Пространственно-временная динамика флоры и растительности Волгоградского водохранилища в административных границах Саратовской области (стр. 1 )

На правах рукописи

ПространственнО-временная динамика

флоры и растительности Волгоградского водохранилища

в административных границах Саратовской области

03.00.05 – ботаника

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Саратов – 2007

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет

им. » на кафедре ботаники и экологии

Научный руководитель:                доктор биологических наук, профессор

                 

Официальные оппоненты:        доктор биологических наук, профессор

         

         кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

         

Ведущая организация:        ГОУ ВПО «Самарский государственный университет»

Защита состоится «8» ноября 2007 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.243.13 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный университет им. »
3. E-mail: *****@***ru.

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке

ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. »

Автореферат разослан «5» октября 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета 

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. В результате создания водохранилищ возникает ряд новых ландшафтных элементов, образующих зону мелководий искусственных водоемов с более сложным сочетанием факторов среды, чем в естественных. На мелководьях создаются особые условия для формирования и дальнейшего развития высшей водной растительности, которая является основным компонентом биоценозов мелководий и выполняет здесь ряд важных функций (главный продуцент первичного органического вещества, убежище и объект питания для разных групп животных, субстрат для нереста фитофильных рыб, естественный биофильтр между водосбором и водоемом и др.). Растительность играет ведущую роль в процессах самоочищения водоемов, в очистке воды от промышленных и бытовых загрязнений, а также приостанавливает волновую абразию берегов (Мережко, 1973; Фрейндлинг, 1981; Кокин, 1982; Кроткевич, 1982; Папченков, 2001; Матвеев, Соловьева, Саксонов, 2005 и др.). В определенных условиях водная растительность может развиваться чрезмерно и способствовать заболачиванию отдельных участков водохранилищ, снижая их хозяйственную и рекреационную ценность. Все сказанное позволяет рассматривать мелководья водохранилищ как особый тип экосистем.

Если комплексные исследования крупных водохранилищ Волжского каскада начались с момента их заполнения и ведутся до настоящего времени, то изучение флоры и растительности Волгоградского водохранилища проводилось лишь в первые два десятилетия его существования. Являясь крупнейшей водной экосистемой Саратовской области, водохранилище в настоящее время имеет крайне слабо изученный растительный покров. За последние 25 лет в публикациях имеются лишь отрывочные сведения о его флоре и растительности. Все это и определило актуальность данного исследования.

Цель и задачи исследования. Основная цель работы – выявить особенности структуры и динамики флоры и растительности Волгоградского водохранилища в административных границах Саратовской области. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

установить таксономическое разнообразие и проанализировать флору макрофитов; выявить синтаксономический состав и особенности структуры растительности; выяснить закономерности зарастания мелководий в географическом и экологическом аспектах; определить основные направления динамики флоры и растительности.

Научная новизна. Работа представляет собой первую детальную сводку по флоре и растительности Волгоградского водохранилища в административных границах Саратовской области за последние 25 лет. Впервые выявлен и детально проанализирован видовой состав флоры водохранилища на современном этапе его существования. Уточнено распространение редких и исчезающих видов растений. Обнаружен Scirpus triqueter L. – новый вид для области и описаны экологические особенности его обитания. Получены детальные сведения по многолетней динамике растительного покрова и выявлены особенности зарастания различных участков водохранилища. Впервые для водоемов Саратовской области приводится классификация сообществ водных макрофитов на основе доминантно-детерминантной системы.

Научно-практическая значимость. Материалы диссертации имеют значение для природоохранных целей и могут в дальнейшем служить базой для мониторинговых исследований, они должны учитываться при оценке разнообразия водной флоры и растительности региона в целом. Данные по динамике зарастания водохранилища на современном этапе могут быть применены для дальнейшего прогнозирования изменений зарастания этого водоема и возможности планирования его биологической мелиорации. Материалы диссертации включены в специальные курсы «Растительность Нижнего Поволжья» и «Обзор региональной флоры и фауны», читаемые студентам биологического факультета СГУ.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на: Второй Международной научной конференции «Биоразнообразие и роль зооценоза в естественных и антропогенных экосистемах» (Днепропетровск, 2003), Международной конференции «Экологические проблемы крупных рек – 3» (Тольятти, 2003), Международном совещании «Биоресурсы и биоразнообразие экосистем Поволжья: прошлое, настоящее, будущее» (Саратов, 2005), Всероссийской научной конференции «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале» (Саратов, 2006), IX Съезде Гидробиологического общества РАН (Тольятти, 2006), заседаниях Саратовского отделения Русского ботанического общества (2007) и кафедры ботаники и экологии Саратовского госуниверситета им. (2004 – 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе две – в изданиях перечня ВАК РФ.

Декларация личного участия. Автор лично провел в 2003 – 2007 гг. экспедиционные исследования, включающие сбор гербарного материала, геоботаническое описание растительности, выявление особенностей грунтов, вычерчивание профилей на типичных по зарастанию участках водохранилища. Анализ и обработка полученных данных осуществлен автором самостоятельно, по плану, согласованному с научным руководителем. Доля личного участия автора в подготовке и написании совместных публикаций составляет 50 – 70%.

Положения, выносимые на защиту

Верхний участок исследованной части Волгоградского водохранилища отличается более значительным флористическим и фитоценотическим разнообразием по сравнению со средним. Растительность верхнего и среднего участков водохранилища находится в разных сукцессионных стадиях.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 177 страниц, содержит 37 таблиц и 22 рисунка. Список литературы включает 202 источника отечественных и зарубежных авторов. В приложении приведен аннотированный список видов, отмеченных на изученной части водохранилища.

Содержание работы

1 Степень изученности флоры и растительности макрофитов Нижней Волги до и после создания

Волгоградского водохранилища

(обзор литературы)

В главе дается обзор литературных источников по исследованию флоры и растительности Нижней Волги до и после создания Волгоградского водохранилища. Приведен краткий обзор принципов классификации растительных сообществ высшей водной растительности и обоснован выбор доминантно-детерминантной классификации, которая использована в настоящей работе.

2 Материал и методы исследований

Работа является результатом исследований флоры и растительности мелководий Волгоградского водохранилища в пределах Саратовской области (верхний и средний участки), выполненных в полевые сезоны 2003 – 2007 гг. в составе экспедиций кафедры ботаники и экологии Саратовского государственного университета им. и Саратовского отделения ФГНУ ГосНИОРХ. В процессе работы выполнено более 350 геоботанических описаний сообществ водоема, охвативших основное их разнообразие. Исследование растительности проводилось по общепринятой методике (Лепилова, 1934; Катанская, 1956, 1981; Сидельник, 1974; Корелякова, 1977; Кокин, 1982; Матвеев, Соловьева, Саксонов, 2005). На наиболее типичных по зарастанию участках прокладывались профили. Одновременно измерялась глубина водоема, температура воды, ее прозрачность с помощью диска Секке и оценивался характер грунта.

В состав флоры включены все виды сосудистых растений, встреченные в условиях водной среды или на переувлажненном грунте. Составлен конспект флоры, в котором приводится информация о видах растений, их экологическом статусе, жизненных формах, распространении и типах ареала. Для оценки доли гидрофитов во флоре или в ее части применялся индекс гидрофитности IHg (Свириденко, 1997), который рассчитывался по формуле:

IHg= (2А/В) – 1,

где А – число водных видов, В – число всех видов флоры.

3 Характеристика района исследования

Бассейн Волгоградского водохранилища расположен в трех ландшафтно-географических зонах: лесостепной, степной и полупустынной (Лавренко, 1947; Тарасов, 1977) с господствующими черноземными и каштановыми почвами (Усов, 1948; Болдырев, 1997). Характерной чертой климата территории является резкая континентальность (Справочник по климату …, 1965, 1968; Климат Саратова, 1987).

Волгоградское водохранилище создано осенью 1958 г. в результате зарегулирования стока реки Волжской ГЭС им. XXII Съезда КПСС. Заполнение продолжалось до весны 1960 г. Протяженность водохранилища составляет 524 км, максимальная ширина – 17 км, максимальная и средняя глубины соответственно – 41 и 10 м (Государственный водный кадастр, 1985). Конфигурация водоема позволяет отнести его к водохранилищам долинного типа, имеющим удлиненную форму, с относительно постоянным уровенным режимом и сезонно-годичным типом регулирования стока. В связи с тем, что на участке водохранилища р. Волга имела асимметричную левобережную пойму, наибольшие глубины расположены вдоль правого берега по затопленному руслу реки. Характерной особенностью левобережной части водохранилища являются пологие берега с широкой зоной мелководий, правый берег Волги образован крутыми высокими склонами. Подразделяется на три зоны: верхнюю – от г. Балаково до г. Саратова, среднюю – от г. Саратова до г. Камышина, нижнюю – от г. Камышина до плотины Волжской ГЭС. При образовании водохранилища наиболее обширные мелководья возникли в верхней и средней зонах.