Влияние антропогенного фактора на видовой состав растительности в районе базы отдыха д. Болгуры

Введение

Роль растений велика, переоценить ее невозможно. Растения – это источник кислорода, углеводов, витаминов, одним словом,  растения составляют нашу пищу, являются лекарственными средствами, обладают и другими полезными свойствами. Растения всегда рядом с нами, мы, кажется, не испытываем в них недостатка и порой просто не задумываемся над тем, что делаем. Мы срываем охапками первоцветы, с корнями вырываем лекарственные растения, вытаптываем, срезаем полностью растительный покров, обустраивая, таким образом, себе «жизнь». Но к чему это может привести, мы чаще всего не задумываемся.

В нашей местности, в живописном уголке, на  болгуринских  угорах существует база отдыха. Там оборудован горнолыжный спуск, тюбинговая трасса. Что значит оборудован? Это значит, местами снят естественный растительный покров, построены хозяйственные и жилые помещения, стоянка для автомобилей. Кроме того, в летнее время на этой территории ведется выпас скота, а также сбор ягод.

Цель нашего исследования: дать оценку степени воздействия человека (антропогенного фактора) на видовой состав растительности в районе базы отдыха д. Болгуры.

Исходя из цели исследования,  перед нами стояли следующие задачи:

1. Провести анализ растительности на учетных площадях: определить таксономический состав, эколого-биологический состав (жизненные формы), геоэкологический состав растительности
2. Определить степень антропогенного воздействия.
3. Разработать правила рационального использования территории для отдыха.

Глава 1. Литературный обзор

Антропогенное воздействие на природу - прямое осознанное или косвенное и неосознанное воздействие человека и результатов его деятельности, вызывающее изменение природной среды и естественных ландшафтов.

Антропогенный фактор - непосредственное воздействие человека на организмы или воздействие на организмы через изменение человеком их среды обитания. Различают четыре основных антропогенных фактора:
- изменение структуры земной поверхности;
- изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящего в нее вещества;
- изменение энергетического и теплового баланса отдельных участков и регионов;
- изменения, вносимые в биоту.

http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_art2.cgi?qqyadbc

На территории Российской Федерации действует Федеральный закон от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" (с изменениями и дополнениями) http://www.garant.ru/law/12025350-005.htm Согласно Закону, нормирование в области охраны окружающей среды осуществляется в целях государственного регулирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, гарантирующего сохранение благоприятной окружающей среды и обеспечение экологической безопасности. 

Одной из основных задач системы управления охраны окружающей среды субъекта хозяйственной деятельности является оценка и прогноз воздействия на окружающую среду, состояние и использование природных ресурсов по результатам существующего состояния источников антропогенного воздействия, а также компонентов окружающей среды.
Мониторинг источников антропогенного воздействия (МИАВ) направлен на решение проблемы специфического (конкретного)  воздействия, оказываемого субъектом хозяйственной деятельности на компоненты окружающей среды, и является информационной основой разработки стратегии  по управлению антропогенным воздействием и принятию соответствующих управленческих решений.
Функционирование МИАВ обеспечит:

1. Проведение наблюдений в районе расположения предприятий;
2. Получение достоверной информации об источниках эмиссии и их воздействии на окружающую среду;
3. Информационную поддержку разработки природоохранных мероприятий и оценку их эффективности;
4. Улучшение экологической обстановки и здоровья населения в зоне воздействия источников антропогенного воздействия субъекта хозяйственной деятельности.

   Достоверность информации, получаемой в рамках осуществления МИАВ, может быть достигнута путем соблюдения единых методических и метрологических требований, использования единых форматов обработки и передачи результатов, что обеспечивается предлагаемыми Методическими рекомендациями. http://www.permecology.ru/laws_/rz_monitiring.htm.

Таким образом, очень важно заранее прогнозировать антропогенное воздействие на окружающую среду. Прогнозирование антропогенных воздействий на окружающую среду - заблаговременное предсказывание видов, форм, величины и возможных масштабов антропогенных воздействий на окружающую среду, основанные на изучении тенденции развития системы природопользования и перспектив хозяйственного и научно-технического развития общества. http://www.finam.ru/dictionary/wordf024BD00023/default.asp?n=1

Если хотим сохранить нашу планету и жизнь на ней, необходимо не только изучать окружающую среду, но и говорить о том, какие проблемы существуют в окружающей среде, обсуждать вопросы охраны окружающей среды не только в узком кругу, но и участвовать в виртуальных форумах. Например, Форумы >> Проблемы охраны окружающей среды >>

http://www.ecoindustry.ru/phorum/viewtopic.html&f=1&archive=1&t=3812

Исходя из проблемы нашего исследования, рассмотрим виды антропогенного воздействия на луговую растительность. Видами антропогенного воздействия в нашем конкретном случае являются: вытаптывание, выпас скота, снятие естественного растительного покрова, загрязнение воздуха и почв транспортными выхлопными газами и ГСМ.

Использование луга под пастбище приводит к увеличению нагрузки на луг, к постоянному уменьшению или исчезновению ценных кормовых растений из травостоя и замещению их сорными, плохо поедаемыми или непоедаемыми видами. Одновременно со сменой видового состава пастбищной растительности при увеличении нагрузки происходит замена многолетних растений быстро вегетирующими однолетниками с неглубокой корневой системой. Происходит также уплотнение почвы скотом и выбивание пастбищной растительности. Это уменьшает просачивание атмосферных осадков в грунт, увеличивается поверхностный сток, уменьшается влажность и увеличивается альбедо почвы. В результате активизируется водная эрозия, а пастбищная растительность испытывает недостаток влаги. Все это приводит к ксерофитизации растительности, уменьшению кормовой емкости пастбищ и развитию почвенной эрозии http://www.unity.freenet.kz/site/l2.htm

Критерием антропогенного воздействия на определенную территорию является, конечно же, ее флористическое богатство, которое выражается в числе видов, родов и семейств и познается в сравнении.

Как отмечает Баранова О.Г. (2002), на территории Удмуртии во флористическом спектре первые три места принадлежат семействам сложноцветные, злаковые, осоковые, что характерно для бореальных (лесных) флор.

В спектре жизненных форм флоры УР по биологическим типам Раункиера, значительно преобладают гемикриптофиты, что характерно для умеренно-холодных флор Голарктики (Raunkiaеr, 1934; Определитель растений Мещеры, 1987;Овеснов, 1998 и др.). Несколько повышенное количество терофитов (17.0%) и геофиты (15.0%) объясняется близостью УР к лесостепной зоне и наличием антропогенно нарушенных субстратов.

Дополнением к биологическому анализу флоры является  анализ распределения видов по группам растений  со сходным водным режимом местообитания. Выделяют 6 групп: гидрофилы, ксерофилы, мезофилы, мезоксерофилы, оксилофилы, гигрофилы.

Таким образом, уменьшение числа видов, в том числе и доминантных, появление в спектре видов терофитов и геофитов может свидетельствовать о нарушениях в растительных сообществах, вызванных антропогенным фактором.

Глава 2. Методика исследования

 Обследование проводили в июне месяце 2008 года, растения в это время были в фазе вегетации и большинство в фазе цветения.

Методика исследования общепринятая – маршрутное обследование  непосредственно территории базы отдыха и прилегающей  к ней территории. Обследование проводилось в  4-х  биотопах  (1,2,3,4). В каждом биотопе закладывались пробные площадки размером 1м2 в количестве 3,  на расстоянии 10 метров друг от друга.  В каждой площадке описывали видовой состав растений.  По встречаемости видов в пробных площадках определяли доминантные виды. Встречаемость видов определяется в процентах как отношение числа пробных площадок, где вид встречался, к общему числу пробных площадок на учетной площадке.

При обработке данных в каждом биотопе:

1. Выявляли численность видов и семейств в биотопе.
2. Определяли группы растений, соответствующие биологическим типам Раункиера и группы растений со сходным водным режимом местообитаний.
3.  Рассчитывали коэффициент Жаккара.  Коэффициент Жаккара позволяет оценить влияние антропогенного фактора на изучаемые экосистемы путем выявления общности и различия на двух ключевых участках, один из которых в наименьшей степени изменен деятельностью человека, другой сильно подвержен антропогенному влиянию. Формула Жаккара:

     С*100

К=---------    

      a+b-c

где а - число видов, отмеченных на первой площадке, b – на                      второй, c – число видов, общих на обеих площадках. К – коэффициент общности, выражается в процентах и чем он выше, тем выше видовое сходство двух сравниваемых сообществ, меньше степень антропогенного воздействия.

Глава 3. Физико–географическое описание района исследования

Территория базы отдыха находится к северу от населенного пункта Д.Болгуры,  на юго–восточных склонах двух холмов, высотой 70 и 45 метров (приложение 1). На одном из них находится горнолыжный спуск (биотоп 2), на другом – тюбинговая трасса (биотоп 3). Южный и северо–восточный склон  более высокого холма (биотоп 1 и 4 соответственно) обследовались для сравнения, так как в меньшей степени (на первый взгляд) испытывают антропогенную нагрузку. Холмы в основном покрыты травянистой растительностью, из древесно-кустарниковых форм произрастает можжевельник.

Территория базы отдыха неухожена, валяется бытовой мусор (пластиковые бутылки, пакеты, бумага и другие предметы). На угорах, где устроены горнолыжный спуск и тюбинговая трасса, местами снят растительный покров, на месте луговой растительности произрастает сорная – марь белая, полынь горькая и другие виды. Стоянка для автомобилей не оборудована, поэтому автомобили оставляют вдоль дороги вверх по одному из склонов. Снеговые стоки, содержащие транспортные отходы могут не только отравлять почву, но и попадать в пруд, находящийся рядом с угорами.

В весенне-летний период на территории базы пасут скот.  

Схема расположения учетных площадок на склонах холмов.

Глава 4. Результаты исследования

1. Таксономический анализ биотопов

В результате проведенных исследований в  4 биотопах нами выявлено всего 64 вида травянистых растений,  из  21 семейства.

В 1 биотопе – 24 вида из 11семейств (приложение 2):

бобовые 4 вида,

сложноцветные 3 вида,

 злаковые 3 вида,

 розоцветные, подорожниковые, гвоздичные - по 2 вида,

мареновые, губоцветные, зверобойные по 1 виду.

Во 2 биотопе 28 видов из 13 семейств (приложение 3):

сложноцветные  – 7 видов,

бобовые (мотыльковые)  – 4 вида,

злаковые  – 3 вида,

розоцветные, гвоздичные, подорожниковые и губоцветные по 2 вида

осоковые, ворсянковые, бурачниковые по 1 виду

В 3 биотопе 36 видов из 13 семейств (приложение 4):

сложноцветные – 9 видов,

бобовые (мотыльковые) – 5 видов

злаковые – 4 вида,

розоцветные - 3 вида,

подорожниковые, мареновые, гвоздичные, по 2 вида

ворсянковые, зонтичные, гречишные, губоцветные, зверобойные по 1 виду.

В 4 биотопе – 43 вида из 18 семейств (приложение 4):

Сложноцветные – 7 видов,

Бобовые (мотыльковые) – 6 видов,

Злаковые, розоцветные по 4 вида,

Подорожниковые 3 вида,

Лютиковые, гвоздичные, зонтиковые, норичниковые по 2 вида,

Мареновые, бурачниковые, губоцветные, колокольчиковые, ворсянковые, зверобойные, осоковые, хвощовые, истодовые по 1 виду

Доминантными видами  в биотопах (встречаемость 100%)являются:

1 - лютик едкий, тысячелистник обыкновенный, земляника зеленая, вероника дубравная, одуванчик лекарственный, подорожник большой, всего 6 видов.

2 – земляника зеленая, клевер ползучий, подмаренник мягкий, смолка обыкновенная (4 вида)

3 – овсяница луговая, подорожник большой, дудник лесной, тысячелистник обыкновенный (4 вида).

4 – лютик едкий, черноголовка обыкновенная, щучка дернистая, репешок обыкновенный, колокольчик раскидистый, нивяник обыкновенный, смолка обыкновенная, лапчатка серебристая, подорожник средний, тысячелистник обыкновенный. Всего 10 видов.

Таблица 1. Таксономический анализ биотопов

Таким образом, во всех биотопах самыми многочисленными и распространенными являются семейства сложноцветные, бобовые,  злаковые, розоцветные, что соответствует в целом флоре Удмуртии и говорит о лесном и лесостепном характере растительности.

При сравнении биотопов (таблица 1.) в 4 биотопе (контрольный) заметно больше число семейств и видов, а также доминантных видов растений в отличие от 1-3 биотопов, что является подтверждением нашей гипотезы – влияния деятельности человека на состав растительности.

2. Экологобиологический и геоэкологический состав растительности биотопов

Основу растительности всех биотопов составляют травянистые растения, из древесных форм встречается можжевельник. Подавляющее большинство травянистых растений являются гемикриптофитами, что характерно для умеренно-холодных флор. Встречаются незначительное количество мезоксерофитов, хамефитов и геофитов, что объясняется близостью района исследования к лесостепной зоне и наличием антропогенно нарушенных субстратов (Баранова О.Г., 2002).

Наряду с биологическими группами можно выделить группы растений со сходным водным режимом местообитаний. Из 6 групп в исследуемых биотопах встречаются 4: мезофилы, гигрофилы, мезоксерофилы, терофилы.

Значительную часть среди выделенных групп занимают мезофилы, виды умеренно увлажненных местообитаний, присутствуют в небольшом количестве мезоксерофилы, терофилы и гигрофилы - заносные виды.

Биотопы по выделенным группам растений практически не отличаются.

3. Оценка влияния антропогенного фактора на видовой состав растений

 Для оценки влияния антропогенного фактора на видовой состав растительности мы использовали коэффициент Жаккара, который показывает на общность и различия в 2–х биотопах, один из которых испытывает наименьшее, а другой наибольшее антропогенное воздействие.

Сравнивая биотопы, получили следующие значения коэффициента Жаккара:

Таблица 2. Значение коэффициента Жаккара для двух сравнимых биотопов.

Из таблицы 2. видно, что самое низкое значение коэффициента получилось при сравнении 2 и 4 биотопов. Принимая во внимание, что 4 биотоп был выбран для сравнения как испытывающий наименьшую нагрузку, можно сделать вывод, что 2 биотоп  испытывает большую степень воздействия  антропогенного фактора,  на втором месте по степени воздействия находится 1 и на третьем месте - 3 биотоп. Этот факт подтверждает таксономический анализ биотопов: в 1,2 и 3 биотопах число видов, семейств и число доминантных видов значительно меньше, чем в 4 биотопе (таблица 1.).

Выводы и предложения

На основе результатов исследования можно сделать следующие выводы:

1. Состав растительности в районе базы отдыха д. Болгуры представлен 64 видами травянистых растений из 21 семейства. Самыми многочисленными и распространенными являются семейства сложноцветные, бобовые,  злаковые, розоцветные, что соответствует в целом флоре Удмуртии и говорит о лесном и лесостепном характере растительности. Подавляющее большинство травянистых растений являются гемикриптофитами, что характерно для умеренно-холодных флор. По отношению к водному режиму  преобладающей группой являются мезофилы, виды умеренно увлажненных местообитаний, присутствуют в небольшом количестве мезоксерофилы, терофилы и гигрофилы как заносные виды.

2. Видовой состав растительности на территории базы отдыха испытывает немалую степень воздействия антропогенного фактора. Об этом свидетельствует тот факт, что в биотопах 1, 2 и 3 гораздо меньше число видов и семейств растений, а также число доминантных видов, чем в контрольном 4 биотопе. Свидетельством является и значение коэффициента Жаккара для 2 и 4 биотопа, 1 и 3, 3 и 4 биотопов.  

3. Для снижения риска изменения видового состава мы предлагаем ввести следующие правила пользования территорией базы отдыха:

1. Администрации базы отдыха организовать санитарную зону, где наладить учет, сортировку, хранение и утилизацию бытовых отходов. Оборудовать место для стоянки автомобилей. Засеять склоны с нарушенным покровом семенами луговых трав.
2.  Администрации МО Болгуринское навести порядок по соблюдению закона по охране природы и окружающей среды. Через печать, сельские сходы привлечь внимание общественности к экологическим проблемам на территории базы отдыха.
3. ООО «Болгуры» ограничить выпас животных, особенно в весенний период.

Словарь терминов

Хамефиты - ( от греч.chami- на земле и …фит), - жизненная форма растений, почки возобновления к-рых находятся невысако над поверхнастью почвы (на 20-30см) и, как правило, зимой защищены снежным покровом. Кустарнички, полукустарнички, нек-рые многолетние травы: (напр., зеленчук), мхи. Х. господствуют в тундрах, высокогорьях, пустынях, нек-рых средиземнор. типах растительности (фригана, томилляры). См. тагже Жизненная форма.

Гемикрептофиты - ( от греч. chemi – полу, kruptos-скрытый и …фит ), жизненная форма растений, у к-рых почки возобновления в неблогоприятный для вегитации периуд года сохроняются на уровне почвы и защищены чешуями, опавшыми листьями и снежным покровом. Г.- мн. травянистые растения ср. широт.

Гигрофилы - (от греч.hygros-влажный и …фил), наземные организмы, приспособленные к обитанию к обитанию в условиях  высокой влажности. Живут на заболоченных территориях, во влажных леса, поймах рек, по берегам водоемов, а тагже в почве. Растения влажных местообитаний обычно наз. Гигрофилами.

Геофиты - (от греч.ge-Земля и … фит.), разновидность жизненной формы растений; относятся к криптофитам.

Терофиты - (от греч.theros-лето и …фит), жизненная форма растений, переживающих неблогоприятный периуд года в виде семян. Преим. однолетние травы средиземномор. Происхождения, характерны для пустынь, юж. Степей Сев. Полушария (мн. крестоцветные, маковые и др.); в лесной зоне-гл. обр. сорняки полей.

Список литературы

1. Баранова О.Г. Местная флора Удмуртии: анализ, конспект, охрана: Учебное пособие. Ижевск, 2002. 199с
2. Биологический контроль окружающей среды. Учебное пособие / Под ред. Мелеховой
3. Каплин В.Г. Биоиндикацйия состояния систем. Учебное пособие для студентов биологических специальностей. Самара, 2001
4. Методика комплексной экологической оценки антропогенных воздействий на местность. Методическое пособие. Ассоциация «Экосистема», М. 1998
5. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие/ Под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000
6. Школьный атлас – определитель высших растений. Книга для учащихся. Под ред. В.С. Новикова, И.А.Губанова – М.: Просвещение, 1985

     7. http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_art2.cgi?qqyadbc

8.  http://www.garant.ru/law/12025350-005.htm

9. http://www.permecology.ru/laws_/rz_monitiring.htm.

     10. http://www.finam.ru/dictionary/wordf024BD00023/default.asp?n=1

    11. http://www.ecoindustry.ru/phorum/viewtopic.html&f=1&archive=1&t=3812

    12. http://www.unity.freenet.kz/site/l2.htm