Биоэкологические особенности флоры долины реки Безенчук (Самарская область)

Малые и средние реки в Самарской области достаточно хорошо изучены в конце 20 столетия В.И. Матвеевым

В качестве объекта исследования была избрана долина реки Безенчук. Река Безенчук протекает в степных районах Сыртового Заволжья по территории Самарской области. Характерной особенностью ее водосбора является бедность грунтовыми и поверхностными водами, что объясняется сухостью климата, степным характером местности и наличием недалеко от поверхности водонепроницаемых глин. В связи с этим река питается в основном за счет атмосферных осадков. Летом река сильно пересыхает, и постоянное течение в это время наблюдается только в нижней части долины. Верховье реки имеет характер степных балок с крутыми задернованными склонами. В этих местах влияние реки на окружающую степную растительность весьма невелико. Представители степной флоры произрастают по склонам берегов и встречаются почти у самой воды. Долина реки окружена обрабатываемыми полями. Остатки степной растительности встречаются в виде небольших участков на водоразделах и по склонам речных долин.

Цель работы – изучить состав, структуру и современное состояние флоры долины реки Безенчук.

Задачи работы: изучить флору долины реки Безенчук на разных участках, выявить ее характеристики;  провести сравнительный анализ флоры участков по основным показателям; определить современное состояние растительного покрова в долине реки Безенчук в условиях антропогенной нагрузки.

Данная работа не нова в том аспекте, что активное изучение долин рек проводилось в советское время при ведении планового хозяйства. В последние десятилетия изучение лугов и прибрежно-водной  стали фрагментарными. Нами впервые были проведены исследования флоры долины реки Безенчук от истока до устья. Кроме того, определено текущее состояние природно-территориального комплекса.

Полученные данные вносят вклад в экологию растений, флористику, биогеографию. Исследование окружающей среды в долине реки Безенчук сможет послужить планом действий администрации Безенчукского района по обеспечению экологической безопасности прилегающих территорий. В связи со слабой изученностью луговых ценозов Самарской области на настоящем этапе и высокой антропогенной нагрузкой на растительный покров, что выражается в упрощении структуры фитоценозов и снижение флористического разнообразия, исследования могут послужить базой для дальнейшего мониторинга растительного покрова долин малых и средних рек. Сведения о редких видах растений могут быть использованы в новых изданиях Красной книги Самарской области. Результаты исследования растительных сообществ пополнят базу данных о растительности и могут быть использованы при написании второго издания Зеленой и Голубой книг Самарской области. Результаты работы используются в образовательном процессе в ходе учебных практик и экологических дисциплин кафедры БЭМО СГСПУ.

Изучение флоры мы проводили в течение 2019–2024 гг. Выезды во время полевого сезона совершались неоднократно, что позволило провести более полные и точные наблюдения. На основе составления инвентаризационного списка видов сосудистых растений, была дана характеристика флоры. Использовались теоретические методы (анализ и изучение литературы, анализ физико-географических карт), методы эмпирического исследования (наблюдение, измерение). Методы и методические подходы изучения растительного покрова выбраны согласно рекомендаций проф. В.Е. Тимофева

Река Безенчук не имеет в своем верхнем и среднем течении хорошо развитых пойм, они появляются в их нижнем течении. Русло реки извилистое, сложено из суглинков и суспензий средней плотности. Тип питания – смешанный. Средняя скорость течения изменялась от 0,2 м/с в межень до 0,68 м/с в половодье. Соответственно средние показатели глубины составляют от 0,1 до 1,2 м, ширины реки от 4,0 до 24,0 м. Кислородный режим в целом удовлетворителен. Уровень загрязнения реки является повышенным ввиду постоянного наличия легкоразлагаемой органики в воде. Кроме того, часто отмечались превышения предельно допустимых концентраций фенолов, нефтепродуктов, хлорорганических пестицидов, соединений азота, меди, цинка и марганца.

На территории долины реки Безенчук в общей сложности отмечено произрастание 281 вида сосудистых растений. Они принадлежат к 3 отделам – хвощевые, голосеменные и покрытосеменные. К хвощеобразным (Еquisetophyta) относится одно семейство – хвощёвые (Equisetaceae), которое представлено 2 видами: хвощ полевой (Equisetum arvense) и хвощ луговой (Equisetum pratense). Отдел голосеменных (Pynophyta) включает в себя также одно семейство Сосновых (Pinaceae), представителем которого является сосна обыкновенная (Pinus sylvestris). Остальные 279 видов растений относится к отделу покрытосеменных (Magnoliophyta), он представлен 65 семействами.

Характерным для Самарской области является преобладания во флоре семейств Астровые (Аsteraceae) – 51 вид (18,15%), Бобовые или Мотыльковые (Fabaceae) – 25 видов (8,90%), Злаки (Poaceae) – 21 вид (7,47%). Именно они стоят на первых 3 позициях и составляют ядро флоры в долине реки Безенчук. Далее идут семейства: Розоцветные (Rosaceae), представлены 18 видами (6,41%) растений; Губоцветные (Lamiaceae) – 11 видов (3,91%); Мареновые (Rubiaceae) – 10 видов (3,56%); Норичниковые (Scrophulariaceae) – 10 видов (3,56%); Зонтичные (Аpiaceae) – 9 видов (3,20%); Ивовые (Salicaceae) – 9 видов (3,20%);Крестоцветные (Brassicaceae) – 7 видов (2,49%). Состав 10 ведущих семейств весьма разнообразен и включает 171 вид (60,85%) растений. Остальные 55 семейств достаточно скудны по разнообразию, большинство из них представлены по 1-2 таксону.

Проанализировав данные, можно сказать, что подавляющее большинство относятся к травянистым многолетникам –182 вида (64,77%). Они произрастают в травостое лугов, прирусловых зарослях и водотоков.

Среди исследованных видов, травянистые растения делятся на многолетники (182 вида, или 64,77%) и малолетники (52 видов, 18,51%). Травянистые многолетники не только численно преобладают, но также являются важным элементом в задержании почво-грунтов. Подземные органы этой группы разнообразна. Встречаются следующие представители: корневищные, стержнекорневные, длиннокорневищные, короткокорневищные, кистекорневые, клубнекорневые, корнеотпрысковые, рыхлодерновинные, густодерновинные, плотнодерновидные, плавающие листецовые, клубнекорневищные, луковичные, бескорневые, погруженные в воду листецовые.

Среди травянистых многолетников, как и во всей проанализированной флоре, преобладают корневищные растения – 88 видов (31,32%). Среди них отмечены хвощ полевой (Equisetum arvense), дудник лекарственный (Angelica archangelica), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium), осока береговая (Carex riparia), астрагал датский (Astragalus danicus) и другие.

Вторым по числу видов среди многолетников являются стержнекорневые растения, их насчитывается 38 видов (13,52%). К ним относятся такие растения как синеголовник плосколистный (Eryngium planum), резак обыкновенный (Falcaria vulgaris), омежник водный (Oenanthe aquatica), морковник обыкновенный (Silaum silaus), василек фригийский (Centaurea phrygia) и другие. Длиннокорневищные и  короткокорневищные растения насчитывают 16 (5,69%) и 12 (4,27%) видов соответственно.

По 6 представителей (2,14%) у кистекорневых (будра плющевидная (Glechova hederacea), подорожник средний (Plantago media), лютик едкий (Ranunculus acris) и др.) и клубнекорневых (бубенчик лилиелистный (Adenophora liliifolia), очиток большой или заячья капуста (Sedum maximum), чистец болотный (Stachys palustris) и другие) растений.

Корнеотпрысковые (бодяк полевой, или розовый осот (Cirsium arvense), девясил британский (Inula britannica), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis)) и рыхлодерновинные (келерия сизая (Koeleria glauca), мятлик дубравный (Poa nemoralis), мятлик луговой (Poa pratensis)) растения представлены 3 видами (1,07%).

По 2 представителя (0,71%) насчитывают густодерновинные (Житняк гребневидный (Agropyron pectinatum), ковыль Лессинга (Stipa lessingiana)), плотнодерновидные (ковыль-волосатик (Stipa capillata), ковыль перистый (Stipa pennata)), плавающие листецовые  (ряска малая (Lemna minor),многокоренник обыкновенный (Spirodela polyrhisa)) растения.

Клубнекорневищные (Чина клубненосная (Lathyrus tuberosus)), луковичные (лук угловатый (Allium angulosum)), бескорневые (роголистник темно-зеленый (Ceratophyllum demersum)) и погруженные в воду листецовые (ряска трехдольная (Lemna trisulca) растения представлены по 1 виду (0,36%).

Среди малолетников было выделено 52 вида (18,51%), среди  них: однолетники (37 видов (13,17 %)) – ситник жабий (Juncus bufonius), чина посевная (Lathyrus sativus), повилика европейская (Cuscuta europaea), эхиноцистис лопастный (Echinocystis lobata), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia)); двулетники (12 видов (4,27%)) – бутень клубненосный (Chaerophyllum bulbosum), лопух большой (Arctium lappa), лопух малый (Arctium minus), бодяк обыкновенный (Cirsium vulgare), икотник серый (Berteroa incana); одно-двулетники (3 вида, или 1,07%) – полынь Cиверса (Artemisia sieversiana), скерда кровельная (Crepis tectorum), гулявник Лезеля (Sisymbrium loeselii).

Малолетники имеют значимое место в исследованной нами флоре, это говорит о том, что растительный покров долины нарушен, а именно в луговых фитоценозах, в которые внедряются сорно-рудеральные растения.

Древесно-кустарниковая флора степей занимает подчиненное положение. Представители ее немногочисленны и обычно имеют малое обилие. Деревья представлены 21 видом (7,47%). Среди них береза повислая (Betula pendula), дуб обыкновенный (Quercus robur), ясень зеленый (Fraxinus lanceolata), яблоня домашняя (Malus domestica), тополь черный (Populus nigra), осина (Populus tremula), ива белая (Salix alba) и другие. Кустарников 18 видов (6,41%) – бузина красная (Sambucus racemosa), жимолость лесная (Lonicera xylosteum), бересклет бородавчатый (Euonymus europaea), cмородина золотистая (Ribes aureum), Смородина черная (Ribes  nigrum) и другие. Кустарнички (полынь лечебная, Божье дерево (Artemisia arbotanum)) и лианы (девичий виноград пятилисточковый (Parthenocissus quinquefolia)) включают в себя по 1 виду (0,36%). Полукустарнички немногочисленны, их 4 вида (1,42%) – это полынь австрийская (Artemisia austriaca), полынь шелковистая (Artemisia sericea), скабиоза исетская (Scabiosa isetensis), молочай полумохнатый (Euphorbia semivillosa). Полукустарники также немногочисленны – 2 вида (0,71%). Среди них паслен сладко-горький (Solanum dulcamara) и ежевика сизая (Rubus caesius).

Таким образом, можно сказать, что спектр жизненных форм растений связан с особенностями занимаемого ими экотопа, а также характером растительного покрова.

Флора долины реки Безенчук весьма разнообразна в экологическом отношении. Проведенный нами анализ показал, что самой распространённой экологической группой флоры по отношению к влажности являются мезофиты – растения умеренно-увлажненных мест обитания, которые включают 142 видов (46,7%). Среди них клен американский (Acer negundo), бутень клубненосный (Chaerophyllum bulbosum), морковник обыкновенный (Silaum silaus), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia), полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris), василек фригийский (Centaurea phrygia), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus), гвоздика луговая (Dianthus pratensis), молочай уральский (Euphorbia uralensis) и другие.

На втором месте стоят ксерофиты – сухолюбивые растения, и представлены 32 видами (11,39%). К ним относятся сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), полынь австрийская (Artemisia austriaca), ястребинка ядовитая (Hieracium virosum), пастушья сумка обыкновенная (Capsella bursa-pastoris) и другие.

Промежуточная группа ксеро-мезофитов насчитывает 26 видов (9,25%) – это ястребинка зонтиковидная (Hieracium cymosum), ястребинка румянковая (Hieracium echioides), икотник серый (Berteroaincana), конопля посевная (Cannabissativa), короставник полевой (Knautia arvensis) и некоторые другие виды.

Близкие к мезофитам гигро-мезофиты и мезо-ксерофиты представлены 20 (7,12%) и 19 видами (6,76%) соответственно. Они занимают 4 и 5 место в общей флоре. Для пойменных территорий это является логичной закономерностью, так как характеризуется умеренным увлажнением территории. На 6 и 7 месте располагаются экологические группы прибрежно-водных растений: гидрофиты (13 видов (4,63%)) – роголистник темно-зеленый (Ceratophyllum demersum), осока береговая (Carex riparia), рдест Берхтольда (Potamogeton berchtoldii), кубышка желтая (Nuphar luteae) и другие; гигрофиты (8 видов (2,85%)) – ситник черный (Juncus atratus), ситник жабий (Juncus bufonius), ива трехтычинковая (Salix triandra) и другие.

Ксеромезофитов с чертами псаммофитов в общей флоре долины реки Безенчук насчитывается 7 видов (2,49%). Среди них хондрилла злаколистная (Chondrilla graminta), цмин песчаный (Helichrisum arenarium), очиток едкий (Sedum acre) и другие.

К галофитам (6 видов (2,14%)) относятся частуха подорожниковая (Alisma plantago-aqutica), стрелолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia), камыш озерный (Scirpus lacustris) и другие.

По 3 вида (1,07%) насчитывают гелофиты (сусак зонтичный (Butomus umbellatus), двукисточник тростниковый (Phalaroides arundinacea), тростник южный (Phragmites australis) и мезофиты с признаками псаммофитов (ослинник двулетний (Oenothtra biennis), щетинник зеленый (Setaria viridis), марьянник луговой (Melampyrum pretense)). Мезо-галофиты (амория земляничная (Amoria fragifera) и мезо-гигрофиты (кипрей болотный (Epilobium palustre)) представлены по 1 виду (0,36%).

В общей флоре долины реки Безенчук насчитывается 7 видов растений, которые включены в Красную книгу Самарской области. В верхнем течении долины реки Безенчук нами зафиксировано 3 вида редких растений – цмин песчаный, бессмертник (Helichrisum arenarium), бубенчик лилиелистный (Adenophora liliifolia), ковыль перистый (Stipa pennata). В среднем течении долины реки Безенчук также насчитано 3 таксона растений, включенных в красную книгу Самарской области – это скабиоза исетская (Scabiosa isetensis), касатик сибирский (Iris sibirica), подорожник наибольший (Plantago maxima). Нижнее течение долины реки Безенчук в своей флоре имеет больше всего редких растений, а именно 4 – это цмин песчаный (Helichrisum arenarium), бубенчик лилиелистный (Adenophora liliifolia), горечавка легочная (Gentiana pneumonanthe), ковыль перистый (Stipa pennata).

Общая флора долины реки Безенчук насчитывает 7 видов растений, включенных в Черную книгу флоры Самарской области (Васюков и др., 2022). В верхнем течении нами выделено 3 вида растений –  клен ясенелистный, или американский (Acer negundo), лох узколистный (Elaeagnus angustifolia), тростник высочайший (Phragmites altissimus). Среднее течение включает 5 видов растений, занесенных в Черную книгу Самарской области – амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia), амброзия трехраздельная (Ambrosia trifida), клен ясенелистный, или американский (Acer negundo), лох узколистный (Elaeagnus angustifolia), кониза канадская (мелколепестник канадский) (Conyza canadensis), циклахена дурнишниколистная (Cyclachaena xanthifolia). В нижнем течении, как и в верхнем, нами насчитано 3 таксона, включенных в Черную книгу Самарской области – это клен ясенелистный, или американский (Acer negundo), лох узколистный (Elaeagnus angustifolia), циклахена дурнишниколистная (Cyclachaena xanthifolia).

Сравнение флоры участков долины по составу биоморф показал следующие результаты. На 1 и 2 месте всегда остаются корневищные и стержнекорневые травянистые многолетники, что характерно для луговых ценозов. Высока доля однолетников, которые занимают 3, и только в нижнем течении реки 4 позицию, что свидетельствует о внедрении сорных представителей в растительные сообщества. Деревья и кустарники обычно занимают 4-5 позиции, показывая на присутствие лесных сообществ по берегам реки. В среднем течении реки число кустарников наименьшее, они опускаются на 8 позицию. За этими группами обычно следуют длиннокорневищные и короткокорневищные растения, а также двулетники. Это показывает на хорошую сохранность луговых ценозов, в которых эти виды обычно и регистрируются.

В среднем и нижнем течении, где река достаточно полноводна, практически нет дерновинных растений, так как не развиты степные и лугово-степные сообщества. В связи с пересыханием водотока в верхнем течении там не произрастают водные бескорневые и погруженные в воду растения.

Таким образом, спектры жизненных форм растений по участкам в целом соответствуют условиям произрастания, однако высокая доля малолетников свидетельствует о нарушенности растительного покрова в связи с хозяйственной деятельностью человека.

Анализ соотношения групп гигроморф показал, что мезофиты на всех участках являются лидирующей группой. Близкая к ним группа ксеромезофитов чаще всего оказывается на 2 позиции, тем самым вклад мезофитной группы растений во флору самый значительный. Только в среднем течении реки, где луга претерпели изменение в ходе выпаса скота и появились более ксерофитизированные сообщества, группа ксерофитов выходит на 2 позицию, хотя на других участках они находятся на 3 месте.

Гигро-мезофиты наиболее широко представлены в среднем и нижнем течении реки, а в верхнем течении их оказалось меньше всего, что также связано с недостатком увлажененности территории. Галофиты и псаммофиты отсутствуют в среднем течении, так как здесь практически нет песчаных наносов и характерна низкая доля пашни.

В настоящее время природно-территориальные комплексы в долине реки Безенчук испытывают весомую антропогенную нагрузку в виде рекреации, выпаса, близости пашни, сенокошения, что влияет на лабильность экосистем и способность реки к самоочищению. Уже давно ясно, что самостоятельное восстановление реки неосуществимо, однако видимых мероприятий по улучшению обстановки не наблюдается. Для воды и почв отмечается высокий уровень загрязнения. Снижается видовое разнообразие.

Флора верхнего течения долины реки Безенчук представлена 213, среднего течения – 150, нижнего течения – 182 видами растений. Общая флора долины реки Безенчук представлена 281 видом сосудистых растений, которые принадлежат к 64 семействам. Доминирующие позиции занимают семейства Сложноцветные, Бобовые, Злаковые и Розоцветные. Также специфической особенностью флористического состава является наличие Ивовых, Мареновых, Зонтичных и Крестоцветных.

Среди травянистых многолетников, как и во всей проанализированной флоре, преобладают корневищные растения – 88 видов (31,32%). Вторым по числу среди многолетников являются стержнекорневые растения – 38 видов (13,52%). Малолетники выходят на высокие позиции в исследованной флоре, это говорит о нарушенности растительного покрова долины. Самой распространённой экологической группой флоры по отношению к влажности являются мезофиты – 142 вида (46,7%). На втором месте среди гигроморф находится группа ксерофитов – 32 вида (11,39%).

Долина реки условно, но четко разделена на три участка – верхнее, среднее и нижнее течение. Флора участков имеет отличия, связанные с природными условиями и интенсивностью и типом антропогенных факторов.