Единая информационная служба
+7 (8182) 21-61-00

Афиши музеев

Растительные смены на лугах в дельте реки Северной Двины

Сообщества лесной зоны Европейской части России, формирующиеся на аллювиальной литогенной матрице, развиваются в условиях умеренного климата, который обуславливает широкое развитие мезофитной травяной, кустарниковой и древесной растительности. Многоостравная дельта р. Северной Двины находится на границе влияния реки и моря и отличается сочетанием как участков с высокой степенью хозяйственного освоения, так и естественных (не имеющие в своих границах осушительных каналов, дорог, коммуникаций, строений и пахотных земель). Естественные и антропогенные процессы трансформации почвенно-растительного покрова моделируют специфическую схему почвенно-растительных смен.

Почвенно-растительный покров островов дельты р. Северной Двины изучен фрагментарно. Крупные экспедиционные работы были проведены в середине XX века коллективом кафедры почвоведения и почвенно-агрономического музея ТСХА (ныне Российский государственный аграрный университет имени К.А. Тимирязева) по обследованию почв и растительного покрова лугов р. Северной Двины от устья реки Вычегды и до морских островов дельты (Афанасьев, 1957, 1958; Гречин, Афанасьев, Мещеряков, 1961). Современная эколого-флористическая характеристика пойменных лугов в низовьях реки Северной Двины была дана Т.А. Париновой, Е.Н. Наквасиной, О.В. Сидоровой (2013).

В соответствии с ботанико-географическим районированием Российской Федерации дельта лежит в пределах Евроазиатской таёжной (хвойнолесной) области. Она характеризуется зональным типом североевропейских еловых лесов. Луговой тип растительности относится к интразональному. Совокупность природно-климатических условий района оказывает неблагоприятное влияние на распространение лугового типа растительности. Но благодаря специфическим экологическим условиям, которые складываются в пойме, это влияние частично перекрывается, что даёт возможность распространению лугов в высоких широтах. Естественные травостои, развивающиеся на илистых и песчаных речных отмелях, формируются в первичные пойменные луга лишь при систематическом воздействии сенокошения и выпаса. Отсутствие хозяйственной деятельности ведёт к быстрому зарастанию большинства первичных лугов кустарниками и древесными породами, сведение которых ведёт к возникновению вторичных пойменных лугов. Длительное существование вторичных лугов возможно лишь при условии регулярного рационального сенокошения или выпаса. К истинно первичным лугам лесной зоны Европейской части России относятся приморские луга (лайды). В Архангельской области они приурочены к низовьям рек Северная Двина и Кулой, берегам Мезенской губы, и формируются в особых экологических условиях, подвержены влиянию сурового арктического климата, солёной воды, морского аллювия, вследствие чего их почвы сильно засолены (Растительный покров …, 1956; Шмидт, 2005; Сохранение ценных …, 2011). Интенсивное использование пойменных лугов (в качестве сенокосов, пастбищ, пашни) а затем резкий спад в сельском хозяйстве в конце 20 – начале 21 века вызвали различные изменения в экологических, флористических, продукционных, структурных особенностях пойменных сообществ.

Исследования провели на территории Архангельской области (Северо-Запад Европейской части Российской Федерации) на островах в дельте реки Северной Двины в пределах аллювиальной литогенной матрицы. Обследованы острова двух типов: в зоне речной аккумуляции (о-ва Андрианов, Ластольский, Чубнавольская кошка, Прямая Кошка, Лесные кошки, Киселёв и др.) и в зоне морской аккумуляции (а-ва Голец и Кумбыш).

На основе стандартных геоботанических методов исследовали флористический состав и почвы сообществ относящихся преимущественно к луговому типу растительности. Всего проанализировали более 1000 геоботанических описаний, из них 786 описаний на пробных площадях 1 м2 и 250 описаний на пробных площадях 100 м2. Названия видов сосудистых растений дали в соответствии со сводкой С.К. Черепанова (1995). Названия мхов – в соответствии со списком мхов Восточной Европы и Северной Азии (Список мхов …, 2006). Сделали 100 почвенных прикопок, заложили 100 основных (полнопрофильных) почвенных разрезов. Классификация и диагностику почв привели в соответствии с классификацией почв 2004 года (Классификация…, 2004).

На основе проведённых исследований сконструировали общую схему последовательных почвенно-растительных смен в условиях аллювиальной литогенной матрицы в дельте реки Северной Двины на островах в зоне речной и морской аккумуляции (рис. 1, рис. 2).

Растительные смены на аллювиальной литогенной матрице в зоне речной аккумуляции.jpgРис. 1 Растительные смены на аллювиальной литогенной матрице в зоне речной аккумуляции

Почвенные смены на аллювиальной литогенной матрице в зоне речной аккумуляции.jpg

Рис. 2 Почвенные смены на аллювиальной литогенной матрице в зоне речной аккумуляции

Представленная схема усложняется тем, что указанные смены происходят параллельно при совокупном воздействии материковых (зональных) условий на водосборной площади реки и эрозионно-аккумулятивной и поемно-аллювиальной деятельности самой реки. Это в целом протекает в контексте процесса образования сегментно-гривистой поймы Северной Двины как меандрирующей реки. Естественная сукцессионная схема нарушается в ходе антропогенной деятельности.

Большая часть луговых сообществ дельты р. Северной Двины в зоне речной аккумуляции по происхождению занимает промежуточное положение между первичными и вторичными, так как имеет двойственную экзо-эндодинамическую природу формирования. С одной стороны, луга возникли как первичные стадии формирования растительности, главным образом на вновь образовавшихся субстратах (песчаных отмелях). С другой стороны, данная (луговая) стадия сукцессии поддерживается в результате деятельности человека (главным образом, выпаса и сенокошения). Истинные вторичные луга, вышедшие из-под хвойного леса, в дельте нами не отмечены (ни в одном из почвенных профилей нет никаких признаков подзолообразовательного процесса). Без хозяйственного использования маловидовые пионерные сообщества в течение около 10 лет замещаются мелколиственным лесом с преобладанием видов рода Salix с высокой плотностью древостоя, который в результате процессов конкуренции и самоизреживания переходит в стадию разреженного мелколиственного леса с преобладанием видов рода Salix с древовидными формами, сплошным травяным покровом с выраженной дерниной. В травяном ярусе преобладают: Elytrigia repens (L.) Nevski, Calamagrostis epigeios (L.) Roth, Veratrum lobelianum Bernh., Urtica dioica L., Filipendula ulmaria (L.) Maxim., Aegopodium podagraria L., Chrysosplenium alternifolium L., Thalictrum simplex L., Lysimachia vulgaris L., Vicia sepium L.. иногда Matteuccia struthiopteris (L.) Tod. Видовая насыщенность травяного яруса на 100 м2 7 – 10 видов. Древесный ярус представлен: Salix acutifolia Willd., Salix caprea L., Salix pentandra L., Salix triandra L., Salix viminalis L. с примесью Alnus incana (L.) Moench, изредка с Alnus glutinosa (L.) Gaertn. В кустарниковом ярусе: Sorbus aucuparia L., Padus avium Mill., Ribes rubrum L. и R. nigrum L., Моховый ярус: Amblystegium serpens (Hedw.) Bruch et al., Plagiomnium ellipticum (Brid.) T.J.Kop., Brachythecium rivulare Bruch et al., Climacium dendroides (Hedw.) F.Weber & D.Mohr. На этой стадии сообщество приходит в динамическое равновесие и может существовать многие десятки лет.

Отдельного внимания заслуживают механизмы формирования ивовых лесов паркового типа в дельте р. Северной Двины, суть которых требует дальнейшего детального изучения. Эти сообщества отличаются разреженным древостоем и хорошо выраженным травяным покровом с хорошо выраженной дерниной. По данным ряда исследователей (Сидорова, Пахов, Софронов, 2012) в условиях затенения мелколиственного леса с высокой плотностью древостоя боковые побеги у Salix pentandra развиваются слабо, отмирают в большом количестве. В результате происходит процесс самоочищения ствола от боковых ветвей на значительную высоту от уровня почвы.

Хозяйственная деятельность нарушает естественную смену сообществ. В прошлом аллювиальные земли в дельте активно распахивались, в настоящее время – поля забрасываются. Залежные сообщества в дельте происходят восстановительные смены, которые включают в себя классические стадии: бурьянистую, корневищную, рыхлокустовую и плотнокустовую. В первый год заброшенное поле зарастает сорными однолетниками (Atriplex patula L., Chenopodium album L., Sonchus arvensis L., виды рода Stellaria, и др.) и стержнекорневыми и корнеотпрысковыми многолетниками (Cirsium arvense (L.) Scop., Mentha arvensis L. и др.), длиннокорневищным Elytrigia repens. Видовая насыщенность травяного яруса на 100 м2 2–28 видов. На залежах 1–5 лет разрастается Marchantia polymorpha L., которая исчезает как только травостой становиться более сомкнутым, и формируется плотная дернина. Крупные, агрессивные, с большой семенной продуктивностью и мощным аллопатическим влиянием виды (Cirsium arvense, Heracleum sibiricum L., Heracleum sosnowskyi Manden.) внедряются на залежь с близлежащих лугов уже с первого года ее забрасывания, вытесняют однолетники и одновременно не позволяют долгое время внедряться новым видам. Виды сорного разнотравья занимают более 40 % от общего флористического списка. Их размножение резко снижает кормовую ценность и обедняет флору. В таком состоянии травостой может находиться несколько десятков лет, но к 20-ти летнему сроку забрасывания, как правило, формируются бобово-разнотравно-злаковые травостои с преобладанием Alopecurus pratensis L., Phleum pratense L., Dactylis glomerata L., Elytrigia repens. Видовая насыщенность травяного яруса на 100 м2 5–27 видов. Позднее, особенно при нарушении мелиоративной сети и отсутствии промежуточного пользования (сенокошения), на залежах разрастаются мелколиственные леса и перелески, в первую очередь ивняки.

Большая часть островных лугов в зоне морской аккумуляции приморские луга, первичные сообщества. Приморские луга – это ценные природные территории (Сохранение ценных …,2011), уникальные и мало изученные сообщества для Северо-Запада Российской Федерации. Они более детально исследованы в Мурманской области (Сергиенко, 2012; Чиненко, Королёва, 2011; Бабина, 2002). Для Архангельской области имеются точечные данные о маршах и приморских лугах в дельтах рек, в основном ее материковой части. Описания датируются началом 20 века и 80–90 гг. конца 20 в. (Корчагин, 1835; 1980е Юрковская и Елина др., Шмидт, Сергиенко, 1985). Луговые сообщества данного типа имеют ограниченное распространение и малую площадь, приурочены к каменистому и песчаному субстратам островов Белого моря и суглинистым и глинистым субстратам материковой части. Приморские луга в дельте р. Северной Двины описаны нами (Чуракова Е.Ю., Амосова И.Б) на островах Кумбыш и Голец. Эти острова относятся к части дельты, где идёт взаимодействие речного стока с морскими приливами и сгонно-нагонными течениями. Так же приморские луговые сообщества описаны нами за пределами аллювиальной литогенной матрицы на о. Большой Соловецкий (Чуракова Е.Ю, Амосова И.Б., Паринова Т.А., Сидорова О.В.) и на о. Мудьюг в 50 км от г. Архангельска в Белом море (Чуракова Е.Ю, Амосова И.Б, Сидорова О.В., Кочерина Е.В.).

Приморские луга представлены мезофитными растительными сообществами, формирующимися вне зоны приливов. Соленые воды поступают сюда лишь во время сильных штормов. Луга находятся с подветренной стороны островов − восточной (о. Мудьюг) и юго-западной (о. Кумбыш) сторон. Данный тип растительных сообществ ограничен с одной стороны маршами, а с другой березовыми криволесьями или сосняками. Преимущественно тянутся узкой полосой, шириной 50 м, реже простираются до 100–200 м.

Приморские луговые сообщества наиболее хорошо представлены на речном аллювии приморской террасы о. Кумбыш. Развиваются на торфянистом и песчаном субстратах. Общее проективное покрытие составляет 40–55% (max = 90%). Отличаются относительно небольшой высотой травостоя 30–40 см. Видовая насыщенность этих сообществ невелика, в среднем представлены 15–20 видами. В травостое нет явно выраженных доминантов, преобладают, прежде всего, виды разнотравья, поэтому для таких сообществ характерен очень яркий, пестрый аспект. Наиболее типичные виды: Trifolium pratense L., Hylotelephium triphyllum (Haw.) Holub, Rumex acetosa L., Rumex crispus L., Oberna behen (L.) Ikonn., Dianthus superbus L., Stellaria graminea L., Tanacetum vulgare L. и др. Из злаков характерны: Alopecurus arundinaceus Poir., Anthoxanthum odoratum L., и представители рода Poa. Особенностью приморских лугов на данной территории является присутствие видов характерных также для засоленных маршей (Potentilla egedii Wormsk., Plantago maritima L., Puccinellia coarctata Fern. & Weath.) и лесных сообществ (Avenella flexuosa (L.) Drej.). Присутствие галофитных видов в их составе обусловлено регулярным воздействием морских вод во время особенно высоких приливов и сильных штормов.

Сукцессионное развитие растительности в пределах морской и речной террас, вышедших из основной зоны влияния моря, находится в тесной связи с условиями рельефа (высотой поднятия над уровнем моря), характером увлажнения, степенью засоленности субстрата, почвообразующими процессами. Климаксовая и предклимаксовая растительность приурочена к абсолютным высотам в пределах островов (Кучеров, 2010).

Пионерные группировки занимают илистые осушки, заливаемые водой минимум два раза в сутки. Растения не образуют сомкнутых сообществ и представлены одно- или маловидовыми сообществами. В основном в данной зоне встречаются такие виды, как Salicornia europaea L., Ruppia brachypus J. Gay, Puccinellia coarctata Fernald & Weath., Agrostis stolonifera L., Juncus filiformis L. В некоторых случаях формируются заросли из Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. и Bolboschoenus maritimus (L.) Palla.

Маршевые сообщества встречаются небольшими по площади участками в 5–20 м от воды. Марши формируются в зоне периодического засоления, минимум два раза в год оказываются на непродолжительное время под водой. Почвенный тип – торфянистый или дерновый илистый субстрат. Данный тип приморских сообществ сформирован галофитными и галомезофитными группировками. Сообщества маловидовые, к наиболее распространенным видам этой зоны относятся Alopecurus arundinaceus, Atriplex nudicaulis Bogusl., Honckenya peploides (L.) Ehrh., Lathyrus maritimus Bigel., Leymus arenarius (L.) Hochst., Plantago maritime L., Triglochin maritimum L., T. palustre L.

Приморские луга находятся в зоне эпизодического засоления – во время сильных штормов, в 50 – 150 м от воды. Почвы дерново-торфянистые. Сформированы мезофильными и галомезофильными растениями, с участием галофитов (Triglochin maritimum, Potentilla egedii и др.). В некоторых случаях за ними формируется узкая полоска луга (шириной не более 50 м) на песчаном субстрате.

Лесные сообщества – березовые криволесья или сосняки на дюнах формируются в 150 – 200 м от воды. Сосняки располагаются на наиболее высоких участках островов.

Процессы трансформации почвенно-растительного покрова протекают взаимосвязанно. В зоне речной аккумуляции почвы формируются на современных аллювиальных отложениях различного гранулометрического состава: от песка до глины. За счет особенностей наилка различных островов (на протоках и в излучинах) преобладают почвы песчано-супесчаного или суглинистого состава часто с выраженными признаками оглеения. Они подвержены регулярным затоплениям паводковыми водами и отложением на поверхности почв свежих слоев аллювия. Эти процессы обусловливают их специфические черты строения, особенности водного режима и генезиса. Аллювиальные почвы «молодые», отличаются высокой биогенностью и интенсивностью почвообразования, очень разнообразны по режиму, строению и свойствам. Согласно Г.В. Добровольскому (2005) почвы формируются под воздействием трёх почвообразовательных макропроцессов: дернового, лугового и болотного.

Естественные сукцессионные почвенные смены нарушаются в результате распашки и процессов залежеобразования. Самовосстановление залежных почв идет по дерновому типу. Аналог дернового горизонта, густо переплетенный корнями верхний слой старопахотного горизонта, начинает обособляться в первые 10 лет после прекращения пахоты. Признаки пахотности в верхних горизонтах почв сохраняются до 30–40 лет и проявляются в значительно большей мощности гумусированного горизонта, по сравнению с нативными почвами, в темном (черно-буром) цвете перемешанного горизонта и его ровной нижней границе. Нарушение деятельности мелиоративных систем, широко распространенных в дельте р. Северной Двины, может привести к заболачиванию пойменно-грунтовыми водами. В этом случае начинается оторфянивание и размыв нижней границы гумусированного (старопахотного) горизонта. В результате самовосстановления пахотные почвы проходят этап реградированных почв (30–40 лет), затем переходят в подтипы постагрогенных почв, формирование которых может идти по автоморфному типу (при поддержании мелиоративной системы) или по гидроморфному (при ее нарушении), приближаясь к исходным почвам. Возможно два варианта эволюционного развития почв при постагрогенезе и переходе их в нативное состояние: аллювиальные постагрогенные серогумусовые (торфяные) глеевые; аллювиальные постагрогенные серогумусовые.


Литература

  • Афанасьев Г.В. К характеристике почв поймы реки Северной Двины // Доклады ТСХА. Вып. 3 М., 1957. С. 259-264.    
  • Афанасьев Г.В. Почвы острова Андриянова в дельте Северной Двины // Доклады ТСХА. Вып. XXXIV. М., 1958. С. 193-198.
  • Бабина (Заславская) Н.В. Галофитная растительность западного побережья Белого моря // Растительность России. 2002. № 3. С. 3–21.
  • Браславская Т.Ю., Пахов А.С. Формирование популяций ив на пойменном острове в низовьях р. Северной Двины // Лесотехнический журнал. 2016. Т. 6. № 4 (24). С. 29–37.
  • Гречин И.П., Афанасьев Г.В., Мещеряков Д.П. Почвы и растительность заливных лугов Северной Двины и перспектива их использования в связи проектом переброски вод рек Печоры и Вычегды в Каспийское море // Доклады ТСХА. Вып 71. М., 1961. С. 61-68.
  • Добровольский Г.В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. Москва: МГУ, 2005. 294 с.
  • Классификация и диагностика почв России / Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
  • Королева Н.Е., Чиненко С.В., Сортланд Э.Б. Сообщества маршей, пляжей и приморского пойменного эфемеретума Мурманского, Тверского и востока Кандалакшского берега (Мурманская область) // Фиторазнообразие восточной Европы. 2011. №9. С. 26–62.
  • Корчагин А.А. Растительность морских аллювиев Мезенского залива и Чешской губы // Тр. Ботан. Ин-та АН СССР. 1935. Вып. 2. С.223–344.
  • Кучеров И.Б. Проблемы консерватизма видового состава растительных сообществ // Труды Карельского научного центра РАН. 2010. №1. С. 3–15.
  • Паринова Т.А., Наквасина, Е.Н., Сидорова О.В. Луга островной поймы низовий Северной Двины. Архангельск: ИПЦ САФУ, 2013. 146 с.
  • Растительность европейской части СССР / Под ред. В.Д. Александрова,   С.А. Грибова,   Т.И. Исаченко и др. Л.: Наука, 1980. 429 с.
  • Растительный покров СССР / Под ред. Е.М. Лавренко, В.Б. Сочавы. М. – Л.: Изд-во академии наук СССР, Том II. 1956. 970 с.
  • Сергиенко Л.А. Состав и структура растительного покрова приморских экосистем Российской Арктики: дис... д-ра биол. наук / Сергиенко Л.А.; Петрозав. гос. ун-т. – Петрозаводск, 2012. – 420 с.
  • Сидорова О.В., Пахов А.С., Софронов А.А. Эколого-биоморфологические особенности ивы пятитычинковой (Salix pentandra L.) // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Естественные науки. 2012. № 4. С. 82–89.
  • Сохранение ценных природных территорий Северо-Запада России. Анализ репрезентативности сети ООПТ Архангельской, Вологодской, Ленинградской и Мурманской областей, Республики Карелия, Санкт-Петербурга / Коллектив авторов. Под ред. Кобякова К.Н. СПб., 2011. 506 с.
  • Список мхов Восточной Европы и Северной Азии / М.С. Игнатов, О.М. Афонина, Е.А. Игнатова и др. // Арктоа – Бриологический журнал. 2006. № 15. С. 1 – 130.
  • Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с. (Czerepanov S.K. Vascular Plants of Russia and Adjacent States (the Former USSR). Cambridge Academ. 2007. 532 с.)
  • Чуракова Е.Ю., Сидорова О.В., Амосова И.Б., Паринова Т.А. Флора островов приморской части дельты р. Северной Двины // Учёные записки ПетрГУ. №2 (155). 2016 г. С. 86 – 98.
  • Шмидт В.М. Флора Архангельской области. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. 2005. 346 с.
  • Шмидт В.М., Сергиенко В.Г. Материалы к изучению беломорско-мезенских конкретных флор. I. Систематический состав // Вестн. Ленингр. ун-та. 1984. №21. С. 48–55.

Возврат к списку