Биологическая продуктивность мохово-травяно-кустарничкового покрова ландшафтного заказника «Мартишки (Березы)»

О.В. Созинов, Д.Г. Груммо, Н.А. Зеленкевич, А.В. Пучило

Гродненский государственный университет им. Я. Купалы, Беларусь

Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича НАН Беларуси

 

© Публ. по статье О.В. Созинов, Д.Г. Груммо, Н.А. Зеленкевич, А.В. Пучило. Биологическая продуктивность мохово-травяно-кустарничкового покрова ландшафтного заказника «Мартишки (Березы)»// Экологические проблемы западного региона Беларуси. Тр. II международной научно–практической конференции «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ – 2006», Гродно, ГрГУ им. Я. Купалы, 22 – 24 ноября 2006 года. Гродно, ГрГУ им. Я. Купалы. С.68-73.

 

Верховым болотам принадлежит особая роль в поддержании экологического равновесия: в естественном состоянии они служат аккумуляторами влаги и перераспределения стока, поддерживают качество поверхностных вод, утилизируют углерод и продуцируют кислород, являются местообитаниями ценных лекарственных растений, ягодников и т.д. [1, 2].

К настоящему времени из общей площади 2,9 млн. га болот в Беларуси антропогенно нарушено 1,2 млн. га и 1,7 млн. га сохранены в естественном состоянии. В ближайшей перспективе около 200 тыс. га нарушенных болот подлежат реабилитации [2]. Для грамотной реабилитации болотных экосистем необходима в первую очередь инвентаризация и анализ ненарушенных эталонных болотных биогеоценозов. На современном этапе развития болотоведения и ресурсоведения также актуальными являются вопросы геоботанической структуры и типологии, продуктивности и рационального использования сырьевых ресурсов верховых болот Беларуси [1, 3].

Цель настоящей работы – оценка биологической продуктивности мохово-травяно-кустарничкового покрова болотного массива «Дубатовское» (окрестности д. Дубатовка, Сморгонский район Гродненской области). Исследуемое верховое болото входит в состав ландшафтного заказника местного значения «Мартишки (Березы)» (до 2002 г. – заказник-клюквенник республиканского значения «Дубатовское»). Объект исследования представляет собой типичный верховой болотный массив прибалтийского типа. Выпуклость его поверхности над прилегающими минеральными берегами составляет до 4 м и более. Здесь расположено торфяное месторождение "Дубатовка", залежь которого почти на всю глубину сложена верховыми торфами. Свое развитие она начала с незначительного слоя осоково-сфагнового низинного, а затем переходного торфа, который быстро сменился пушицевым, а затем пушицево-сфагновым. Выше пушицево-сфагновый торф сменяется свитой сфагновых торфов, в которых основное участие принимают медиум- и фускум-торф. На глубине 3,5 и 2,5 м имеются небольшие прослойки сосново-пушицевого торфа.     Размещение постоянных пробных площадей на экорлогическом профиле № 19 (1-3 км на ЮВ от с. Дубатовка Сморгонского района Гродненской обл.)

Изучение структуры и продуктивности фитоценозов болота «Дубатовское» осуществлялось в 2005 г. (июль–август) на экологическом профиле (ЭПР) протяженностью 2300 м (1,0–3,3 км юго-восточнее д. Дубатовка). Ключевой участок подобран с расчетом наиболее полного отражения эколого-фитоценотических особенностей исследуемого болотного массива. По ходе экологического профиля заложено 9 постоянных пробных площадей (ППП). Нивелировочная съемка, лесоводственно-таксационные, эколого-фитоценотические и лабораторные исследования выполнены в соответствии с общепринятыми в геоботанике, лесоведении, почвоведении и математической статистике методами [4].

Экологический профиль

Растительные ассоциации: 1. Deschampsietum caespitosae (subass. D. c. festucetosum rubrae); 2. Salicetum auritae (subass. S. a. caricetosum rostratae); 3. Caricetum rostratae (subass. C. r. calletosum palustris); 4. Eriophoretum vaginati (subass.: 4a - E. v. oxycoccetosum palustris, 4b - E. v. sphagnetosum magellanici); 5. Oxycocco-Callunetum vulgaris (subass.: 5a - O.-C. v. eriophoretosum vaginati, 5b - O.-C. v. vaccinietosum uliginosi, 5c - O.-C. v. chamaedaphnetosum calyculatae); 6. Pino-Ledetum palustris (subass.: 6a - P.-L. p. callunetosum vulgaris, 6b - P.-L. p. vaccinietosum vitis-idaei, 6c - P.-L. p. typicum, 6d - P.-L. p. eriophoretosum vaginati).

В основу классификации растительности положен эколого-флористический подход (по методу Браун-Бланке). В пределах профиля выделено шесть ассоциаций, из которых три представлены от двух до четырех субассоциациями: 1. Deschampsietum caespitosae (subass. D. c. festucetosum rubrae); 2. Salicetum auritae (subass. S. a. caricetosum rostratae); 3. Caricetum rostratae (subass. C. r. calletosum palustris); 4. Eriophoretum vaginati (subass.: 4a - E. v. oxycoccetosum palustris, 4b - E. v. sphagnetosum magellanici); 5. Oxycocco-Callunetum vulgaris (subass.: 5a - O.-C. v. eriophoretosum vaginati, 5b - O.-C. v. vaccinietosum uliginosi, 5c - O.-C. v. chamaedaphnetosum calyculatae); 6. Pino-Ledetum palustris (subass.: 6a - P.-L. p. callunetosum vulgaris, 6b - P.-L. p. vaccinietosum vitis-idaei, 6c - P.-L. p. typicum, 6d - P.-L. p. eriophoretosum vaginati).

Доминирует торфяно-болотный тип почвы, сосново-осоково-пушицево-сфагновые торфа. Следов пожаров не отмечено. Высших растений и лишайников выявлено от 14 до 18 видов на ППП. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова относительно стабильно: 95-100% , с тенденцией уменьшения уровня покрытия в лесных биотопах.

Анализ геоботанических данных показал гетерогенность изученных биотопов по параметрам продуктивности. Отмечено различие по надземной продуктивности мохообразных и сосудистых растений: максимальная продуктивность наземной фитомассы формируется у мхов в типичных олиготрофных условиях открытых верховых болот (Eriophoretum vaginati), где они и составляют основную часть общей фитомассы живого напочвенного покрова. Сосудистые растения наиболее продуктивны в лесных и открытых биотопах с доминированием багульника и вереска (Pino-Ledetum palustris), формирующихся на периферии болотного массива.     Продуктивность мохообразных и сосудистых растений на профиле

Выявлен рост общей продуктивности травяно-кустарничкового и мохового ярусов при усилении торфяной залежи, и соответственно уровня олиготрофности. В условиях закрытых (лесных) фитоценозов анализируемые ярусы характеризуются относительно низкой продуктивностью (по сырой фитомассе), но по вкладу в органическое вещество (по возд.-сухой массе) – на уровне редин и открытых биотопов периферии болотного комплекса. Продуктивность живого напочвенного покрова одной ассоциации (по Браун-Бланке) довольно сильно варьирует; на уровне субассоциаций растительные сообщества имеют больше сходства по продуктивности, в первую очередь по воздушно-сухой фитомассе.   Общая продуктивность травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов (надземная возд.-сух. фитомасса, г/м2)

Сравнительный анализ данных по доле содержания в сырой фитомассе мхов органического вещества и водной фракции показал, что вклад в построение вегетативных органов данной группы растений увеличивается (с 11 до 27%) с усилением олиготрофности биотопов (Eriophoretum vaginati sphagnetosum magellanici). Для мирта болотного Chamaedaphne calyculata (L.) Moench сем. Erycaceae (вид отмечен на всех ППП) доля влаги в наземной фитомассе остается относительно стабильной и колеблется в диапазоне 38,3–46,4%; сходная ситуация и по остальным видам цветковых растений травяно-кустарничкового яруса при колебаниях содержания влаги 10-20%. Минимальное содержание влаги 26,9% (клюква мелкоплодная), максимальное 68,8% (клюква болотная), среднее значение содержание влаги в фитомассе цветковых растений 48%.   Доля участия мохообразных и сосудистых растений в общей фитомассе живого напочвенного покрова

Отмечена положительная корреляция между продуктивностью (по сырой фитомассе) мхов и пушицей влагалищной Eriophorum vaginatum L., мхов и клюквой болотной Oxycoccus palustris Pers. (r=0,81; p<0,05), осокой пузырчатой Carex vesicaria L. и подбелом Andromeda polifolia L. (r=0,98; p<0,05), пушицей влагалищной и подбелом (r=0,75; p<0,05), пушицей влагалищной и клюквой болотной (r=0,95; p<0,05), подбелом и клюквой болотной (r=0,69; p<0,05) и обратные корреляционные связи между продуктивностью пушицы и багульника Ledum palustre L. (r=-0,69; p<0,05). По возд.-сухой фитомассе положительную корреляцию имеют осока пузырчатая: с пушицей (r=0,42; p<0,05), подбелом (0,51) и клюквой болотной (0,49); а также пушица влагалищная с подбелом (0,34), клюквой болотной (0,49); подбел и клюква болотная (0,76); мирт болотный и брусника (0,34), багульник и голубика Vaccinium uliginosum L. (0,48, p<0,05). Сравнительный анализ коррелятивных связей видов по продуктивности сырой и воздушно-сухой фитомассы не выявил, за исключением пары «подбел–осока пузырчатая», совпадений.   Доля воздушно сухой фитомассы и воды в надземной фитомассе мохообразных

Дисперсионный анализ показал достоверные различия популяций для большинства болотных растений по продуктивности и влияние эколого-ценотических характеристик биотопов на формирование надземной фитомассы популяций данных видов в пределах ЭП: мхи (h2=49,8; p<0,05), пушица (34,8), подбел (44,8), клюква болотная (39,6), вереск Calluna vulgaris (L.) Hill (83,1), брусника (62,6), голубика (33,8). Основными факторами, определяющими формирование фитомассы растений являются характер и уровень увлажнения, уровень грунтовых/поверхностных вод, степень освещенности местообитания, уровень развития древесного яруса.   Доля воздушно сухой фитомассы и воды в надземной фитомассе мирта болотного

Таким образом, на основании анализа эколого-ценотических характеристик фитоценозов и популяций растений болотного массива «Дубатовка» (ландшафтный заказник «Мартишки (Березы)», Сморгонский район Гродненской области Беларуси) сделаны следующие выводы: 1. Общая продуктивность (во возд.-сух. фитомассе) травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов возрастает при увеличении уровня олиготрофности биотопов (с 541, 92 до 1616, 52 г/м2). 2. Максимальная продуктивность наземной фитомассы (742,4–1333,8 г/м2) формируется у мхов в типичных олиготрофных условиях открытых верховых болот (Eriophoretum vaginati), популяции сосудистых растений наиболее продуктивны в лесных (Pino-Ledetum palustris) и открытых биотопах, формирующихся на периферии болотного массива (382,5–565,7 г/м2).   Положение популяций изученных видов по продуктивности в системе первой и второй главных компонент. Выделены виды, имеющие значения факторных нагрузок ± 0,7

3. Вклад в построение вегетативных органов у мхов увеличивается (с 11 до 27%) с усилением олиготрофности биотопов (Eriophoretum vaginati sphagnetosum magellanici), доля воздушно-сухого вещества цветковых растений на эколого-ценотическом градиенте остается относительно стабильной (40-60%). 4. Основные экологические факторы, определяющие продуктивность популяций болотных видов растений в условиях нетрансформированного ландшафта: уровень и характер увлажнения, световой режим биотопа.     Положение популяций изученных видов по продуктивности в системе второй и третьей главных компонент. Выделены виды, имеющие значения факторных нагрузок ± 0,7

Авторы выражают признательность Белорусскому фонду фундаментальных исследований (проект № Б05М-143) и Earthwatch Institute (проект Belarus Wetlands) при финансовой поддержке которых осуществлялись данные исследования.

Литература

Бамбалов Н.Н., Ракович В.А. Изменение функционирования болот в результате антропогенных нарушений и реабилитации // Природные ресурсы, 2004. 2. – С. 38-51.

Кухарчик Т.И. Верховые болота Беларуси: трансформация, проблемы использования. Мн., 1996. – 135 с.

Бамбалов Н.Н. Современное состояние, охрана и восстановление болот и лесов Беларуси. Belarus national report // Seminar on the role of ecosystems as water suppliers (Geneva, 13-14 December 2004). Режим доступа: www.unece.org/env/water/meetings/ecosystem / Reports/Belarus_ru.pdf

Сукачев В.Н., Дылис Н.В. Программа и методика биогеоценологических исследований.– М.: Наука, 1966.– 334 с.