CC BY
12
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ , 2004, том 10 ,№ 21
====----==ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТН1ТИТО1)ИИ====--=======
УДК 634.77(479)
ОЦЕНКА ДИНАМИКИ ТРАВЯНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВОЛГО-АХТУБИНСКОЙ ПОЙМЫ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ 20 СТОЛЕТИЯ*
© 2004 г. А.Н. Бармин1, В.Б. Голуб2, Г.Н. Дормидонтова2, Т.М. Лысенко2
1 Астраханский государственный педагогический университет 414000, Астрахань, ул. Татищева, 20а, Россия 2Институт экологии Волжского бассейна РАН 445003, Тольятти, ул. Комзина, 10, Россия
В результате гидростроительства к началу 70-х годов в бассейне р. Волги сохранился лишь один крупный регион с естественной пойменной растительностью. Это Волго-Ахтубинская пойма и дельта р. Волги. Существование здесь в зоне пустыни интразональных сообществ с луговой, болотной и лесной растительностью обусловлены регулярными попусками воды в нижний бьеф Волгоградского гидроузла. Эти искусственные попуски заменили естественные половодья.
С целью оценки изменений растительности Волго-Ахтубинской поймы периодически проводятся геоботанические обследования стационарных участков и профилей, расположенных на всем ее протяжении в Астраханской и Волгоградской областях (Родман, Горяинова 1978; Голуб, Лосев, 1985). Одна часть этих участков и профилей была заложена в 1958-1961 гг. геоботанической партией Всесоюзного аэрогеологического треста, а вторая — еще раньше, в 1954—1955 гг., Прикаспийской экспедицией Московского государственного университета (Цаценкин, 1962). Линии профилей были нанесены на аэрофотоснимки, а на ключевые участки были составлены крупномасштабные карты с указанием мест геоботанических описаний. Схематическая карта размещения этих участков и профилей дана на рисунке. Последний раз участки и профили посещались в 1998—1999 гг., когда было сделано 545 геоботанических описаний в тех же точках, в которых они проводились и ранее (1954—1959 гг., 1971 — 1973, 1981 — 1982 гг.). По материалам описаний на профилях и ключевых участках за весь период наблюдений проведена оценка динамики травянистого растительного покрова, который преобладает в
Рис. Схематическая карта низовий Волги. Римскими цифрами обозначены районы Волго — Ахтубинской поймы (] — северный, II — средний, III — южный); 1-1 — профиль у г- Ленинск, 2 — 2 — ус. Капустин Яр, 3 — 3 — у с. Болхуны, 4 — 4 — у с. Михайловка, 5-5 — ус. Хошеутово, Звездочками отмечены места расположения ключевых участков.
Fig. Schematic map of the Lower Volga Valley. The regions of Volga -Akhtuba flood —plain are indicated by Roman numbers (1 — northern, II — middle, III — southern); 1 1 - transect near t. Leninsk, 2 — 2 - transect near v. Kapustin Yar, 3-3 - transect near v, Bolkhuny, 4-4 — transect near v. Mikhaylovka, 5 — 5 — transect near v. Khoshentovo. The locations of test sites are marked by asterisks.
Увлажнение Волго-Ахтубинской поймы за счет половодий резко ухудшилось в период 1960—1973 гг., т.е. после завершения строительства основных водохранилищ на Волге. Однако позже высота подъема воды и длительность половодий возросли, особенно в
Волго-Ахтубинской пойме.
* Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 01-04-48008)
самый последний период. Тем не менее, и в последние годы длительность половодий все-таки меньше, чем до зарегулирования водного стока. Половодья заканчиваются на 10 — 20 дней раньше чем в естественных условиях (табл. 1).
Таблица 1 Характеристика половодий по данным гидрометеорологической станции в с. Енотаевкй. Table 1. Tlie characteristic of high waters according to the hydro meteorological data of I he village Enotaevka station.
Средняя Средняя дата
Уровень Пысота над «О» Обеспеченность продолжительность перехода
водомерного а/ пребывания под воды чере: уровень
по ймы водой в годы с при
поста, м при
затоплением, в днях подъеме | спаде
1946-1959 гг.
Высокий 7.5 29 21 29.05 19.06
7.0 50 28 22.05 19.06
Средний 6,5 57 36 25.05 26,06
6.0 06 38 21.05 28.06
5.5 100 45 14.05 20.06
5.0 100 40 1 1.05 28.06
<10 100 61 2.05 2.07
1960-1973 гг.
Высокий 7 5 - — — —
7.0 14 20 19.05 8.06
Средний 6.5 50 22 17.05 0.06
6,0 71 29 11.05 9.00
5,5 100 31 9.05 9.06
5.0 100 34 7.05 10.06
4.0 100 42 3.05 14.06
1974- 1902 гг.
Высокий 7.5 11 24 23.05 16.06
7 0 И 27 20.05 16.06
Средний 6.5 33 28 20.05 17.06
6 0 7 В 33 16.05 18.06
5.5 100 36 14.05 19.06
5.0 ■ 100 3R 12.05 19.06
4.0 100 41 10.05 20.06
1903- 1999 гг.
Высокий 7.5 6 25 7.05 1.06
7.0 24 27 7.05 3 06
Средний 6.5 76 28 6.05 3.06
6.0 94 32 5.05 6.06
5.5 100 39 3.05 11.06
5.0 100 45 1.05 15.06
4.0 100 52 28 04 19.06
Примечание. Разбивка поймы на высотные уровни предложена И. А. Цаценкиным (1962)
Характерной особенностью современного искусственно регулируемого
гидрологического режима Нижней Волги являются более высокие уровни воды в водотоках в межень и, соответственно, более высокие уровни грунтовых вод в пойме.
Если увлажнение поймы за счет половодий за последние полвека колебалось в разных направлениях, то за счет атмосферных осадков оно постоянно увеличивалось за этот период (табл. 2).
Кроме половодий и осадков, на растительный покров Волго-Ахтубинской поймы существенное влияние оказывают такие факторы как сенокошение и выпас скота. По данным государственной статистики с послевоенных лет поголовье скота в зоне Волго-
Таблица 2. Климатические показатели по данным гидрометеорологической станции п с. Енотаевка. Table 2. Climatic indexes according to the hydrometeorological data of the village Enotaevka station.
Средняя сумма Средняя сумма Гидротермический Среднегодовая Среднегодовая
осадков за температур за коэффициент по сумма осадков, температура,
Год Iii период с период с Г 'Г. Селянинову мм °С
температурами температурами
более 10°С более 10°С
1946— 1955 92 3680 0.25 210 8.7
1956- 1972 111 3656 0.30 226 9.0
1973- 1982 134 3526 0.38 230 9.3
1983- 1999 148 3648 0.40 260 9.3
Ахтубинской поймы постоянно нарастало до 70-х годов. Затем, до 1990 г. численность сельскохозяйственных животных стабилизировалась. Так, в Астраханской области (где расположено три четверти площади Волго-Ахтубинской поймы) оно в это время составляло, в среднем, около 450 тыс. условных голов крупного рогатого скота, достигая в отдельные годы 463 — 464 тыс. (1983 г., 1990 г.). Начиная с 1991 г. началось быстрое и резкое падение поголовья. В той же Астраханской области к 1998 г. поголовье скота сократилось до 188 тыс. условных единиц, т.е. по сравнению с 1990 г. в 2.5 раза. Соответственно резко уменьшилась пастбищная нагрузка в Волго-Ахтубинской пойме. Менее интенсивно стали использоваться луга поймы и как сенокосные угодья, в чем мы могли убедиться во время полевых работ в 1998—1999 гг.: большие площади сенокосов стали оставаться нескошенными.
По данным обработки материала, собранного в поле, сравнивались три показателя, характеризующих растительный покров и среду местообитаний: 1) общий флористический состав, 2) состав растительных сообществ, 3) показатели увлажнения, 4) «богатства и засоления» почвы и 5) пастбищной дигрессии по шкалам Л.Г. Раменского (Раменский и др., 1956). Эти характеристики определялись в трех отрезках поймы: южном, среднем и северном (рис.).
Для оценки изменений общего флористического состава была рассчитана встречаемость растений, фиксируемая в геоботанических описаниях в каждой из трех частей поймы |1. Виды, встречаемость которых хотя бы в одном отрезке долины в какой-либо период наблюдений превышала 20%, представлены в таблице 3. Таких видов и некоторых их агрегаций оказалось 51. Как видно, очень заметных изменений состава флоры не произошло. Колебания встречаемости видов растений в различные периоды скорее свидетельствуют о флюктуационных изменениях.
Следует обратить внимание на уменьшение встречаемости в последние годы таких типичных пастбищных растений как Artemisia austriaca, Taraxacum officinale, Poa angustifolia, видов секции Aviculare рода Polygonum. В то же время увеличилась встречаемость крупных трав: Althaea officinalis, Glycyrrhiza echinata, G. glabra, Bulomus umbellatus. Одновременно в 1998—1999 гг. в средней и северной частях поймы было отмечена повышенная встречаемость неофитов: Xanthium albinum и Bidens frondosa. Последний вид расширяет свое распространение в Волго-Ахтубинской пойме, занимая все новые экотопы.
Кроме растений, представленных в таблице 3, необходимо упомянуть о том, что в естественных сообществах северной части поймы стал отмечаться Amorpha fruticosa, который ранее в 1999 г. еще не фиксировался в точках наших учетов. В то же время в этом районе стабилизировалась встречаемость неофита Fraxinus pennsylvanica, который в 1954—1959 гг. и 1971 — 1973 гг. был отмечен на 2% площадок геоботанических описаний в 1981 - 1982 гг. - на 5%, а 1998-1999 гг. - на 4%.
^ Латинские названия видов растений даются по С.К Черепанову (1995).
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ , 2004, том 10 ,№ 21
Таблица 3. Встречаемость видов растений в различных частях Волго —Актубинекой поймы, % Table 3. Meeting freqtiencyof plant species in different parts of Volga — Akhtuba flood—plain, %.
Район поймы северный средний южный
Учрты 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Bromopsis inerniis 57 60 61 54 56 58 69 72 26 16 15 22
Lytnim virgatum + L. salicaria 75 56 55 64 37 32 43 42 66 50 40 56
/iiuicr britannica 57 53 58 54 54 50 71 55 42 52 54 58
Eleocharis palustris + П. uniglumis 46 73 69 61 47 76 65 73 71 64 54 58
Euphorbia и miens is + Я. borodin ii 40 51 59 60 61 66 79 76 58 60 52 53
Ely trig ia reprns 39 54 51 39 47 54 50 58 74 78 58 64
Carex melon ostachya 39 44 24 36 51 54 52 59 54 49 28 39
Cirsium arvense s i. 39 25 32 44 14 12 23 26 20 7 3 8
Senecio jacobaea 30 37 37 14 36 39 34 14 55 40 46 24
Convolvulus arvensis 36 44 45 59 58 6! 64 72 38 45 42 51
Galium verum 30 45 52 39 38 51 55 59 14 15 9 15
Stachis palustris 29 24 29 41 21 П 15 12 11 14 12 17
Hierochloe repens 28 32 37 48 37 52 53 65 43 44 33 47
Gratiola officinalis 28 29 42 44 19 14 28 17 15 7 9 8
Achillea septentrionalts 25 18 22 25 И 8 1 1 4 2 1 2 1
Xanthium albi mi in 25 13 26 60 35 22 26 39 30 ! 5 28 27
Butomus umbeliatus 24 14 27 31 16 8 19 22 26 7 28 33
Asparagus officinalis 22 17 26 36 22 22 27 29 69 63 49 54
Althaea officinalis 21 4 18 35 18 7 ! 1 20 48 22 36 57
Tragopogon podolit:us 20 34 27 13 26 39 40 14 31 44 37 И
Carex acuta 20 8 15 22 14 6 14 15 8 3 3 6
Echinochloa crusgalli 19 4 2 20 33 9 10 29 24 5 6 15
Carex praecox 18 37 43 36 22 4! 36 35 19 22 11 16
Calamagrostis epigeios 18 9 22 15 16 16 16 15 6 10 7 9
Bolboschoenus maritimus 17 9 13 34 18 8 23 39 45 31 43 56
Euphorbia palustris 16 13 20 19 15 7 6 9 16 15 8 18
Scirpus lacustris 16 13 17 31 1 2 2 2 - - - 1
Polygonum (секция aviculare) 18 14 25 10 24 48 42 24 19 17 25 14
Bidens tripartita -f R. frondosa 14 3 10 20 15 7 9 19 11 2 1 3
Allium angulosum 13 17 24 13 18 6 29 9 33 19 21 32
Rubia tatarira. 12 ! 7 11 31 21 17 22 21 16 23 15 31
Vicia cracca 12 ! 2 14 30 9 2 8 9 7 3 2 5
Lysimachia vulgaris 12 7 16 19 10 1 15 21 1 1 3 2
Lotus corniculatus 11 20 24 16 14 21 26 ¡8 9 20 20 11
Plant ago major 11 5 27 11 8 6 22 4 5 8 12 2
Rumex thyrsiflorns 10 15 9 14 20 6 9 4 9 2 1 2
Scutellaria galcriculata + S. dubia 13 12 19 14 12 7 18 9 13 19 23 21
Phalaroides arundinacea 9 15 8 16 5 1 2 5 3 1 3 2
Potentilla bifurca 8 13 ! 5 12 24 30 28 20 12 6 8 6
Rorippa brachicarpa. 3 7 35 30 30 8 41 19 9 16 38 22
Psamoph iliella mural is 6 8 10 4 10 17 24 2 - - - -
Eryngium planum 5 ! 4 34 32 10 19 42 36 16 33 11 14
Thalictrum flavum 5 9 8 25 7 2 10 12 2 - 1 3
Glycyrrhiza eckinata 5 1 4 5 9 6 10 25 19 21 12 32
Eleocharis acicularis 3 20 5 3 - 3 1 1 - 11 15 7
Poa angustifolia 2 13 22 10 3 3 15 6 - „ 1 -
Glycyrrhiza glabra 2 7 6 14 14 25 14 32 5 22 20 25
Ac гор t Hon repens 2 4 6 11 9 26 27 23 13 26 27 37
Taraxacum officinale 1 3 26 2 1 И 24 6 - - 9 1
Artemisia austriaca 1 3 14 8 5 37 27 7 6 10 11 7
Dodartia oriental is - 2 1 3 5 9 7 8 19 20 22 22
Учеты: 1 - 1<154- 1959 гг. 2 - 1971 - 1973 гг. 3 - 1981- 1982 гг. 4 - 1998- 1999 rr
Что касается состава доминантов травянистых сообществ, то следует отметить уменьшение представленности среди них в последний период в сравнении с учетами, проведенными в 1981 — 1982 гг., таких пастбищных растений как Artemisia auslriaca, Acroptilon repens, Inula britannica. В южной части поймы среди доминантов уменьшилась встречаемость Bolboschoenus maritimus, что может индицировать некоторое уменьшение засоления почвы. Среди доминантов в пойме увеличилась представленность гагофитов и мезофитов: Eleocharispalustris, E. uniglumis и Bromopsis inermis.
Для оценки изменений представленности различных сообществ в сравниваемые периоды описанные участки фитоценозов были отнесены к классам международной эколога — флористической классификации растительности, которая к настоящему времени разработана для Волго-Ахтубинской поймы (Golub, Mirkin, 1986; Golub et al., 1991; Golub; Kuzmina, 1996; 1997). Из таблицы 4 видно, что самая высокая представленность сообществ класса Phragmitetea была в начальный период наблюдений, когда сток Волги был еще мало изменен и половодья отличались наибольшей длительностью и высотой подъема воды. В 1971 — 1973 гг., приходящихся на самый маловодный период Волги, встречаемость сообществ этого класса была наименьшей. Следует обратить внимание на нарастание от 50-60-х годов к 80-ым годам представленности ксерофитных пастбищных сообществ класса Polygono-Artemisietea austriacae и резкое уменьшение встречаемости этих сообществ в 90-е годы.
Таблица 4. Представленность сообществ разных классов на площадках геоботанических описаний в различные периоды на территории Волго-Ахтубинской поймы, %. Table 4. Meeting frequency of communities of various classes on the geobotanical reteve sites in the different time periods on the Volga-Akhtuba flood-plain territory, %,
Классы растительности 1954-1959 гг. 1971 — 1973 гг. 1981-1982 гг. 1998- 1999 ГР.
Phragmitetea R, Тх, et Preising 20.5 12.9 19.3 19.0
1942
Molinio-Arrhenatheretea R.Tx. 69.0 69.4 63.4 65.0
1937
Glycyrrhizetea glabrae Golub 6.5 12.9 11.0 11.5
et Mirk, in Golub 1995
Polygon o-Artemisietea 0.5 2.7 2.2 1,7
austriacae Mirk., Sakh. et
Solm. in Mirk, et al. t986
Сообщества прочих классов 3.5 2.1 2.8 2.8
Всего 100 100 100 100
Весьма показательна динамика представленности сообществ класса Glycyrrhizetea glabrae. Этот класс объединяет остепненные и опустынненные фитоцеиозы па высоких пойменных местообитаниях часто с доминированием фреатофита — Glycyrrhiza glabra. Уменьшение уровней подъема воды во время половодий после зарегулирования водного стока, одновременно с повышением меженных уровней значительно увеличило площадь экотопов, которые по своим экологическим условиям соответствуют требованиям сообществ класса Glycyrrhizetea glabrae. Это привело к тому, что после 1959 г. встречаемость этих сообществ в Волго-Ахтубинской пойме увеличилась вдвое. Фитоценозы, наиболее распространенного в пойме класса Molinio-Arrhenatheretea, занимающего преимущественно средний уровень, мало меняли свою представленность.
Обработка геоботанических описаний по шкалам Л.Г. Раменского показала, что на всей территории Волго-Ахтубинской поймы в последние 15 — 20 лет произошло увеличение встречаемости местообитаний от 64-ой до 103-ей ступеней увлажнения за счет уменьшения доли местообитаний со ступенями увлажнения от 31-ой до 63-й (табл. 5). Таким образом, растительность индицирует рост увлажненности поймы, причиной
которой являются увеличение количества атмосферных осадков и мощности половодий в последний период. Вторая, средняя часть рассматриваемой таблицы говорит, о том, что в последние два десятилетия нарастало «богатство — засоление» почвы. Вероятно это связано с увеличением мощности половодий. Благодаря им в долину Нижней Волги стало больше наноситься плодородного наилка. Пойменные местоположения стали лучше увлажняться, что привело к увеличению продуктивности фитоценозов, также как это произошло в дельте р. Волги (Голуб, Бармин, 1995; ВаЫта й а1., 1999). Увеличение продуктивности растительности, в свою очередь, тоже могло способствовать росту плодородия почвы в Волго-Ахтубинской пойме. Третья часть таблицы подтверждает факт уменьшения пастбищной дигрессии растительности Волго-Ахтубинской поймы к 1998—1999 гг.
Таблица 5. Представленность различных типов местообитаний на территории Волго-Ахтубинской поймы по шкалам Л.Г. Раменского, % Table 5. Meeting frequency of different types of habitats on the territory of Volga —Akhtuba flood-plain according to scales by L.G. Ra men sky, %.
Район поймы южный средний северный
Годы наблюдений 1954 — 1959 1971 -1973 1901 -1982 1ОД8-194)9 19541959 1971 -1973 1901 -1982 19901999 19541959 1971 -1973 1981 - 1982 ! У OiJ-HJ 99
Ступени Шкала увлажнения
31-52 Сухостеппое — нлажпостешюе 5 {) 7 3 3 15 12 а 2 2 4 3
53-63 Сухолуговое 14 23 15 10 34 42 24 26 21 28 14 14
64-76 Вллжнолуговое 59 54 55 63 42 33 42 49 30 39 50 42
77-80 С ы ролу г ов о е 1С 9 13 13 17 6 18 14 31 25 1« 31
89-103 Болотио - луговое -болотное б 6 10 9 4 4 4 4 8 6 ¡4 10
Шкала богатства и засоления почвы
7-13 Небогатые и довольно богатые 18 12 12 7 63 59 61 56 90 87 72 75
14-16 Богатые 02 08 8)! 93 37 41 39 44 12 13 28 25
Шкала пастбищной дигроссии
1-2 Влияние выпаса очень слабое 14 7 2 4 9 3 6 1 31 10 36
3-4 Слабое влияние цыпаса 09 77 05 08 83 77 90 94 65 67 80 62
5 Умеренное влияние выпаса 12 8 7 6 6 14 4 4 1 _ 1 1
6-7 Сильное влияние выпаса 5 8 б 2 2 6 1 4 3 2 ! 1
Авторы выражают благодарность Л. С. Родман за предоставление старых
геоботанических описаний, характеризующих растительность на ключевых участках
Волго-Ахтубинской поймы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Голуб В.Б., Бармин. А.Н. Некоторые аспекты динамики почвенпо — растительного покрова дельты р. Волги // Экология. 1995. №2. С. 156— 158.
2. Голуб В.Б., Лосев Г.Л. Оценка изменений травяной растительности Волго-Ахтубинской поймы за период зарегулированного стока // Бюл. МОИП. 1985. Отд. биол. Т. 90. Вып. 3. 51-62.
3. Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М. Гос. изд —во сельск. литературы. 1956. 471 с.
4. Родман Л.С., Горяинова И.Н. Итоги изучения динамики растительности лугов Волго-Ахтубинской поймы // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1978. Т. 85. Вып. 5. С.65 —77.
5. Цаценкин И.Л. Растительность и естественные кормовые ресурсы Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги // Природа и сельское хозяйство Волго-Ахтубинской долины и дельты р. Волги. М. Изд-во МГУ. 1962. С. 118-192.
6. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.: «Мир и семья». 1995. 992 с.
7. Baldina Е.А., De Leeuw J., Gorbunov А.К., Labutina А.К., Zhivogliad A. F., Kooistra J.F. Vegetation change in the Astrakhanskiy Biosphere Reserve (Lower Volga Delta, Russia) in relation to Caspian Sea level fluctuation // Environmental Conservation. 1999. V. 26. N 3. P. 196-178.
8. Golub V.B., Mirkin B.M. Grasslands of t.ho Lower Volga Valley // Folia Geobotanica et Phytotaxonomica. 1986. V. 21.№ 4. P. 337-395.
9. Golub V.B., Losev G.A., Mirkin В M. The aquatic and hydrophytic: vegetation of the Lower Volga Valley // Phytocoenologia 1991. V. 20. № 1. P. 1 -63.
10.Golub V.B., Kuzmina E.V. Ruderal vegetation im Tiefland dor Unteron Wolga // Feddes repertorium. 1996. V. 107. № 3-4. P. 225-241.
11.Golub V.B., Kuzmina E.G. The communities of cl. Querco-Fagctea Br-Bl. et Vlieger in Vlieger 1937 of the Lower Volga Valley // Feddes Repertorium. 1997. V. 108. № 3-4. P. 205-218.
DYNAMIC EVALUATION OF VOLGA-AKHTUBA FLOOD-PLAIN HERBACEOUS VEGETATION OVER THE SECOND HALF OF 20TH CENTURY
© 2004. A. N. Barmin1. V.B. Golub2, G. N. Dormidontova2, T. M. Lysenko2
1Astrakhan Slate Pedagogical University 414000, Astrakhan, 20 a. Tatitshev str..
Russia
2 Institute of Ecology of Volga river basin, Russian Academy of sciences 445003, Tolyatti, 10, Komzin str., Russia The results of half centennial monitoring of Volga-Akhtuba flood-plain herbaceous vegetation are analyzed in the article. The Volga river water discharge has been changing considerably during this period of time. The water discharge had decreased in 50-70-th of the twentieth century and has increased considerably in 80-90-th. Besides farming usage of Volga-Akhtuba flood-plain meadows as haymakings and pastures has decreased in the last decade. The xerophytization and pascual degradation of vegetation was observed till the 80-th, then the hydrophytization and reduction pascual degradation processes have begun.
