Длительное и интенсивное антропогенное воздействие на лесостепные природные комплексы привело к существенной их трансформации: рубка лесов и тотальная распашка степей привела к уничтожению огромных площадей естественной растительности, утратился природный облик ландшафтов, усилилась деградация почвенного покрова, что привело к уничтожению местообитаний целого ряда представителей флоры и фауны. Существенные изменения коснулись лесостепной зоны. На водораздельных территориях Европейской равнины не сохранилось лесов, не подвергавшимся в прошлом рубкам разной степени интенсивности, а луговые степи сохранились только в составе особо охраняемых природных территорий: заповедников, памятников природы, окруженных агроландшафтами. В последние десятилетия актуальность исследований антропогенной трансформации растительного покрова постоянно возрастает [1, 6, 7, 8, 9, 10]. Знание истории растительности региона и факторов, оказывающих влияние на ее трансформацию, позволит выработать меры по поддержанию и восстановлению растительности лесостепи.
Объект и методы исследования
Исходными материалами для изучения трансформации растительного покрова явились картографические источники, архивные и фондовые материалы, результаты полевых исследований на ключевых участках.
Исследования проводились в лесостепных ландшафтах низкого плато Приволжской возвышенности в пределах Пензенской области. В работе рассматривается трансформация растительного покрова северной части области (бассейн Волги) с преобладанием лесной растительности.
Сбор материала осуществлялся в течение 2005-2014 гг. при маршрутных и стационарных исследованиях на пробных площадях (ПП) размером 100 (10×10) м2.
Результаты и обсуждения
Хозяйственное освоение территории низкого плато Приволжской возвышенности в пределах Пензенской области началось очень рано (V-III тыс. до н. э.). Люди селились по берегам рек, занимались собирательством, охотой и рыболовством. По характеру исходных экосистем антропогенному использованию предшествовала лесная растительность [4]. С IV тыс. до н.э. начинаются существенные изменения природных экоситем: вырубаются леса (древесина используется для построек, обогрева, обжига керамики). Начиная с XV в. до н.э., важную роль играют племена Срубной культуры. Активная и разнообразная хозяйственная деятельность срубников (оседлое скотоводство, мотыжное земледелие, рыболовство, охота) при большой плотности и значительной широте расселения оказало значительное влияние на трансформацию растительного покрова. С конца I тыс. нашей эры основу хозяйства составляет земледелие (сначала подсечно-огневое, позже переложное). Продолжается постоянное уменьшение лесных территорий либо за счет распашки, либо в результате активного выпаса скота. С VIII в. заметен явный экономический подъем, происходит увеличение численности населения и усиливается воздействие на растительный покров.
Особенно интенсивно процесс хозяйственного освоения территорий низкого плато Приволжской возвышенности в пределах области наблюдался с XVI-XVII вв., в результате восстановления после татаро-монгольского нашествия, что отразилось на соотношении между лесом и безлесными пространствами. Достоверных данных о соотношении лесной и степной растительности в это время нет, однако о структуре растительного покрова, в частности участии в нем лесов, можно судить по организации оборонительной линии от набегов кочевников с южных территорий. Более половины её в качестве естественных укреплений выступали дремучие леса, которые конница противника была не в состоянии преодолеть [4]. Но уже к концу XVIII в. более половины территории была хозяйственно освоена: занята пашней, а также участками сенокоса (рис. 1). Лес встречался небольшими разрозненными участками вдоль берегов рек. К середине XIX в. площадь лесов сократилась до 20 %. В настоящее время лесистость составляет не около 13 % (рис. 1).
Рис. 1. Изменение площади сельхоз. угодий и леса по годам (%)
Анализ видового состава древостоя в середине XVIII в. показал, что преобладали лиственные леса, в которых господствующим видом являлся Quercus robur, также отмечались Acer platanoides, Alnus glutinosa, Populus tremula, Betula pendula, Tilia cordata, Ulmus glabra [3, 5] (рис. 2 А). Соотношение лиственных лесов к хвойным, с доминированием сосны обыкновенной, составляло 13:1.
Современный растительный покров представлен лесными и травянистыми сообществами – остепненными, настоящими, влажными лугами и луговыми степями.
В настоящее время естественная растительность сохранилась лишь на небольших участках, неудобных для распашки [2]: прибалочных и приовражных склонах, днищах и склонах оврагов и балок, по поймам рек.
Дубовые леса сохраняют преимущество по занимаемой площади (рис. 2 Б), хотя и сократили свое участие почти на 50 %. Почти в 5 раз возросла доля хвойных лесов, в основном за счет искусственных посадок Pinus sylvestris. Произошло существенное увеличение производных лесов – березняков, осинников, формирующихся по вырубкам и гарям. Значительно возросло участие Tilia cordata и Acer platanoides: виды формируют второй древесный ярус с достаточно высоким проективным покрытием в дубравах, а также сомкнутые клено-липняки, формирующиеся после рубки дубрав. Fraxinus excelsior, Ulmus glabra, Alnus glutinosa играют незначительную роль [2].
А Б
Рис. 2. Участие видов деревьев в сложении лесов в конце XVIII в. (А) и в конце XX в. (B) (%)
Леса, преимущественно широколиственные с господством Quercus robur и примесью Tilia cordata, Fraxinus excelsior, Acer platanoides, Ulmus glabra, Betula pendula приурочены к склонам балок и поймам рек. Древесный ярус (общее проективное покрытие (ОПП) яруса 0,7-0,8) образован порослевыми особями отмеченных видов. Подлесок (ОПП 0,2-0,4) образован Corylus avellana, с единичным участием Lonicera xylosteum, Euonymus verrucosa. Характерен интенсивный подрост широколиственных видов деревьев: клена остролистного, липы, ясеня. В травяном покрове доминируют виды неморальной эколого-ценотической группы (ЭЦГ): Aegopodium podagraria, Carex pilosa, Lathyrus vernus, Viola mirabilis, Mercurialis perennis, Asarum europaeum, Convallaria majalis, Polygonatum multiflorum, Pulmonaria obscura, Stellaria holostea. Отмечены очень редкие для области виды – Galeobdolon luteum и Salvia glutinosa. Видовое богатство сообществ ассоциации – 20-22 вида на 100 м2.
На месте срубленных дубрав формируются, как правило, леса с доминированием в древостое липы и клена остролистного. Древесный ярус достаточно сомкнутый (ОПП 0,7-0,8). Подлесок состоит из Corylus avellana и интенсивного подроста Acer platanoides (ОПП 0,7). В травяном покрове доминируют: Carex pilosa, Lathyrus vernus, Viola mirabilis, Mercurialis perennis, Asarum europaeum, Convallaria majalis, Polygonatum multiflorum, Pulmonaria obscura и другие. Видовое богатство сообществ ассоциации – 19-20 видов на 100 м2.
По поймам рек встречаются дубравы с участием в древостое Salix alba (ОПП 0,5-0,7). Характерен второй древесный ярус из Padus avium, Ulmus glabra. В подлеске (ОПП 0,2-0,5) встречаются Acer tataricum, Rosa majalis. В травяном покрове доминирует Stellaria holostea, Rubus caesius, высококонстантны: Glechoma hederacea, Campanula trachelium, Bromopsis inermis, Heracleum sibiricum, Urtica dioica, Humulus lupulus. Характерен имматурный подрост Acer tataricum, Padus avium, Acer negundo. Видовое богатство сообществ ассоциации – 15-18 видов на 100 м2.
По склонам южной экспозиции достаточно редко встречаются дубравы с доминированием сныти и высоким участием в травостое видов лугов и степей: Potentilla alba, Geranium sanguineum, Pyrethrum corymbosum, Scrophularia nodosa, Stachys officinalis, Hypericum perforatum, Sanguisorba officinalis и другие. Древесный ярус таких сообществ разрежен (ОПП 0,3-0,5). Подлесок хорошо сформирован (ОПП 0,5-0,7) из Euonymus verrucosa, Acer tataricum, реже Pyrus communis, Padus avium, Prunus spinosa, Cerasus fruticosa. Видовое богатство сообществ ассоциации – 25-30 видов на 100 м2.
Осинники формируются после рубок разной интенсивности и часто встречаются по склонам крупных балок. Древесный ярус образован старыми генеративными особями Populus tremula (ОПП 0,6-0,7). Очень редко во втором древесном ярусе отмечается порослевой дуб черешчатый часто пониженной жизненности. Хорошо выражен подлесок (ОПП 0,6) из Corylus avellana, изредка с невысоким обилием встречается Euonymus verrucosa и Lonicera xylosteum. Характерен подрост клена остролистного, осины. В травяном покрове абсолютный доминант Aegopodium podagraria, высококонстантны Asarum europaeum, Polygonatum multiflorum, Carex pilosa, Lathyrus vernus, Pulmonaria obscura. При незначительном развитии подлеска (ОПП не более 0,2) в составе сообществ ассоциации отмечен редкий для Пензенской области вид кустарников – Daphne mezereum. В верхних частях склонов в составе описанных сообществ часто наблюдается формирование второго древесного яруса из молодых генеративных растений липы сердцевидной и клена остролистного. Наблюдается имматурный подрост ясеня обыкновенного. В осинниках формирующихся в нижних частях склонов и по днищам балок в травяном покрове помимо отмеченных видов наблюдается участие более гигрофитных видов: Milium effusum, Aconitum excelsum, Urtica dioica, Scrophularia nodosa, Glechoma hederacea, Paris quadrifolia. Видовое богатство сообществ ассоциации – 8-16 видов на 100 м2.
Березняки встречаются достаточно редко, как правило, по выровненным водораздельным участкам. Древесный ярус образован Betula pendula (ОПП 0,5). На высоте 10 м образован плотный полог (ОПП 0,6) из виргинильных порослевых особей Tilia cordata, Acer platanoides, иногда с примесью Sorbus aucuparia. Подлесок развит слабо (ОПП до 0,2), образован Corylus avellana с участием Euonymus verrucosa. В травяном покрове (ОПП 50-60 %) доминируют Carex pilosa (доминант), Aegopodium podagraria, Mercurialis perennis, Convallaria majalis, Viola mirabilis, Pulmonaria obscura и другие. Видовое богатство сообществ ассоциации – 17-20 видов на 100 м2.
Сосновые леса представлены в основном культурами сосны разного возраста. Первый древесный ярус (ОПП 0,6), образован Pinus sylvestris с участием Betula pendula. Во втором древесном – Acer platanoides, Ulmus glabra. В сомкнутом подлеске (ОПП 0,8) помимо Corylus avellana – интенсивный подрост Acer platanoides, Tilia cordatа, Padus avium. В травяном покрове (ОПП 40 %) доминируют неморальные виды. Видовое богатство сообществ ассоциации – 25-30 видов на 100 м2.
За последнее десятилетие наблюдается интенсивное зарастание залежей Betula pendula, значительно реже Pinus sylvestris, что в некоторой степени приводит к увеличению лесистости района. При этом площадь сведенных лесов (в результате пожаров, рубок) за отмеченный период незначительна [15].
Участки, сохранившиеся от распашки степной растительности, представлены луговыми степями и лугами. Большая часть лугов находится в долинах рек, по днищам и береговым склонам оврагов и балок. На водоразделах луга составляют небольшие площади, располагаясь по лощинам, низинам, окраинам лесов и болот.
Нами выделены остепненные, настоящие (мезофитные) и гигрофитные луга.
Луговые степи формируются в результате зарастания водораздельных участков брошенных пашен. Ассоциации луговых степей отличаются самой высокой видовой насыщенностью не только среди рассматриваемых травяных сообществ, но в целом среди всех выделенных групп ассоциаций (35-40 видов на 100 м2). Из злаков доминируют Bromopsis riparia и Poa angustifolia, встречается Festuca valesiaca, в разнотравье доминирует Fragaria viridis, присутствуют другие виды лугово-степного разнотравья: Galium verum, Potentilla argentea, Seseli libanotis, Inula britannica, Filipendula ulmaria и другие.
Ассоциации остепненных лугов занимают второе место по видовой насыщенности (25-30 видов на 100 м2). Из злаков доминируют сухо-луговые виды: Bromopsis inermis, Calamagrostis epigeios, из разнотравья присутствуют – Galium verum, Veronica longifolia, Linaria vulgaris, Potentilla argentea, Hypericum perforatum, Eryngium planum, Pimpinella saxifraga и другие.
Настоящие (мезофитные) луга также являются вторичными, формирующимися по залежам разного возраста вблизи водоемов. По участию в травостое (проективному покрытию) преобладают виды свежих лугов. Из злаков высококонстантны: Poa pratensis, Phleum pratense, Calamagrostis epigeios, Deschampsia cespitosa, из бобовых – Trifolium medium. Разнотравье представлено Achillea millefolium, Cichorium intybus, Tripleurospermum perforatum, Rumex confertus, Taraxacum officinale и другими видами.
Гигрофитные луга отмечены по берегам старичных водоемов. Иногда возможно участие Ribes nigrum. Более 50 % проективного покрытия приходится на вводно-болотные виды, около 30 % составляют нитрофильные виды, по 10 % имеют неморальные виды и виды свежих лугов. Высококонстантны: Lythrum salicaria, Iris pseudacorus, Lysimachia nummularia, Solanum dulcamara, Filipendula ulmaria, Ptarmica cartilaginea.
Выводы
Растительный покров низкого плато Приволжской возвышенности с давних времен подвергался длительному хозяйственному освоению. Это привело к постоянному существенному снижению лесистости. За последние 300 лет площадь лесных массивов сократилась более чем на половину, а площадь распаханных земель увеличилась в 1,5 раза.
В настоящее время в результате снижения сельскохозяйственной нагрузки наблюдается некоторое увеличение лесистости в результате зарастания брошенных пашен березой бородавчатой и сосной обыкновенной.
Современная лесная растительность территории низкого плато Приволжской возвышенности представлена дубравами, вторичными (производными) сообществами – осинниками и березняками, культурами сосны разного возраста. Во всех типах леса в травостое доминируют виды широколиственных лесов. Травянистая растительность представлена луговыми степями, остепненными лугами, настоящими и влажными лугами.
Анализ возрастной структуры основных ценозообразователей позволяет прогнозировать дальнейшую смену лесных сообществ маловидовыми липняками и кленовниками.
Рецензенты:
Иванов А.И., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой биологии и экологии ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия», г. Пенза;
Новикова Л.А., д.б.н., доцент, профессор кафедры ботаники, физиологии и биохимии растений ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза.
Библиографическая ссылка
Леонова Н.А. ИСТОРИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЛЕСНЫХ ЛАНДШАФТОВ НИЗКОГО ПЛАТО ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=15566 (дата обращения: 19.09.2024).