Флора степных кальциевых ландшафтов в окрестностях с. Тушна Сенгилеевского района

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Ульяновский государственный  педагогический университет имени  И.Н.Ульянова»

(ФГБОУ ВПО «УлГПУ им. И. Н. Ульянова»)

Естественно – географический факультет

Кафедра ботаники

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему «ФЛОРА СТЕПНЫХ КАЛЬЦИЕВЫХ ЛАНДШАФТОВ В ОКРЕСТНОСТЯХ с. ТУШНА СЕНГИЛЕЕВСКОГО РАЙОНА»

Выполнила: Краснобаева В.В.

Студентка 2 курса, гр. БХ-11-2

Научный руководитель:

Масленников А.В.,

канд. биол. наук, доцент

Ульяновск 2012 г.

Содержание

Введение  …………………………………………………………………………… 3                                                                                              

I.Обзор литературы……………………………………………………………………3

1.Физико – географическая  характеристика района ………………………………3

1.1.Рельев………………………………………………………………………………3

1.2.Климат……………………………………………………………………………..4

1.3. Почвы……………………………………………………………………………...4

1.4.Растительность…………………………………………………………………….4

1.5.Антропогенное воздействие……………………………………………………...4

2.Особенности и основные  виды изучаемых сообществ…………………………...4

II.Материал и методы исследования…………………………………………............8

3.Методика исследования…………………………………………………………….8

III.Результаты исследований…………………………………………………………9

4.Состав изучаемой флоры  и ее анализ……………………………………………...9

4.1.Конспект флоры сосудистых  растений кальциевых ландшафтов  близ села Тушна сенгилеевского района………………………………………………………12

4.2.Анализ флоры кальциевых  ландшафтов близ села Тушна…………………....12

4.2.1.Систематический анализ………………………………………………………12

4.2.2.Биоморфологический анализ  флоры…………………………………………14

4.2.3.Фитоценнотический анализ  флоры…………………………………………...16

4.2.4.Экологический  анализ  флоры………………......…………………………...17

4.2.5.Географический анализ  флоры………………………………………………..18

4.2.6.Растительность и ее  особенности…………………………………………… 20

Выводы …………………………………………………………………………....…27

Список литературы…………………………………………………………………..28

Введение

Кальциевые ландшафты  и входящие в их состав степи на меловых субстратах – это ценные резерватные биотопы, так как  в них встречается много редких, реликтовых, эндомических и хозяйственно значимых видов растений.

На меловых холмах села Тушна развиты степные экосистемы, формирующие кальциевые ландшафты. В настоящие время здесь развиты  типичные каменистые, ковыльно-разнотравные и луговые степи.

Основная цель работы – изучение флоры каменистых степей близ у села Тушна Сенгилеевского района.

Для решения основной цели исследования нами были поставлены и  решены следующие задачи:

1. Изучена флора сосудистых растений на склонах меловых холмов у села Тушна
2. Проведен количественный и качественный флористический анализ избранной флоры каменистых степей.
3. Исследованы биологические и экологические особенностей растений изученных экосистем.

I.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Физико-географическое положение изучаемого района.

1.1.Рельеф

Поверхность района представляет собой возвышенную равнину, так  называемое нижнее плато Приволжской  Возвышенности с абсолютными  высотами 180-220 м. Район характеризуется  сглаженностью и неглубокой расчлененностью  рельефа. В основном, преобладающие  глубины расчленения 75-100 м. Сглаженный характер рельефа обусловлен преобладанием  малоустойчивых глинистых пород  и древним долинным расчленением.

Основное место среди  современных геоморфологических процессов  занимают оползни, которые развиваются  всюду на склонах долинах, балок  и оврагов крутизной 8̊  в местах распространения песчано-глинистых пород верхней юры и нижнего мела.(Природные условия Ульяновской области,1978)

1.2.Климат

По климату район характеризуется  как наиболее засушливый в лесостепной  провинции Приволжской возвышенности. Средняя температура января-13,5̊,

Июля-19,6̊. Годовая сумма осадков составляет 390мм.,из них 250 мм выпадает в вегетационный период. Безморозный период продолжается 120-125 дней, а период со среднесуточной температурой выше 10̊ длится 135 дней. Сумма интенсивных среднесуточных температур выше +10̊ составляет 2250̊. Весной заморозки прекращаются в среднем 9 мая, осенью начинаются 29 сентября. Наибольшая высота снежного покрова 42 см, а глубина промерзания почвы по средним и многолетним данным 80-90 см.

Гидротермический коэффициент, показывающий степень влагообеспеченности  довольно низкий, примерно 1,1. Баланс влаги в системе осадки испаряемость слабо отрицательный (Природные условия Ульяновской области,1978)

1.3. Почвы

Почвы района черноземные (долинные, выщелоченные, карбонатные чернозема). Материнскими породами служат глины, поэтому  механически состав почв глинистый (они содержат более 50% физической глины). По долинам рек всюду развиты  плодородные долинные черноземы, в  широкой пойме Свияги-Пойменные  почвы. Лишь высокие части водораздела  Волги и Свияги заняты серыми и  темно-серыми оподзоленными почвами (Природные условия Ульяновской  области,1978)

1.4. Растительность

В растительном покрове остепенённые пространства, полностью освоенные  человеком, явно преобладают над  лесными. Лесистость составляет всего 7-8% территории. Лесные массивы (дубравы) сохранились в основном на Волжском склоне (Природные условия Ульяновской области,1978)

1.5. Антропогенные  воздействия

Основными антропогенными воздействиями  вытаптывание и выпас скота.

2. особенности  изучаемых флор и сообществ

1.2.1. особенности  и основные виды изучаемых  сообществ

Степь – это растительное сообщество преимущественно многолетних  травянистых ксерофитов ( а так же мезоксерофитов, ксеромезофитов), в вегетации которых имеется более или менее выраженный летний перерыв (период полупокоя), обусловленный усилением жары и засухи.

    Помино многолетних травянистых растений, в степи произрастают однолетники (рогач песчаный, костенец зонтичный, веснянка весенняя и др.), полукустарники и полукустарнички (виды полыни, астрагал, кохия), кустарники (дереза, ракитник, степная вишня). Степи приурочены к умеренному поясу лесостепной и степной зон( Гуленкова, Красникова,1986).     

   К настоящему времени  степная растительность Ульяновской  области в значительной степени  уничтожена человеком главным  образом в результате распашки. Однако на ряду с этим получили распространение некоторые степные ассоциации, возникшие на вырубках из-за плохого возобновления леса. Большая часть степей области имеет вторичное происхождение и их возникновение связано с хозяйственной деятельностью человека. Но так как воздействие человека на природу в районе Среднего Поволжья началось очень давно, то и некоторые типы степей существовали с древнейших времен. Но отдельные участки степей являются первичными.

       По первоначальным  представлениям степная растительность  Ульяновской области была раньше  представлена преимущественно луговыми  степями. Но дальнейшие исследования  показали, что не менее были  распространены и ковыльно- типчаковые степи, хотя они могли возникать и на месте луговых. Пространство луговых и ковыльно-типчаковых степей сейчас в основном распаханы, и они сохранились преимущественно на склонах оврагов, балок, по опушкам, на некоторых лесных полянах, хотя на юге области они сохранились и на более выравненных местообитаниях (Природные условия Ульяновской области, 1978).

Луговые степи развиты  на перегнойно-карбонатных, черноземных  или реже суглинистых почвах черноземного типа. В них на ряду с доминирующими злаками встречается большое количество разнотравья, представленного мезоксерофитными видами ксеромезофитными элементами остепенённых лугов. Для участков луговых степей в нижних частях склонов и по ложбинам стока при сильном задернении характерна малое количество кальцефиллов и обилие мезофитного разнотравья.

Кроме того о луговых степей достаточно отчетливо обособляются сообщества с доминированием овсеца пустынного, занимающего северные, а чаще северно-западные склоны, но отличающиеся от типичных луговых степей более ксероморфным составом, отсутствием типичного лугового разнотравья и бедностью видового состава. По мнению исследователей, эти группировки носят реликтовый характер и сохранились на Приволжской возвышенности как отзвук прошлых эпох. В них можно встретить кальцефилов не характерных для луговых степей (астрагал рогоплодный, лук шаровидный, володушка серповидная, клаусия солнцелюбивая).

Разнотравно-типчаково-ковыльные, разнотравно-типчаковые ковыльно-типчаковые степи встречаются сейчас в основном южных районах и занимают южные  склоны меловых холмов, и реже, оставшиеся не распаханными участки водораздельных плакоров с черноземными и перегнойно-карбонатными почвами. Отличаются абсолютным преобладанием  на верхних плакорных  и склоновых  участках ковыля перистого, ковыля волосатик.

При сильной пастбищной дигрессии  происходит выпадение ковылей и  образование обедненных  степными кальцефильными элементами типчаковых степей. Из типичных кальцефилов следует  назвать астрагал камнеломковый, астрагал цингера, ферула татарская, гониолимон высокий, коровяк фиолетовые и др. при усиленном выпасе и эрозии почвы эти степи превращаются в каменистые с насколько иным спектором видов.

В настоящие время в  области чаще всего встречаются  песчаные степи, появившиеся на месте  уничтоженных сосновых лесов. Типичных кальцефилов практически нет, или  они встречаются в переходной зоне контакта песчаных пород палеогена  и карбонатных   пород верхнего мела, или в местах подтока грунтовых  вод богатых ионами кальция.

Понятие «каменистые степи» по отношению к Приволжской возвышенности  было введено С. И. Коржинским и к  настоящему времени является общепризнанным и широко используемым (Масленников, 2005; Масленников, 2008).

В Ульяновской области  каменистые степи возникаю главным  образом на обнажениях меловых и  мергелистых пород с щебнистой  перегнойно-  карбонатной или вообще недоразвитой почвой. Распространены они только  в правобережной части области и в особенности в районах Карсунском, Вешкаймском, Сенгилеевском, Николаевском, Радищевском, но встречаются в целом ряде других ( Природные условия Ульяновской области, 1978).

О происхождении обнажений  и каменистых степей велось много  споров. В настоящее время общепризнано, что часть обнажений и каменистых степей образовалось до начала хозяйственной деятельности человека и обязана своим существованием процессам денудации и древней береговой эрозии, которая постоянно размывала берега рек, что и приводило к обнажения карбонатных пород в дальнейшем заселявшихся сосной и образованию горных меловых сорняков, или на наиболее крупных склонах формировались группировки каменистых степей. Эти местообитания заселялись кальцефильными южными и восточными элементами, чем и объясняется почти полная идентичность флористического состава меловых обнажений и остепненных горных сорняков.

Другая часть каменистых степей возникла при возросшем антропогенном  воздействии на месте нагорных лесов  или при чрезмерном выпасе на месте  степей.

На меловых обнажениях могут существовать растения лишь со вполне определенными биологическими чертами. Особенно большое значение имеет стойкость этих растений к  водной эрозии и способность энергично  размножаться семенным и вегетативным путем. Такие растения способны селиться на полностью обнаженном мелу и постепенно задерновывать его. К их числу  следует отнести качим высокий, чебрец меловой, левкой душистый, володушку  серповидную и ряд других. При наличии более сомкнутого растительного покрова начинает восстанавливаться почва (если будет отсутствовать выпас скота) и это создает условия для проникновения сюда типичных степных растений – типчака, тырсы и костра берегового. В результате каменистая степь сменяется ковыльно-типчаковой или луговой степью.

Флора каменистых степей представляет большой научный интерес и  с давних пор привлекает внимание исследователей (Природные условия  Ульяновской области, 1978).

Настоящие каменистые степи  очень неоднородны, своеобразны  и играют исключительную роль как  место произрастания многих эндемичных, редких и уязвимых степных видов. Именно здесь сосредоточено большинство (90%) всех эндемиков Ульяновской области. Вот почему эти фитоценозы нуждаются  в особой охране.

Для большинства видов  каменистых степей характерна высокая  семенная продуктивность, серебристое опушение, восковой налет, глубокая корневая система. Такие особенности строения помогают им закрепиться в трещинах материнских горных пород, выдерживать сильное нагревание и охлаждение, ветер, летнюю засуху и другие экстремальные условия (Гуленкова, Красникова, 1986).

II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 2. Материалы  и методы исследований.

При изучении флоры и растительности использовался классический маршрутно-экскурсионный  метод (Ярошенко, 1969; Полевые практики по географическим дисциплинам, 1980). Он заключается в прохождении выбранного маршрута, определении до вида встретившихся  растений, гербаризация сложных для  определения видов растений с  дальнейшей детерминацией. По ходу маршрута в характерных сообществах закладываются  геоботанические площадки для изучения растительности.

В итоге составляется флористический список по семействам (Полевые практики по географическим дисциплинам, 1980).

Для изучения растительности используют стационарный метод исследования (метод закладки геоботанических  площадок).

Закладываются трансекты  или геоботанические площадки 1х1 или 10х10. Отмечается географическое положение  площадки (трансекты), тип почвы, проективное  покрытие (то есть приблизительный % площади, которую закрывают растения своими наземными частями), антропогенное  воздействие. Обычно площадки нумеруются. Площадки (трансекты) закладываются  в разных сообществах на маршруте. Желательно заложить несколько площадок, особенно если местность неровная или  растительность в разных местах немного  меняется. Тогда закалываются площадки на разных склонах и т.д. пробная  площадь должна быть типична для  изучаемого сообщества, то есть, однородна  на всем протяжении, включать наиболее характерные виды и мало подвержена воздействию животных и человека. На каждой площадке обязательно дается название ассоциации (то есть мельчайшего  растительного сообщества). Для каждого  вида отмечается обилие и фенофаза (Вальтер, 1982). 

Обилие – количество особей вида на единице площади или объема.

Наиболее часто используются шкалы обилия Друде:

Ф.-обильно, явное преобладание по числу особей

Об.3- рассеяно (много)

Об.2- разбросанно (довольно много)

Об.1- изредка

Изр.- редко (мало)

Р.-единично (очень мало)

Ед.-единичная особь

Определение фенологического  состояния растений помогает установить особенности среды сообщества, влияние  ее на виды, входящие в состав сообщества, характер приспособлений к ней (Полевые  практики по географическим дисциплинам, 1980). Для указания фенофаз можно использовать следующие общепринятые условные обозначения:

Вег.1- вегетация до цветения

Вег.2- вегетация после  цветения и плодоношения

Бут.- бутонизация

Цв.1- цветение (начало цветения)

Цв.2- полное цветение

Цв.3- отцветание

Пл.1- плодоношение (начало)

Пл.2- полное плодоношение

Пл.3- опадание зрелых плодов

Встречаемость (частота встречаемости, коэффициент встречаемости) – это относительное число выборок, в которых встречается вид.

III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Состав флоры  и ее анализ.

3.1.1.1. Систематический  список флоры каменистых степей  у с. Тушна.

Отдел Magnoliophyta – Покрытосеменные

Класс Magnoliopsida -  Двудольные

Сем. Ranunculaceae —  Лютиковые

1. (1) Thalictrum minus L. — Василистник малый

Сем. Caryophyllaceae — Гвоздичные

1. (2) Gypsophyla altissima L. — Качим высочайший

Сем.  Chenopodiacaea – Маревые

1. (3) Ceratoides papposa Botsch. et Ikonn. — Терескен серый

Сем. Violaceae – Фиалковые

1. (4) Viola arvensis Мurr. — Фиалка полевая
2. (5) V. rupestris F. M. Schmidt. — Ф. песчаная

Сем. Brassicaceae – Крестоцветные

1. (6) Erysimum diffusum Ehrh — Желтушник серый
2. (7) Erucastrum armoracioides (Czern. ех Turcz.) Cruchet. — Рогaчка хреновидная

Сем.Resedaceae — Резедовые

1. (8) Reseda lutea L. — Резеда желтая

Сем. Euphorbiaceae —  Молочайные

1. (9)  Euphorbia seguieriana Neck. — Молочай Сегье

Сем.  Rosaceae —  Розовые

1. (10)  Agrimonia eupatoria L. — Репешок обыкновенный

Сем. Fabaceae (Leguminosae) — Бобовые

1. (11) Hedysarum grandiflorum Pall. — Копеечник крупноцветковый

Сем. Polygalaceae —  Истодовые

1. (12) Polygala sibirica L. — Истод сибирский

Сем. Apiaceae (Umbelliferae) — Зонтичные

1. (13) Bupleurum falcatum L. — Володушка Серповидная
2. (14) Pimpinella  titanophila Woronow. — Бедренец известколюбивый
3. (15) Seseli annuum L. — Жабрица однолетняя

Сем. Dipsacaceae — Ворсянковые

1. (16) Scabiosa ochroleuca L. — Скабиоза желтая
2. (17) Scabiosa isetensis L. — Скабиоза исетская

Сем. Rubiaceae — Мареновые

1. (18) Asperula exasperata V.Krecz. et Klok. — Ясменник шероховатый
2. (19) Galium ruthenicum Willd. — Подмаренник русский
3. (20) Galium tinctorium (L.) Scop. — П. Красильный

Сем. Boraginaceae —  Бурачниковые

1. (21) Onosma simplicissima L. — Оносма простейшая
2. (22) Echium vulgare L. — Синяк обыкновенный

Сем. Scrophulariaceae —  Норичниковые

1. (23) Odontites vulgaris Moench. — Зубчатка обыкновенная
2. (24) Euphrasia pectinata Ten. — Очанка гребенчатая

Сем. Lamiaceae (Labiatae) — Губоцветные

1. (25) Thymus cimicinus Blum. — Тимьян или Чабрец клоповый
2. (26) Salvia tesquicola Klok. et Pobed. — Шалфей остепненный

Сем.  Campanulaceae — Колокольчиковые

1. (27) Campanula sibirica L. — К. сибирский

     Сем. Asteraceae (Compositae) — Сложноцветные

1. (28) Hieracium echioides Lumm. — Ястребинка румянковая
2. (29) Taraxacum erythrospermum Andrz. — Одуванчик красноплодный
3. (30) Jurinea ledebourii Bunge. — Наголоватка  Ледебура
4. (31) Centaurea  pseudomaculosa Dobrosz. — Василек Ложнопятнистый
5. (32) С. scabiosa L. — В. Скабиозный
6. (33) Anthemis subtinctoria Dobrocz. — Пупавка светло-желтая

Класс  Liliatae (Monocotyledones) — Однодольные

Сем. Asparagaceae — Спаржевые

1. (34) Asparagus polyphyllos Stev. — Спаржа многолистная

Сем. Cyperaceae — Осоковые

1. (35) Carex caryophyllea Latourr. — Осока гвоздичная или ранняя

Сем.  Poaceae (Gramineae) — Злаковые

1. (36) Stipa capillata L. — Ковыль волосатик или Тырса
2. (37) S. pennata L. — Ковыль перистый
3. (38) Koeleria cristata (L.) Pers. — Келерия гребенчатая
4. (39) К. sclerophylla P.Smirn. — К. жестколистная
5. (40) Elytrigia lolioides (Kar. et Kir.) Nevski. — П. плевеловидный
6. (41) Е. repens (L.) Nevski. — П. Ползучий
7. (42) Helictotrichon desertorum (Less.) Nevski. — Овсец пустынный
8. (43) Bromus squarrosus L. — Костер растопыренный

3.1.2.1.Анализ флоры каменистых степей у с. Тушна.

Систематический анализ

Таблица 1

Систематический спектор флоры каменистых степей у с. Тушна

В современной флоре каменистых степей близ с. Тушна выявлено 41 вид сосудистых растений, относящихся к 34 родам и входящих в состав 21 семейства. Средний уровень видового богатства составляет 2 вида (41видов : 21 семейств).

Насчитывается 3 ведущих  семейства, в которых число видов  превышает этот средний уровень:

Злаковые – 8 видов;

Сложноцветные – 6 видов;

Мареновые – 3 вида.

Таким образом, ведущими семействами в изучаемой флоре являются семейства: Злаковые (Fabaceae) – 8 видов, 5 родов; на втором месте Сложноцветные (Asteraceae)  - 6 видов, 5 родов и Мареновые – 3 вида, 2 рода.

На долю 10 самых крупных  семейств приходится 30 видов, или 73,1%. А. И. Толмачев (1974) считает, что такое высокое число видов в относительно небольшом количестве семейств свойственно территориям или местообитаниям с экстремальными условиями развития растительного покрова.

Остальные 21 семейство включает 11 видов, или  26,9%.

Среднее число видов в  родах – 1 (41 вид : 34 рода).

3.1.2.2. Биоморфологический  анализ флоры.

Биоморфологический  состав флоры каменистых степей у с. Тушна.

Таблица 2.

Для изучаемой местности  характерно количественное преобладание травянистых многолетников ( 27 видов, или 62,7%), что отражает биологические особенности растительности каменистых субстратов. Среди них преобладают стержнекорневые многолетники  ( 14 видов, или 32,5%). Вторая по численности группа – малолетники (8 видов, или 18,5%). Из них однолетники представлены 3 видами (6,9%), а двулетники 5 видами (12,6%).

Большое число растений с  длинным жизненным циклом объясняется  тем, что многолетники размножаются вегетативно и семенами, а это  отражает важную особенность растений –кальцефилов – их способность энергично размножаться вегетативным и семенным путем. Эта особенность необходима для тех растений-кальцефилов, которые являются пионерами-закрепителями обнаженных мелов, а так же для эдификаторов позже возникающих степных фитоценозов, так как эти виды растений находятся в наиболее экстремальных условиях существования, а способность размножаться вегетативным и семенным путями способствует быстрому и беспрепятственному распространению этих видов растений.

Большое число стержнекорневых  травянистых многолетников не случайно, так как длинный корень многолетних  стержнекорневых растений, проникая глубоко в почву, хорошо укрепляет  растение в подвижном меловом  субстрате и добывает необходимую  растениям воду с большой глубины.

Участие в сообществах  однолетников показывает на антропогенное  влияние человека на изученную флору. 

3.1.2.3.Фитоценотический анализ флопы

Таблица 3.

Эколого – фитоценотический анализ флоры близ села Тушна.

Проведенный  анализ фитоценотических особенностей флоры каменистых степей близ села Тушна позволяет выделить 4 основных эколого-фитоценотических групп.