Ресурсы кустарниковой, болотной и водной растительности беларуси
Эколого-типологические категории кустарниковой растительности. На долю кустарниковой растительности в Беларуси приходится 622 тыс. га, что составляет 4,3% природного растительного покрова Беларуси, а в земельном фонде в целом - 3,1%. Этот тип растительности представлен тремя эколого-типологическими категориями:
ксерофитные кустарниковые заросли на песчаных водораздельных пустошах и массивах песчаных отложений в поймах крупных рек. Эта группа составляет 34,2% общей площади кустарниковых зарослей и образуется олиготрофными ксерофитами - можжевельником обыкновенным, шелюгой красной, ивой узколистной;
мезофитные кустарниковые заросли из крушины ломкой, черемухи, рябины, смородины красной и черной, ивы козьей, чернеющей, трехтычинковой и др. Эта группа развивается в западинах водоразделов, оврагах, балках, в экотонных участках, на заброшенных осушенных землях, в поймах рек и на откосах пойменных террас, на первой пойменной террасе крупных рек. Она составляет 13,3% площади кустарников Беларуси;
гигро- и гидрофитные кустарниковые заросли на низинных и переходных болотах, переходных зонах от болот к суходолам, в заболоченных поймах рек и озер, зарастающих старицах; составляют более половины (52,5%) площади кустарниковых зарослей. Они формируются из ив пепельной, пятитычинковой, чернеющей, лопарской и др.
Кустарники - весьма динамичный тип растительности, в особенности в условиях недостаточной и умеренной влагообеспеченности, где они довольно часто и быстро сменяются лесом. Кроме того, именно этот тип растительности особенно подвержен хозяйственному преобразованию в ходе освоения новых земель для сельскохозяйственных целей, а также в результате осушения избыточно увлажненных земель. Начиная с 1954 г., мелиорировано и преобразовано в сельскохозяйственных угодья 350 тыс.га закустаренных болот. В последние годы объемы трансформации кустарников для нужд сельского хозяйства резко сократились как по экономическим, так и по экологическим причинам. С другой стороны, выход из сельскохозяйственного оборота значительных площадей низкопродуктивных и загрязненных радионуклидами земель стал причиной быстрого зарастания кустарниками больших площадей в ряде регионов страны.
Основные особенности болота как среды обитания для растений. Болото – это постоянно переувлажненный и покрытый влаголюбивой растительностью участок суши, на котором происходит процесс торфообразования. Вместе с торфяными почвами и торфяными месторождениями болота образуют торфяники. На торфяных почвах и торфяных месторождениях торфообразование не происходит, этим они существенно отличаются от болот.
Для природы Беларуси характерно широкое распространение болот, которые являются мощным средообразующим фактором для всей Европы. Они, во-первых, обеспечивают сохранение биологического разнообразия природы, во-вторых, существенно влияют на газовый состав атмосферы,
в-третьих, участвуют в регулировании водного режима, качества природных вод и климата на обширных пространствах. Болота неравномерно распределены на территории республики (рис. 6).
Рис. 6. Районирование болот Беларуси
Области: I – верховые торфяники холмисто-озерного ландшафта; II - -низинные торфяники западного конечноморенного ландшафта; III – крупные верховые и низинные торфяники полого-волнистой абляционной равнины; IV – крупные и верховые и низинные торфяники в условиях широко распространенных лессовидных пород; V – крупные низинные торфяники Полесского ландшафта.
Районы: 1 – Браславско-Сиротинский; 2 – Меховско-Чашникский; 3 – Островецко-Лепельский; 4 – Гродненско-Новогрудский; 5 – Скидельско-Ивьевский; 6 – Ошмянско-Слуцкий; 7 – Плещеницко-Дзержинский; 8 – Браславско-Глусский; 9 – Крупско-Кличевский; 10 – Быховско-Паричский; 11 – Ошмянско-Мстиславльский; 12 – Могилевско-Хотимский; 13 – Кормянско-Лоевский; 14 – Каменецко-Малоритский; 15 - Кобринско-Пружанско-Ганцевичский; 16 – Драгиченско-Пинский; 17 – Столинско-Лельчицкий; 18 – Лунинецко-Любаньский; 19 - Петриковско-Комаринский; 20 – Калинковичско-Ельско-Наровлянский.
Наиболее заболоченной является Полесская низменность, особенно её центральная часть – Припятское Полесье. Они также широко распространены в Нарочанско-Вилейской, Верхне-Березинской, Чашникской и Полоцкой низменностях. Низкая заболоченность характерна для повышенных и хорошо расчленённых форм рельефа Белорусской гряды: Витебской, Оршанской, Минской, Новогрудской, Слонимской, Волковысской и Гродненской возвышенностей; Копыльской и Ошмянской гряды.
Типы болот. Классификация болот достаточно сложна. В зависимости от условий водно-минерального питания и состава растительности болота подразделяются на 3 типа (рис. 7):
1. Низинные болота (эутрофные);
2. Переходные болота (мезотрофные);
3. Верховые болота (олиготрофные).
Рис. 7. Строение болот разных типов: а - верховое болото; б - низинное болото; в - болото, образовавшееся при зарастании озера; 1 - сфагновый торф; 2 - осоковый и осоково-ивовый торф; 3 - гипновый торф; 4 - тростниковый торф; 5 - плавающий торф различного состава; 6 -сапропелевый торф; 7 - сапропель; 8 - ил; 9 - порода; 10 - вода
Флора болот образуется 267 видами цветковых и высших споровых растений, в том числе 37 видами деревьев и кустарников, 167 – трав, 31 – сфагновых мхов, 32 видами зелёных мхов.
Низинные болота образуются в местах выхода грунтовых вод и скопления их в пониженных местах, они также получают влагу осадков. Такие болота имеют богатый питательными веществами субстрат и поэтому считаются эутрофными.
На лесных низинных болотах эдификаторами являются ольха чёрная, берёза пушистая, реже – ель. Здесь широко распространены ивы, произрастают кустарнички брусники, черники, вереска, небольшое количество трав и лесных мхов.
Для низинных болот травяного типа характерны крупные гидрофильные травы – кочкарные осоки (омская, острая, дернистая, пузырчатая) и злаки (вейник ланцетовидный, манник плавающий, канареечник канарский), ситники, разнотравье, хвощи, зелёные и белые мхи. В сильно оводненных местах встречаются заросли аира, хвощей, рогоза широколистного. Здесь также много вахты трёхлистной, сабельника болотного, калужницы болотной, белокрыльника болотного, частухи подорожниковой и др.
Верховые болота не связаны с грунтовыми водами и возникают в результате заболачивания суши, при обильных осадках и недостаточном испарении влаги. В этих условиях поступление минеральных веществ ограничено и по обеспеченности ими верховые болота являются олиготрофными. В таких условиях хорошо развиваются сфагновые мхи, нижняя часть которых в анаэробных условиях в подкисленной среде при избытке влаги постепенно превращается в торф.
Древесная растительность верховых болот представлена чахлыми соснами, берёзами, ивами. Из кустарничков встречаются подбел дубровник, багульник болотный, голубика, прекрасно развивается клюква. Из травянистых растений доминируют сфагновые мхи. Здесь же можно встретить пушицу влагалищную, осоку плетевидную, шейхцерию, росянку болотную, в северных районах республики – морошку.
Переходные болота образуются при зарастании бедных питательными веществами водоёмов сплавинами (см. растительность водоёмов). Переходные болота имеют мезотрофный режим минерального питания. На таких болотах обильно произрастают пушица тонкая, осока вздутая и растения верховых болот.
Вследствие недостатка кислорода, который испытывают подземные части болотных растений, в их надземных органах часто хорошо развиты воздушные полости и паренхимные ткани рыхлого сложения.
Для многих растений болотных фитоценозов (багульник болотный, клюква, брусника и др.) характерны признаки ксероморфности – узкие жесткие листья и стебли, наличие опушения и кутинового налёта на эпидермисе и др. Такие растения приспособились экономить воду, поскольку всасывание воды корнями затруднено из-за низкой температуры воды под покровом мха и торфа, а также слабой обеспеченности растений азотным питанием.
Недостаток азота объясняет также насекомоядность некоторых растений: росянки круглолистной, жирянки обыкновенной.
Болотные экосистемы в городе. В городах Беларуси среди сохранившихся природных комплексов особого внимания заслуживают болота и заболоченные участки, которые характеризуются неповторимой ландшафтной организацией, флористическими особенностями и высоким видовым разнообразием растительности. Все сохранившиеся болота выполняют почвозащитные и водоохранные функции, а в ряде случаев являются геохимическим барьером на пути миграции загрязняющих веществ в водотоки и водоемы.
Нахождение болот на территории города обуславливает зависимость их функционирования от различных факторов антропогенного характера (поверхностный сток с сопредельных территорий, рекреационная нагрузка, организация свалок бытового мусора и снега, атмосферные выпадения, пожары и др.). Кроме того, особенностью болотных экосистем, расположенных в пойме реки, является их зависимость от гидрологического режима реки. В результате антропогенного воздействия происходит трансформация свойств основных компонентов болотных экосистем (вод, почв, растительности).
Трансформация химического состава болотных вод на урбанизированных территориях проявляется в увеличении концентрации химических элементов и нарушении их соотношения в сравнении с естественными болотными экосистемами. В наибольшей степени повышается содержание гидрокарбонатов, хлоридов, кальция, магния и аммонийного азота. Это связано с интенсивными атмосферными выпадениями на территории города, изменением химического состава вод в результате процессов разложения торфа, пожарами, поступлением загрязняющих веществ с поверхностным стоком с прилегающих территорий, а также вымыванием загрязняющих веществ из отходов, зачастую складируемых вблизи или непосредственно на болотах.
В целом отмечено, что в условиях города сохраняется геохимическая специфика болот различной типовой принадлежности, которая хорошо проявляется в различиях минерализации и кислотности вод верховых, переходных и низинных болот.
Сохранившиеся в условиях города болотные комплексы характеризуются большим количеством видов болотной растительности, произрастающей только в условиях избыточного увлажнения и не характерной для видоизмененных ландшафтов урбанизированных территорий. Своеобразные условия произрастания растений болот препятствуют внедрению и широкому распространению видов синантропной растительности в центральную часть болот и способствуют устойчивому существованию и высокому разнообразию на данных территория влаголюбивых видов растений.
Отличительной особенностью болот является то, что на незначительной площади выявлено большое разнообразие видов растений и растительных ассоциаций. Болота вносят существенный вклад в увеличение видового разнообразия растительности урбанизированных ландшафтов.
Болота сохраняют свойственный для естественных экосистем растительный покров, представленный типичными евтрофными, мезотрофными и олиготрофными сообществами. Для них характерна специфическая флора, представляющая сочетание различных экологических групп и жизненных форм.
Необходимо отметить, что в пределах города в растительном покрове болот достаточно часто регистрируются редкие и охраняемые виды, встречается большое количество лекарственных растений.
В результате антропогенных воздействий происходит трансформация растительного покрова болот, которая проявляется в распространении нехарактерной для болот растительности, появлении видов синантропных и пирогенных растений, закустаривании и постепенному вытеснению болотных сообществ не характерными для них ассоциациями.
Как правило, виды синантропных растений встречаются по окраинам болот, вдоль троп и дорог. В свою очередь, наименьшее количество таких видов или их отсутствие отмечается в пределах центральных, наиболее обводненных и удаленных от антропогенного влияния участках болотных экосистем. Здесь произрастают типичные для болота виды растений и сформированы характерные для естественных экосистем растительные ассоциации.
Следует отметить, что несмотря на антропогенную нагрузку, сохранившиеся болота продолжают достаточно устойчиво функционировать в условиях города и во многих случаях сохраняют свои исходные свойства, хотя неизбежны и некоторые процессы их трансформации. Установлено, что наиболее выражены процессы трансформации окраинных участков болот, что свидетельствует о барьерных функциях болот по отношению к загрязняющим веществам.
Вопрос использования заболоченных ландшафтов в пределах урбанизированной территории на сегодняшний день остается нерешенным. Некоторые территории засыпаются, отводятся под места складирования отходов и снеговые свалки. Однако, по сравнению с городскими ландшафтами, сохранившиеся болотные экосистемы отличаются высоким биоразнообразием и особыми функциями в поддержании экологического равновесия, что придает этим территориям значение уникальных и ценных экосистем. К их использованию, как к необычным для города системам, необходим особый экологически обоснованный подход. Так, с учетом специфики болот в целом и индивидуальных особенностей каждого объекта сохранение болот в городе возможно в качестве объектов рекреации, научно-познавательных и природоохранных территорий. Особенно важным представляется сохранение пойменных болот, которые характеризуются большим разнообразием водных и околоводных экосистем.
Водные фитоценозы: структура, состав и продуктивность. Украшением белорусских ландшафтов являются водоёмы – большие и малые реки, ручьи, озёра и пруды. По территории республики протекает 20,8 тыс. рек и ручьев. Средняя густота речной сети составляет 0,44 км / км2. Озер больше 10 тыс. Наиболее глубокие и живописные озёра находятся в Белорусском Поозерье. Водная гладь имеет поверхность 475,6 тыс. га. Водоёмы различаются размерами, очертанием береговой линии, глубиной и подвижностью воды, богатством флоры и фауны.
Богатство флоры водоёмов, формируемое фитопланктоном и высшими водными растениями, определяется несколькими факторами – температурой воды, кислотностью, обеспеченностью органическими и минеральными веществами, проточностью.
Микрофлору водоёмов образуют около 400 видов водорослей, среди которых преобладают диатомовые. Наряду с ними встречаются зелёные и сине-зелёные водоросли.
Среди высших растений выделяются: гидатофиты – погруженные в воду растения, аэрогидатофиты – растения, у которых часть листьев плавает на поверхности воды, и гидрофиты – прибрежные полупогруженные растения.
В водоёмах с проточной водой произрастают укореняющиеся на песчаном дне растения с узкими листьями. Здесь они постоянно обеспечены питательными веществами и кислородом. Это виды болотника (водяной звездочки), рдеста альпийского, блестящего и узловатого. По берегам встречаются вероника ключевая, жеруха лекарственная, сердечник горький и калужница болотная.
В водоёмах со стоячей и медленно текущей водой грунты часто заилены и имеют большой запас питательных веществ, в первую очередь азота и фосфора, что весьма благоприятно для развития фитопланктона и высших растений. Из-за высокой трофности вода часто окрашена в желтовато-зелёные тона и имеет невысокую прозрачность. По берегам таких водоёмов произрастают осоки заостренная, дернистая, ложносытевая и другие, пушица влагалищная и многоколосковая, ситняг болотный, камыш лесной, манник наплывающий, канареечник тростниковидный, калужница болотная, различные лютики, горец перечный, вех ядовитый, наумбургия кистецветная. Из древесно-кустарниковых растений встречаются ольха клейкая, ива белая и ломкая.
На мелководье часто встречаются заросли элодеи канадской, частухи подорожниковой и стрелолиста обыкновенного, хвоща приречного. На более глубоких местах (1 – 3 м) произрастают высокорослые гидрофиты: тростник обыкновенный, камыш озёрный, рогоз щироколистный и узколистный. Эти растения быстро размножаются с помощью толстых ползучих корневищ. На глубине 3 – 5 м встречаются прикрепленные к грунту аэрогидатофиты: кувшинка чисто-белая и кубышка жёлтая, рдест плавающий и разнолистный. На этой же глубине можно увидеть обильные заросли погруженных в воду гидатофитов – рдеста пронзеннолистного и блестящего, урути колосистой и мутовчатой.
На поверхности водоёмов весьма многочисленны свободноплавающие, неукореняющиеся растения. Это ряска трёхдольная и маленькая, водокрас обыкновенный, телорез алоевидный, многокоренник обыкновенный, а также растение-хищник пузырчатка обыкновенная.
В небольших лесных непроточных озёрах и пойменных старицах плавающие растения часто покрывают водную гладь сплошным ковром и способствуют образованию сплавин (зыбунов). Основу сплавины составляют растения с ползучими по воде стеблями или корневищами. В первую очередь это белокрыльник болотный, вахта трехлистная, сабельник болотный, корневищные осоки – вздутая и пузырчатая. В составе сплавины встречаются также плавающие гидатофиты – телорез алоевидный, шейхцерия болотная, осока топяная и водяные мхи. Нижняя отмершая часть сплавины может отрываться и оседать на дно водоёма, образуя торф. Образование сплавин даёт начало сплавинным переходным болотам.