Методика изучения водной растительности

Гидроботанические методы полевого исследования нахо­дят широкое применение для решения ряда экологических проблем. Общий план этих исследований включает: а) изуче­ние размещения растительности в водоеме; б) геоботаниче­ское описание фитоценоза; в) определение фитомассы и продук­тивности; г) изучение биологии и экологии высших водных расте­ний; д) изучение динамики растительности в ходе сукцессии.

Изучение водоема или его части и условий зарастания водоема.Перед началом работы по описанию и картированию расти­тельности водоемов необходимо предварительно ознакомить­ся с литературными, картографическими и другими материа­лами об объекте исследования. Такое знакомство с имеющими­ся материалами при полевых исследованиях позволит быстро ориентироваться на объекте, заранее наметить участки, на которые следует обратить особое внимание.

Затем необходимо ознакомиться с водоемом или его частью и условиями зарастания водоема (объезд на лодке и пешеход­ные маршруты); это дает картину основных закономерностей распределения водных растений и качественного состава по массовым видам. Большое значение при общей оценке запасов водных растений имеет картирование, которое позволяет про­вести определение площади зарастания и растительных ресур­сов водоема.

Прежде чем приступить к изучению ассоциаций водной растительности и проводить описание зонального распределе­ния растений, необходимо привести общие сведения по тому участку реки (озера), который исследуется, а именно: а) ука­зать протяженность участка; б) ширину реки; в) глубину; г) скорость течения; д) характер береговой линии. В закрытых водоемах следует указать протяженность всей береговой линии.

После этого требуется:

а) установить площадь зарастания путем промера по бере­говой линии и характер растительных группировок;

б) дать описание растительных группировок по профилю, причем нужно обратить внимание на приуроченность их (и отдельных растений) к глубинам, характеру дна, прозрачно­сти и температуре воды в зарослях и вне их;

в) определить биомассу растений на разных глубинах (в чистых зарослях и в ассоциациях) с 1 м², затем высушить ее до воздушно-сухого состояния и сделать пересчет на площадь зарастания. Так можно определить зависимость биомассы от глубины.

Описание фитоценозов.Обследование и картирование высшей водной растительности осуществляется методом про­филирования. Количество профилей в каждом конкретном водоеме определяется его площадью и очертаниями, составом донных отложений, характером и степенью зарастания.

Выбор ПП.Профиль прокладывается от уреза воды до мак­симальной глубины распространения растительности. Шири­на растительных полос замеряется с помощью мерного шнура, рулетки и т.п. Глубина - лотом Воронкова. В наиболее харак­терных местах профиля с однородными экологическими усло­виями закладываются ПП, на которых в дальнейшем проводит­ся геоботаническое описание выделенного растительного сообщества (фитоценоза). Границы ПП устанавливают визу­ально, намечая их по каким-либо выделяющимся растениям или торчащим из воды предметам. Более точно они определя­ются путем измерения сторон квадрата рулеткой и установкой по углам буйков или вех. При этом для ПП обязательно выби­рается однородный участок фитоценоза, т.е. сообщество, состоящее из видов одной или сходной биоморфы. Поэтому при описании ценозов рдестов ПП следует разместить так, чтобы в ее пределы не попали виды гелофитов из контакти­рующего пояса. Описание фитоценозов рясок лучше проводить

в стороне от зарослей нимфейных или воздушно-водных растений. Но в речных экосистемах, на перекатах и стремни­нах, погруженные формы гелофитов (Sparganium emersum f.fluitans, Sagittaria sagittifolia f. Vallisneriifolia, Schoenoplectus lacustris f. Fluitans, Butomus umbellatus f. Vallisneriifolius и др.) входят в состав сообществ шелковников и рдестов, поэтому их необхо­димо включать в описания.

На озерах и водохранилищах, где для растительности харак­терно поясное строение, когда от берега с увеличением глуби­ны происходит смена одних фитоценозов другими, площадки следует размещать в центральных, наиболее однородных частях поясов и фитоценозов, а не в краевых переходных зонах. В малых озерах и копаных прудах пояса водной расти­тельности часто очень узкие или разорванные, поэтому в каче­стве ПП описывается весь пояс или его фрагменты. Выбор под­ходящих для описания площадок на водотоках (реках и ручьях) или их участках с различным типом зарастания обусло­влен спецификой зарастания рек. З.В. Синкявичене (1992) на примере водотоков Литвы выделяет пять типов зарастания.

1. Зарастание единичными растениями, или сильнофрагмен­тарное зарастание. Такой характер зарастания свойствен очень чистым и быстрым водотокам или, наоборот, сильноза­грязненным участкам ниже зон сброса стоков, а также рекам с подвижными песчаными грунтами. Почти не зарастают реки с твердым, покрытым валунами дном и значительными колеба­ниями уровня воды во время вегетационного периода. В таких водотоках можно описать лишь фитоценозы водных макрово­дорослей и мохообразных, которые обычно имеют небольшие размеры, и площадки закладываются в их естественных грани­цах. Сообщества эпилитных мхов, развивающихся на крупных валунах, описываются на пробной площадке в пределах поверхности одного или нескольких таких камней.

2. Фрагментарное зарастание. Сообщества гидрофитов и погруженных форм гелофитов расположены на подводных отмелях. Гелофиты создают узкие полосы или небольшие фрагменты вдоль берегов, нередко и в русле. Такой тип зара­стания встречается в затененных руслах верховий малых и средних рек, на участках с подвижными песчаными грунтами и небольшими глубинами. На таких водотоках фитоценозы описываются в своих естественных границах.

3. Прибрежное зарастание. Сообщества расположены поясами в прибрежной зоне, что более характерно для стоячих

водоемов. Зарастание свойственно среднему и нижнему тече­ниям средних рек, низовьям или широким плесам малых рек. Площадки для описания здесь располагаются в пределах поясов растительности.

4. Прибрежно-фрагментарное зарастание. Сообщества гело­фитов создают в прибрежной части сплошную полосу, а сооб­щества погруженных растений разбросаны в русле. Выражено в среднем и нижнем течении рек. Описания производятся на площадках, размещенных в прибрежной полосе гелофитов, внутри или в границах русловых сообществ. Как и в предыду­щем случае, иногда следует объединять несколько сходных фрагментов для одного описания.

5. Сплошное зарастание. Сообщества занимают все сечение русла реки. Подразделяются на сплошное подводное зарастание, когда в русле преобладают сообщества погруженных гидрофи­тов, а воздушно-водные растения формируют прибрежные полосы или пятна, и на сплошное многоярусное зарастание, где уже все русло в подводном, плавающем и надводном ярусах занимают сообщества гидрофитов и гелофитов.

Первый вариант распространен в межозерных реках, в спрямленных руслах, на мелководных участках с быстрым течением. Второй тип обычен в мелководных руслах с мед­ленным течением, на реках в сильно сельскохозяйственно освоенных районах. В обоих случаях эти реки с повышенной трофностью. В таких местах наблюдаются высокая мозаич-ность растительности, происходит сильное наслоение сооб­ществ, нарушается их однородность, контуры практически отсутствуют, и складывается ощущение какого-то единого сложноустроенного и богатого ценоза. На таких участках стоит отказаться от проведения описаний, поскольку получен­ный материал не будет отвечать требованиям однородности фитоценозов.

Для достаточно полной характеристики сообществ какой-либо ассоциации достаточно выполнить 10 описаний.

Размер и форма ПП.Обычно площадь ПП равна умножен­ной на 10 - 20 высоте или длине растений первого яруса фито­ценоза. По предложению Н. Passarge (1992), минимальная пло­щадь описания сообществ должна соответствовать примерно площади круга, где за радиус принимается высота или длина доминирующих растений. Например, сообщества рдестов длиной до 3 м должны описываться на площади около 28 м² (9 х 3,14). Причем размеры ПП не должны быть более чем в

2 раза больше этой величины, чтобы избежать увеличения числа сопутствующих малоинформативных видов и соблюсти однородность описаний. Исходя из этого, для водных и при-брежно-водных сообществ примерные размеры ПП, достаточ­ные для выявления видового состава и параметров фитоцено­за, будут 1 - 10 м² или 10-30 м². Такие площади описаний наи­более приемлемы для рек и ручьев, а также мелких водоемов с небольшими по размерам ценозами.

На крупных водоемах с хорошо развитой растительностью пользуются стандартными ПП 100 м² (обычно 10 х 10 м). Их форма, как правило, квадратная или реже - прямоугольная. В малых водоемах, на ручьях и реках, где водная раститель­ность представлена слишком узкими поясами, небольшими фрагментами или пятнами, описание проводится в границах всего пояса или отдельного фрагмента. Форма ПП на этих объектах может иметь вид узкого вытянутого прямоугольника, полукольцевидной формы, различных геометрических фигур. Вытянутые ПП нужно ориентировать параллельно берегу.

Время проведения описаний.Важное значение в подготовке и проведении геоботанических исследований водной расти­тельности имеет выбор подходящих для работы сроков, поскольку в течение сезона в одном и том же фитоценозе может происходить заметная флюктуация обилия и проектив­ного покрытия видов, а иногда в одном местообитании проис­ходит смена целых сообществ. Так, редкие сообщества - рдеста Фриса (Potamogeton friesii) - формируются лишь на сравнительно короткий промежуток времени (10-15 дней) в середине июля, когда растения достигают поверхности воды, цветут и плодо­носят. Затем рдест формирует турионы, вегетативные побеги отмирают, а зимующие почки опускаются на дно, сообщество исчезает до следующего года. Поэтому исследовать водную и прибрежно-водную растительность лучше всего во время цве­тения и плодоношения. В Беларуси наилучшим временем для проведения работ по изучению водных фитоценозов является июль и первая половина августа. Однако для описания речной растительности наиболее подходящим является июль, так как некоторые виды к началу августа начинают отмирать и, как следствие, исчезают сообщества. Это же касается и малых озер, и копаных прудов. А вот растительность крупных озер и водохранилищ лучше исследовать в августе, так как ее разви­тие здесь протекает несколько медленнее.

Описание фитоценоза.При геоботаническом описании фитоценоза помимо составления списка видов растений с ука­занием их высоты (длины), обилия, покрытия, фенофазы, жиз­ненности, размещения по площади (равномерно, пятнами, группами и т.п.), общего состояния фитоценоза, его физионо-мичности крайне важно отметить ряд дополнительных харак­теристик. Необходимо указывать точный адрес описания, т.е. его географическое местоположение (область, район, ближай­ший населенный пункт и т.п.), дату проведения работы и ее исполнителей. Для характеристики экологии и состояния фитоценоза следует зафиксировать особенности местообитания: глубину водоема, тип грунта (песчаный, глинистый, тор­фянистый, каменистый), свойства донных отложений по глазо­мерной оценке, скорость течения, температуру воды у дна и у поверхности, видимые антропогенные и другие нарушения (мусор, химическое загрязнение и др.). Важно также опреде­лить химический состав воды.

Общее геоботаническое описание фитоценоза выполняют в такой последовательности.