zonal-regional phy-tocenoses will allow the botanical garden to preserve unique communities of native plants.
Ключевые слова: моделирование, фитоценоз, ботанический сад, растительное сообщество.
Keywords: modeling, phytocenoses, botanical garden, plants community.
Длительный опыт моделирования растительных сообществ накоплен в ботаническом саду Воронежского государственного университета [1—6]. В связи с актуальностью работ по реконструкции и модернизации территории сада [7—9] разрабатывается картографическая основа размещения модельных зональных и азональных фитоценозов Центрального Черноземья в системе его ландшафтов. Моделирование фитоценозов объединяет современные инженерные технологии, ландшафтные и эколого-фитоценотические принципы.
Для моделирования степных сообществ Центрального Черноземья выбран склон балки восточной экспозиции в южной части ботанического сада (рис.). Степи Центрального Черноземья представляют собой сообщества травянистых, кустарниковых и полукустарниковых морозо- и засухоустойчивых растений. Среди них преобладают дерновинные злаки, часты дерновинные осоки и разнотравье.
Основными прототипами и источниками посадочного и семенного м атериала для формирования степного ценоза на территории ботанического сада выступают особо охраняемые природные территории Воронежской области, богатые во флористическом отношении: урочища Шлепчино и Помяловская балка, Хрипунс-кая степь Богучарского р-на; проломниковая степь у села Михнево Нижнедевицкого р-на; степные склоны у села Владимировка Острогожского района и др. Проект модельного сообщества охватывает площадь порядка 6300 м2.
Для моделирования рекомендованы два типа степей: северные разнотравно-злаковые и южные разнотравно-злаковые. В соответствии с зональными особенностями для формирования флоры сообществ северных разнотравно-злаковых степей предлагаются луговые и луго-во-степные виды растений, которые предпочитают рав-
Рис. Размещение в системе ландшафтов ботанического сада Воронежского госуниверситета моделируемых зональных,
азональных и интразональных растительных сообществ: 1 — степи; 2 — «сниженные Альпы»; 3 — водных и прибрежных местообитаний; 4 — черноольховых лесов; 5 — широколиственных лесов; 6 — сосновых лесов
номерное увлажнение, но в то же время приспособлены к периодическим засухам. В качестве ценообразователей выступают корневищные злаки: виды родов Bromopsis, Elytrigia, Poa, Stipa, Festuca. В качестве разнотравья рекомендованы: Adonis vernalis, Sedum maximum, Filipendula vulgaris, Iris aphylla, Pedicularis kaufmannii, Pulsatilla pratensis, Dianthus deltoids, Dianthus superbus, Draba si-birica, Salvia stepposa, Verbascum phoeniceum, Veronica spicata и др.
Южные разнотравно-злаковые степи слагают различные виды ковылей: Stipa capillatа, Stipa ucrainica, Stipa tirsa, Stipa zalesskii и Stipa pennata. Среди весенних эфемероидов рекомендованы Hyacinthella leucophaea, Adonis volgensis, Bellevalia sarmatica и Tulipa schrenkii.
Для моделирования азонального растительного сообщества, которое имитирует сообщества сниженных Альп, предложена система кальце-фитно-петрофитных экотопов площадью около 2652 м2. Для ее создания выбран склон южной
экспозиции в южной части ботанического сада, на котором будет имитирован горный ландшафт с обрывистыми известняковыми скалами, расщелинами и углублениями породы, меловыми обнажениями.
«Сниженные Альпы» — древние растительные сообщества на склонах с меловой и известняковой подпочвой, с наибольшей концентрацией реликтовых и эндемичных растений Среднерусской возвышенности, на многие сотни километров удаленных от своего основного ареала. Растения Крыма, Карпат, Западной Европы и Сибири «мигрировали» на Среднерусскую возвышенность в доледниковые, ледниковые, теплые межледниковые и послеледниковые эпохи [10].
Флора самых высоких участков экспозиции, которые характеризуются наиболее жесткими для произрастания растений микроусловиями, формируется из устойчивых видов растений: Festuca cretacea, Androsace koso-poljanskii, Alyssum gmelinii,
Schivereckia podolica. Для средней части склона предложены: Onosma simlicissima, Scutellaria supina, Potentilla tanaitica, Helianthemum nummularium, Linum ucranicum Linum hirsutum, Centaurea ruthe-nica, Hedysarum grandiflorum, Carex humilis и др. Флору нижней части и подножия слагают: Linum austriacum, Cephalaria uralensis, Trinia multicaulis, Gypsophila altissima и др.
Для моделирования водных и прибрежно-вод-ных фитоценозов выбран пруд в исторической части ботанического сада площадью около 0,2 га. В состав флоры модельного фитоценоза включены 20 видов земноводных и водных растений: Acorus calamus, Typha latifolia, T. angustifolia, Alisma plantago-aquatica, Iris pseudacorus, Calla palustris, Caltha palustris, Utricularia vulgaris, Hydrocharis mor-sus-ranae, Nuphar lutea, Nymphaea alba, Potamogeton natans, P. perfoliatus и др. Проект фитоценоза предполагает введение редких и декоративных видов: Trapa natans, Aldrovanda vesiculosa и Salvinia natans, которые относятся к реликтам третичного периода [11, 12].
Проектируемые модельные сообщества в прибрежной части водоема будут плавно переходить в модельное сообщество черноольхового леса площадью около 720 м2. Растительный покров влажных ольховых лесов слагается в основном из представителей гидрофильного разнотравья. Здесь будут имитироваться фрагменты урочищ «Жи-ровской лес» и «Черный лес» (Подворонежье) с типичными зарослями Matteucia struthiopteris, Veratrum lobelianum, Carex acuta. В качестве цено-образователя выступает А1пж glutinosa — эдифи-катор сообщества. Проектируемая экотопичес-кая структура сообщества включает: более сухой, влажный и сырой участки ольшаника, с характерным видовым составом растений. В зоне, постоянно заполненной водой, размещаются воздушно-водные растения: Saggitaria sagittifolia, Sparga-nium erectum. В зоне избыточного увлажнения — гигрофиты и мезогигрофиты: Comarum palustre, Glyceria maxima, Lycopus exaltatus, Juncus effuses и др. В зоне среднего увлажнения формируются группировки гигромезофитов и мезофитов: Symp-hytum officinale, Filipendula ulmaria, Humulus lupu-
lus, Lysimachia vulgaris, Calystegia sepium, Lysima-chia nummularium.
Для моделирования фитоценозов сосновых лесов выбран участок сосняка искусственного происхождения (высажен в 1939 г.) в северной части ботанического сада (рис.) площадью около 2300 м2. В естественных условиях сообщества сухих боров приурочены к надпойменным террасам с песчаными и супесчаными малогумусными почвами. В них основную средообразующую роль играет сосна обыкновенная (Pinus sylvestris). В качестве прототипов природных экосистем сосновых лесов выступают островные лесные массивы — Усманский бор и Хреновской бор. Для моделирования выбраны сообщества сухого и сложного боров.
В состав флоры фитоценотических группировок соснового леса включены: Pteridium aqulinum, Sempervivum ruthenicum, Vaccinium vitis-idaea, Centaurea sumensis, Antennaria dioica, Pulmonaria angustifolia), Pulsatilla patens, Chimaphila umbellata и др.
Для моделирования сообществ широколиственных лесов выбран участок искусственной дубравы в центральной плакорной части ботанического сада (рис.) площадью около 3381 м2, который характеризуется сложной многоярусной структурой. Первый ярус высотой 15—20 м слагают Quercus robur, Acer platanoides, Fraxinus exse-lsior. Второй ярус представлен Betula pendula Roth и Acer platanoides. В подлеске: Crataegus rhipido-phylla, Euonymus verrucosa и E. europaea. Травяной покров образован Aegopodium podagraria, Carex pilosa, Pulmonaria obscura, Stellaria holostea и другими видами. Для обогащения флоры уже сложившегося фитоценоза рекомендованы: Salvia glutinosa, Melica nutans, Veratrum nigrum, Actaea spicata Dryopteris carthusiana, Gallium odoratum Co-rydalis marschalliana, Dentaria quinquefolia и др.
Сформированная картографическая основа размещения модельных фитоценозов в структуре ландшафтов ботанического сада позволяет лесостепному центру интродукции развивать свою природоохранную функцию, направленную на сохранение разнообразия зональных, азональных и интразональных растительных сообществ.
Библиографический список
1. Лепешкина Л. А., Серикова В. И., Муковнина З. П., Кузнецов Б. И., Воронин А. А. Природная флора Центрального Черноземья в коллекциях и экспозициях Ботанического сада Воронежского госуниверситета // Флора и растительность Центрального Черноземья — 2015: материалы межрегиональной научной конференции, посвященной 80-летнему юбилею Центрально-Черноземного заповедника. — Курск, 2015. — С. 174—177.
2. Лепешкина Л. А. Биогеографические закономерности формирования флоры Воронежского городского округа: автореферат дис. ... канд. географ. наук / Л. А. Лепешкина. — Воронеж, 2007. — 24 с.
3. Лепешкина Л. А., Муковнина З. П., Комова А. В., Воронин А. А. Микрозаповедники ботанического сада как ценные ботанические объекты // Флора и растительность Центрального Черноземья: Материалы науч. конф. — Курск, 2012. — С. 127—131.
4. Лепешкина Л. А., Воронин А. А., Воронина В. С. Ботанические коллекции и экспозиции как зонально-интразо-нальная система озеленения городских территорий // Плодоводство и ягодоводство России. — 2014. — Т. ХХХХ. № 1. — С. 195—198.
5. Особо охраняемые природные территории. Интродукция растений — 2014: материалы заочной международной научно-практической конференции (25 июня 2014 г.) / Под науч. ред. В. Н. Калаева, А. А. Воронина — Воронеж: Роза ветров, 2014. — С. 23—26.
6. Лепешкина Л. А., Серикова В. И. Ландшафтно-экологические основы строения и функционирования экспозиции «Сниженные Альпы» в ботаническом саду Воронежского госуниверситета // Теоретические и прикладные проблемы использования, сохранения и восстановления биологического разнообразия травяных экосистем. — Ставрополь: АГРУС, 2010. С. 241—243.
7. Воронин А. А., Ту В., Клевцова М. А., Лепешкина Л. А., Ли С. Концептуальные основы развития Ботанического сада им. Б. М. Козо-Полянского Воронежского государственного университета: опыт, проблемы, перспективы // Современная экология: образование, наука, практика: материалы международной научно-практической конференции (г. Воронеж, 4—6 октября 2017 г.). — Воронеж, 2017. — Т. 2. — С. 194.
8. Воронин А. А., Николаев Е. А., Комова А. В. Ботанический сад имени профессора Б. М. Козо-Полянского Воронежского государственного университета — центр интродукции и сохранения биоразнообразия растений // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Проблемы высшего образования. — 2013. — № 1. — С. 185—191.
9. Воронин А. А., Николаев Е. А. Ботанический сад им. проф. Б. М. Козо-Полянского: новые направления научно-практических исследований и перспективы территориальной организации // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География и геоэкология. — Воронеж, 2017. — № 3. — С. 120—124.
10. Барабаш Г. И., Кунаева Т. И., Муковнина З. П. Охрана редких кальцефитов Среднего Дона и их культивирование в ботаническом саду ВГУ // Проблемы интродукции и экологии Центрального Черноземья. — Воронеж, 1997. — С. 45—50.
11. Воронин А. А., Лепешкина Л. А., Серикова В. И., Муковнина З. П., Комова А. В. Коллекции и экспозиции природной флоры и растительности Центрального Черноземья в Ботаническом саду им. проф. Б. М. Козо-Полянского Воронежского госуниверситета (путеводитель). — Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2017. — 98 с.
12. Лепешкина Л. А., Прохорова О. В., Дендебер А. В. К стратегии создания искусственных степных сообществ в условиях лесостепи на базе Ботанического сада Воронежского госуниверситета // Степи Северной Евразии: Материалы международного симпозиума. — Оренбург, 2009. — С. 434—437.
MODELING PHYTOCENOSES IN THE LANDSCAPES SYSTEM OF THE BOTANICAL GARDEN OF VORONEZH STATE UNIVERSITY
A. A. Voronin, Head of the Botanical Garden, Ph. D. (Agriculture), Associate Professor of Voronezh State University, Voronezh, Russia. [email protected]
References
1. Lepeshkina L. A., Serikova V. I., Mukovnina Z. P., Kuznetsov B. I., Voronin A. A. Prirodnaya flora Central'nogo CHer-nozem'ya v kollekciyah i ehkspoziciyah Botanicheskogo sada Voronezhskogo gosuniversiteta [Natural flora of the Central Chernozem Region in the collections and expositions of the Botanical Garden of Voronezh State University]. Flora i rasti-tel'nost' Central'nogo Chernozem'ya — 2015: materialy mezhregional'noj nauchnoj konferencii, posvyashchennoj 80-letnemu yubileyu Central'no-Chernozemnogo zapovednika [Flora and vegetation of the Central Chernozem Region — 2015: proc. of the interregional scientific conference dedicated to the 80th anniversary of the Central Chernozem Reserve]. Kursk, 2015. P. 174—177. (in Russian)
2. Lepeshkina L. A. Biogeograficheskie zakonomernosti formirovaniya flory Voronezhskogo gorodskogo okruga: Avtoreferat dis. ... kand. geograf Nauk [Biogeographic patterns of flora formation in the Voronezh urban district: Thesis Abstract for PhD in Geography]. Voronezh, 2007. 24 P. (in Russian)
3. Lepeshkina L. A., Mukovnina Z. P., Komova A. V., Voronin A. A. Mikrozapovedniki botanicheskogo sada kak cennye bo-tanicheskie ob»ekty [Microreserves in the botanical garden as a valuable botanical objects] Flora i rastitel'nost' Central'nogo Chernozem'ya: materialy nauch. konf. [Flora and vegetation of the Central Chernozem Region: proc. of the scientific conference]. Kursk, 2012. P. 127—131. (in Russian)
4. Lepeshkina L. A., Voronin A. A., Voronina V. S. Botanicheskie kollekcii i ehkspozicii kak zonal'no-intrazonal'naya sistema ozeleneniya gorodskih territory [Botanical collections and expositions as a zonal-intrazonal system of planting of greenery in urban areas]. Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii [Fruit growing and gourd cultivation of Russia]. 2014. Vol. XXXX. No. 1. P. 195—198. (in Russian)
5. Lepeshkina L. A., Prokhorova O. V., Tokareva O. V., Grigor'eva O. V. Sohranenie stepnyh soobshchestv ex situ v botan-icheskom sadu Voronezhskogo gosuniversiteta [Preservation of steppe communities ex situ in the botanical garden of Voronezh State University]. Osobo ohranyaemyeprirodnye territorii. Introdukciya rastenij — 2014) [Specially Protected Natural Territories. Plant introduction — 2014]. Voronezh: Roza vetrov, 2014. P. 23—26. (in Russian)
6. Lepeshkina L. A., Serikova V. I. Landshaftno-ehkologicheskie osnovy stroeniya i funkcionirovaniya ehkspozicii "Snizhennye Al'py" v botanicheskom sadu Voronezhskogo gosuniversiteta [Landscape-ecological foundations of the structure and functioning of the exhibition "Lower Alps" in the Botanical Gardens of Voronezh State University]. Teoreticheskie i prikladnye problemy ispol'zovaniya, sohraneniya i vosstanovleniya biologicheskogo raznoobraziya travyanyh ehkosistem [Theoretical and Applied Problems of Use, Preservation and Restoration of Biological Diversity of Herbal Ecosystems]. Stavropol': AGRUS, 2010. P. 241—243. (in Russian)
7. Voronin A. A., Tu V., Klevtsova M. A., Lepeshkina L. A., Li S. Konceptual'nye osnovy razvitiya Botanicheskogo sada im. B. M. Kozo-Polyanskogo Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta: opyt, problemy, perspektivy [Conceptual bases of the development of the Botanical Garden. BM Kozo-Polyansky of Voronezh State University: experience, problems, prospects]. Sovremennaya ehkologiya: obrazovanie, nauka, praktika: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii (g. Voronezh, 4—6 oktyabrya 2017 g.) [Modern Ecology: Education, Science, Practice: Materials of the International Scientific and Practical Conference Voronezh, October 4—6, 2017)]. Voronezh, 2017. Vol. 2. P. 194—198. (in Russian)
8. Voronin A. A., Nikolaev E. A., Komova A. V. Botanicheskij sad imeni professora B. M. Kozo-Polyanskogo Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta — centr introdukcii i sohraneniya bioraznoobraziya rastenij [Botanical Garden named after Professor BM Kozo-Polyansky of Voronezh State University as the Center for Introduction and Conservation of Plant Biodiversity] Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Problemy vysshego obrazovaniya [Proceedings of the Voronezh State University. Ser. Problems of higher education]. 2013. No. 1. P. 185—191. (in Russian)
9. Voronin A. A., Nikolaev E. A. Botanicheskij sad im. prof. B. M. Kozo-Polyanskogo: novye napravleniya nauchno-prak-ticheskih issledovanij i perspektivy territorial'noj organizacii [Botanical Garden. prof. B. M. Kozo-Polyansky: new directions of scientific and practical research and prospects for territorial organization]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geografiya i geoehkologiya [Proceedings of the Voronezh State University. Ser. Geography. Geoecology]. Voronezh, 2017. No. 3. P. 120—124. (in Russian)
10. Barabash G. I., Kunaeva T. I., Mukovnina Z. P. Okhrana redkih kal'cefitov Srednego Dona i ih kul'tivirovanie v botan-icheskom sadu VGU [Protection of rare calcephytes of the Middle Don and their cultivation in the botanical garden of the VSU]. Problemy introdukcii i ehkologii Central'nogo Chernozem'ya [Problems of introduction and ecology of the Central Chernozem Region]. Voronezh, 1997. P. 45—50. (in Russian)
11. Voronin A. A., Lepeshkina L. A., Serikova V. I., Mukovnina Z. P., Komova A. V. Kollekcii i ehkspozicii prirodnoj flory i rastitel'nosti Central'nogo Chernozem'ya v Botanicheskom sadu im. prof. B. M. Kozo-Polyanskogo Voronezhskogo gosuni-versiteta: putevoditel' [Collections and expositions of the natural flora and vegetation of the Central Chernozem Region in the Botanical Garden. prof. B. M. Kozo-Polyansky Voronezh State University: a guide]. Voronezh: Nauchnaya kniga, 2017. 98 p. (in Russian)
12. Lepeshkina L. A., Prohorova O. V., Dendeber A. V. K strategii sozdaniya iskusstvennyh stepnyh soobshchestv v usloviyah lesostepi na baze Botanicheskogo sada Voronezhskogo gosuniversiteta [Towards a strategy for the creation of artificial steppe communities in the forest-steppe on the basis of the Botanical Garden of the Voronezh State University]. Stepi Severnoj Evrazii: Materialy mezhdunarodnogo simpoziuma [Steppes of Northern Eurasia: Proceedings of the International Symposium]. Orenburg, 2009. P. 434—437. (in Russian)
