Изменение основных физических параметров среды в условиях экотонов Южного Приуралья

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Изменение основных физических параметров
среды в условиях экотонов Южного Приуралья
(температура и влажность воздуха)
Е.В. Белянина, аспирантка, Оренбургский ГПУ
Экотонный эффект оказывает огромное
влияние на живые организмы, обитающие на
границе двух экосистем [1]. Экотоны возникают
между биогеоценозами разного типа – на берегах
водоёмов, в горах, на опушке леса и т.д. Типичным примером экотона считается переходная
зона между травянистой (степной, луговой) и
древесной растительностью (лес). Температурный
и водный режим в лесу и в степи значительно
отличается. Средняя температура воздуха в
лесу за все сезоны года ниже, чем в открытой
местности, особенно летом, а относительная
влажность воздуха, наоборот, выше [2, 3]. Несомненно, обширные леса должны оказывать
известное действие на температуру и влажность
окружающих пространств. Так, возникает вопрос
о закономерностях колебаний вышеуказанных
показателей в экотонной зоне (переход от леса
к степи).
Материалы и методы. Исследования проводились в июне 2012 г. в Асекеевском, Бугурусланском, Бузулукском и Северном районах
Оренбургской области (рис. 1). Было заложено
пять трансект: I – на северо-восточной окраине
Бузулукского бора, близ села Сидоркина; II –
на западной опушке Карповского леса, в 7 км
севернее г. Бугуруслана; III – на юго-западной
окраине Лукинского леса (Бугурусланский рай-
Рис. 1 – Расположение объектов исследования на карте
северо-западной части Оренбургской области:
1 – Бузулукский бор, 2 – Карповский лес, 3 – Лукинский
лес, 4 – Сокская сыртовая степь, 5 – Обуховский лес
он); IV – на южной окраине берёзовых колок,
на участке Сокской сыртовой степи, в 4 км
южнее с. Наумовка (Северный район); V – на
северо-восточной опушке Обуховского леса
(Асекеевский район). Выбор района исследования определяется расположением его в пределах
южной лесостепи, относительно высокой лесистостью изучаемой территории и сравнительно
однотипными климатическими условиями этой
части оренбургского Предуралья [4].
Трансекты начинались с глубины леса и закладывались перпендикулярно по отношению к
границе изучаемых биогеоценозов, расстояние
между пробными площадками на трансектах
составляло 5 м. Каждая пробная площадка имела размер 1 м2. Проводились следующие измерения:
– температура воздуха на уровне травостоя
и на высоте 1 м;
– влажность воздуха на высоте 1,5 м и 0,5 м.
В общей сложности на пяти трансектах было
заложено 28 пробных площадок, проведено 112
измерений температуры и влажности.
Результаты и обсуждение. Анализ полученных данных позволил выявить некоторые общие
тенденции изменения сравниваемых параметров
в условиях экотонного эффекта в пределах всех
изученных трансект. Вместе с тем наблюдается и
ряд различий, обусловленных, вероятно, локальными условиями (рельефом, характеристикой
древостоев, погодными условиями, антропогенной нагрузкой и т.п.).
На рисунках 2–4 изображено расположение
пробных площадок на заложенных трансектах.
На рисунках 5–9 представлены графики
температуры на пробных площадках (в скобках
указано время проведения измерений).
Из графика (рис. 5) видно, что на площадке I (лес) температура на высоте травостоя и
на высоте 1 м отличается незначительно и при
приближении площадок к опушке практически
сравнивается. При дальнейшем продвижении в
сторону степи заметно повышение температуры
на уровне травостоя, в то время как на высоте
1 м она практически остаётся постоянной. На
трансекте II разница в показателях более заметна, а на трансекте III температура воздуха на
площадках на исследуемых высотах различается
незначительно, почти сравниваясь в экотонной
зоне (площадка 3). Тем не менее если на высоте
1 м температура меняется лишь на 1-2 градуса, то
данный показатель на высоте травостоя заметно
180
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Рис. 2 – Расположение пробных площадок на трансекте I
Рис. 3 – Расположение пробных площадок на трансекте II
Рис. 4 – Расположение пробных площадок на трансектах III, IV, V
Рис. 5 – График температуры на пробных площадках на трансекте I (13:30)
растёт от 2-й к 5-й площадке (рис. 7). Анализируя температурные показатели V трансекты
(рис. 9), следует учитывать аномально жаркую
погоду на момент проведения измерений и отсутствие ветра.
Анализ изменения влажности по пробным
площадкам (рис. 10–14), показывает, что на
всех трансектах, за исключением одной (V), наблюдается увеличение влажности при движении
площадок от леса к опушке и уменьшении их
при дальнейшем удалении от опушки в степь.
На уровне травостоя влажность заметно выше,
чем на высоте 1,5 м в степи и на опушке, но в
лесу эти показатели различаются незначительно.
Для дальнейшего анализа полученных данных
(рис. 5–9) показатели температуры в экотонной
зоне были приняты за единицу, а показатели на
остальных площадках сравнивались с ними. По
данным таблицы 1 видно, что прослеживается
увеличение средней температуры на трансек-
181
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Рис. 6 – График температуры на пробных площадках на трансекте II (10:00)
Рис. 7 – График температуры на пробных площадках на трансекте III (17.00)
Рис. 8 – График температуры на пробных площадках на трансекте IV (13:00)
Рис. 9 – График температуры на пробных площадках на трансекте V (11:00)
тах, причём на уровне травостоя эта тенденция
выражена более чётко, чем на высоте 1 м.
Обобщённые данные по влажности воздуха
(рис. 10–14) представлены в таблице 2. Здесь
прослеживается общая тенденция увеличения
показателей влажности при движении от леса
к зоне экотона и дальнейшее уменьшение их
на последующих площадках.
182
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Рис. 10 – Влажности воздуха на пробных площадках
(трансекта I)
Рис. 11 – Влажность воздуха на пробных площадках
(трансекта II)
Рис. 12 – Влажность воздуха на пробных площадках
(трансекта III)
Рис. 13 – Влажность воздуха на пробных площадках
(трансекта IV)
Рис. 14 – Влажность воздуха на пробных площадках
(трансекта V)
Выводы. На основе анализа обобщённых
данных по показателям и трансектам можно
сделать следующие выводы. Контактирующие
биогеоценозы существенно отличаются друг
от друга по основным физическим параметрам
среды, каковыми являются влажность и температура. В то же время показатели этих параметров в экотонной зоне существенно отличаются
от них. Температура по мере удаления от леса
возрастает, на уровне травостоя эта динамика
прослеживается более явно, а на высоте 1 м
рост температуры выражен в меньшей степени.
Влажность воздуха в экотонной зоне заметно
выше, чем в соседних биогеоценозах. В целом по
трансектам эта тенденция остаётся сходной, а по
183
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
1. Относительная изменчивость температуры на трансектах*
Трансекта
Лес
Экотон
5м
Бузулукский
на уровне травостоя
0,87
1
1,1
бор
на высоте 1 м
1
1
1
Карповский
на уровне травостоя
1
1
1,22
лес
на высоте 1 м
0,93
1
1,04
Лукинский
на уровне травостоя
1,04
1
1,07
лес
на высоте 1 м
1
1
1,03
Сокская
на уровне травостоя
1,04
1
1,08
сыртовая степь
на высоте 1 м
1
1
1
Обуховский
на уровне травостоя
1,03
1
1
лес
на высоте 1 м
1
1
1
Средний
на уровне травостоя
0,99±0,003
1
1,09±0,003
показатель
на высоте 1 м
0,99±0,003
1
1,01±0,003
Примечание (здесь и далее): * – за единицу приняты показатели в экотонной зоне
10 м
15 м
1,17
1,04
1,39
1,07
1,18
1,07
1,2
0,96
1
1
1,19±0,003
1,02±0,003
1,17
1
1,44
1,07
1,21
1,07
1,28
0,96
1
1
1,22±0,003
1,02±0,003
2. Относительная изменчивость влажности на трансектах*
Трансекта
Бузулукский
бор
Карповский
лес
Лукинский
лес
Сокская
сыртовая степь
Обуховский
лес
Средний
показатель
на уровне травостоя
на высоте 1,5 м
на уровне травостоя
на высоте 1,5 м
на уровне травостоя
на высоте 1,5 м
на уровне травостоя
на высоте 1,5 м
на уровне травостоя
на высоте 1,5 м
на уровне травостоя
на высоте 1,5 м
Лес
Экотон
5м
10 м
15 м
1,05
0,98
0,86
0,91
0,88
0,97
0,99
0,95
0,91
1
0,94±0,013
0,96±0,007
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,95
1
0,96
0,82
0,86
0,92
0,95
0,96
1,03
0,96
0,95±0,013
0,93±0,007
0,88
1
0,85
0,8
0,81
0,89
0,93
0,89
1,17
0,95
0,93±0,013
0,91±0,007
0,75
1
0,83
0,71
0,79
0,86
0,91
0,89
–
–
0,82±0,013
0,87±0,007
отдельным трансектам несколько отличается.
В частности, на трансекте в Обуховском лесу
значимые отличия в температурах на площадках в разных частях трансекты не выявлены, а
влажность воздуха на уровне травостоя возрастает по мере удаления от леса. Вероятная причина отличий варьирования показателей от
выявленной общей тенденции – конкретные
условия биотопа в момент проведения наблю-
дений (высокие температуры, наличие осадков и т.д.).
Литература
1. Берг Л.С. Климат и жизнь. М.: Госиздат, 1922. 417 с.
2. Дмитриев П.П., Комлев Г.Г. Леса Оренбуржья / Федеральная
служба лесного хозяйства России. Оренбургское управление
лесами. Оренбург: Оренб. книжн. изд-во, 2000. 241 с.
3. Молчанов А.А. Лес и окружающая среда. М.: Наука, 1968. 247 с.
4. Неронов В.В. Развитие концепции экотонов и их роль в
сохранении биологического разнообразия // Успехи современной биологии. 2001. Т. 121. № 4. С. 323–333.
Особенности адвентивной древесной
флоры Дагестана
Б.М. Магомедова, м.н.с., М. Д. Залибеков, к.б.н.,
Горный ботанический сад Дагестанского НЦ РАН
Изучение адвентивных растений является
важной общебиологической проблемой, которая
затрагивает разные аспекты научных исследований. Исследованию процесса адвентизации
растительного покрова посвящено огромное
количество работ, охватывающих широкий круг
вопросов: классификацию [7], проблемы внедрения заносных растений, динамику и трансформацию флоры под воздействием антропогенных
факторов [1, 2] и пр. Тем не менее все авторы
подчёркивают значимость региональных исследований по выявлению и регистрации заносных
видов. Последствия адвентизации региональных
флор стали настолько значительными, что стало
необходимо учитывать процессы миграции и
натурализации неаборигенов, особенно видов
древесных растений, их влияние на растительный
покров и взаимоотношения с местными видами.
Это особенно важно в условиях сильного антропогенного пресса на экосистемы, т.к. именно
эти растения являются самыми устойчивыми
184