bigpo.ru
добавить свой файл
1 2 ... 16 17
С. В. Викторов, Г. Л. Ремезова


Индикационная геоботаника


Москва

1988


Викторов С. В., Ремезова Г. Л. Индикационная геоботаника: Учеб. пособие. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. - 168 с. - ISBN 5-211- 00147-8.

В учебном подобии впервые систематизированы новейшие представления индикационной геоботаники. Содержатся общие сведения об этой науке, даны ее теоретические основы и главные направления. Приведены методы индикационных исследований и составления индикационных карт, показана экстраполяция индикаторов. Индикационные закономерности рассмотрены в зональном аспекче: в тумдрах и лесотундрах - растительная индикация геокрнологических услоьий и почп; в лесах - индикация почв, их свойств, грунтовых вод, сукцессии; на лугах и болотах лесной зоны - индикация но фптоценозам и растениям почв ч их свойств, гидрологического режима, процессов заболачивания; в зонах степей, полупустынь и пустынь - индикация типов почв, характера засоления почв и грунтов, дефляционных, просадочных и эрозионных процессов; раскрыты особенности индикации в горах - экологических рубежей, почв, селевых и оползневых процессов; показаны особенности индикации избыточного-содержания элементов в горных породах, почвах и водах; раскрыто значение индикационных исследований при охране окружающей среды.

Для студентов почвенных и биологических специальностей высших учебных заведений.

ОГЛАВЛЕНИЕ


Общие сведения об индикационной геоботанике


История индикационной геоботаники


Теоретические основы индикационной геоботаники


Методы индикационных исследований


Индикационные закономерности в тундрах и лесотундрах


Индикационные закономерности в лесах


Индикационные закономерности на лугах лесной зоны


Индикационные закономерности в зарастающих водоемах и


Индикационные закономерности в степях


Индикационные закономерности в пустынях и полупустынях


Индикационные закономерности в горах


Индикация избыточного содержания отдельных элементов и их соединений
в почвах, горных породах и водах

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНДИКАЦИОННОЙ ГЕОБОТАНИКИ


Растительные сообщества (а также отдельные виды, внутривидовые формы и тераты), обладающие достаточной определенной и стойкой связью с условиями среды и используемые для распознавания этих условий, называются индикаторами. Условия, определяемые с помощью индикаторов, называются объектами индикации, или индикатами, а процесс определения - индикацией. Индикаторами могут быть отдельные организмы или их сочетания (ценозы), присутствие которых указывает на определенные свойства окружающей среды. Однако часты случаи, когда тот или иной вид или ценоз имеет очень широкую экологическую амплитуду и поэтому не является индикатором, но отдельные признаки его резко меняются в разных экологических условиях и могут быть использованы для индикации. В песках Заунгузских Каракумов (Туркмения), например, широко распространен колючелистннк (Acanthophyllum brevibracteatum), имеющий обычно розовые цветки, но на участках с близким залеганием скоплений серы (например, в районе Серных бугров) окраска цветков меняется на белую. В ландшафтах Подмосковья скопления верховодок на лугах могут быть определены не столько по флористическому составу луговых фитоценозов, сколько по длительности отдельных фенофаз, так как площади, под которыми залегают верховодки, обозначаются длительным цветением ряда видов, что сказывается на аспекте луга. Как в том, так и в другом случае для индикации используются не виды или ценозы как таковые, а лишь некоторые их особенности.

Связь между индикатором и индикатом называется индикационной. В зависимости от характера индикационной связи индикаторы делятся на прямые и косвенные. Прямые индикаторы связаны с индикатом непосредственно и обычно зависят от его присутствия.

Примером прямых индикаторов подземных вод могут служить в арндкых регионах сообщества с господством растений из группы -облнгатных фреатофитов (т. е. растений, постоянно связанных с грунтовыми водами) - чиевники (ассоц. Achnatherum splendens), сообщества верблюжьей колючки (виды рода Alhagi). Эти сообщества не могут существовать вне индикационной связи, и если она нарушена, то они погибают. Косвенной, или опосредованной, называется индикационная связь, осуществляемая через какое-то промежуточное звено, связывающее индикатор и индикат. Так, разреженные заросли псаммофильной Aristida pennata в песках пустынь служат косвенным индикатором локальных скоплений подпесчаной верховодки. Хотя прямая связь здесь отсутствует, но пионеры-псаммофиты указывают на слабую закрепленность песка, обусловливающую хорошую аэрацию песчаной толщи и свободную инфильтрацию осадков, т. е. те условия, которые благоприятсвуют образованию верховодки. Прямые индикаторы более надежны и достоверны, чем косвенные.

По степени географической устойчивости индикационных связей индикаторы могут быть разделены на панареальные, региональные и локальные. Связь панареальных индикаторов с индикатом единообразна во всем ареале индикатора. Так, тростник (Phragrnites australis) является панареальным индикатором повышенной влажности субстрата в пределах развития своей корневой системы. Панареальные индикаторы немногочисленны и обычно относятся к прямым. Значительно более часты региональные индикаторы, имеющие постоянную связь с индикатом лишь в пределах определенной физико-географической области, и локальные, сохраняющие индикационное постоянство лишь на площади известного физико-географического района. Как те, так и другие оказываются большей частью косвенными.

Все перечисленные подразделения индикаторов по характеру и устойчивости взаимоотношений с индикатом имеют значение лишь применительно к какой-то определенной индикационной связи с известным индикатом в конкретной системе индикатор - индикат. Вне ее они не имеют значения. Таким образом, одно и то же сообщество может быть прямым панареальным индикатором для одного индиката и косвенным локальным - для какого-либо другого. Поэтому нельзя говорить об индикационной значимости ценоза или вида вообще, не определяя точно, о каком индикате идет речь.

Индикаты, определяемые с помощью ботанических показателей, очень разнообразны. Ими могут быть как различные типы определенных природных объектов (почв, горных пород, подземных вод и т. п.), так и различные свойства этих объектов (механический состав, засоленность, трещиноватость и др.), и определенные процессы, протекающие в окружающей среде (эрозия, суффозия, карст, дефляция, заболачивание, миграция солей и т. д.), и отдельные свойства среды (климат). Когда объектом индикации является тот или иной процесс, в качестве индикаторов выступают не отдельные виды или ценозы, но взаимосвязанные системы растительных сообществ, эколого-генетические ряды их. Индикатами могут быть не только естественные процессы, но и изменения, создаваемые в окружающей среде человеком, происходящие в ней при мелиорации, воздействии на нее промышленных предприятий, добыче полезных ископаемых, при строительстве.


ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИНДИКАЦИОННОЙ ГЕОБОТАНИКИ


Основные направления индикационной геоботаники выделяются по индикатам, для определения которых используются индикационно-геоботанические наблюдения. В качестве главнейших в настоящее время существуют следующие направления:

1) педоиндикация, 2) литоиндикация, 3)гидроиндикация, 4) индикация мерзлотных условий, 5) индикация полезных ископаемых, 6) индикация естественных процессов, 7) индикация антропогенных процессов.

Педоиндикацию и литоиндикацию часто объединяют в геоиндикацию. Педоиндикация, или индикация почв, - одно из важнейших направлений, так как связи почвы и растительного покрова наиболее бесспорны и общеизвестны. Это направление имеет две ветви: индикацию различных таксонов (т. е. типов, подтипов, родов и видов почв) и индикацию определенных свойств почв (механический состав, засоленность и др.). Первая, имея исключительно большое значение, оказывается достаточно сложной, так как в типологии и классификации почв (особенно в наиболее низких таксономических единицах) не всегда существует полное единообразие, так что объем индиката иногда оказывается несколько неопределенным. Вторая ветвь разработана сейчас значительно полнее, так как свойства почв в большинстве случаев могут быть охарактеризованы количественными показателями (по результатам анализов), и поэтому с большой точностью можно установить связь определенных растительных сообществ с определенной амплитудой этих показателей.

Литоиндикацией называется геоботаничеокая индикация горных пород. Литоиндикация тесно связана с педоиндикацией, но охватывает более глубокие толщи земли. Связь растительности с этими горизонтами может быть как прямая (за счет растений с наиболее мощной корневой системой), так и косвенная (через систему горная порода - почва - растительность). Многие растительные сообщества имеют значение индикаторов выветривания горных пород ранних стадий почвообразования на них (например, сообщества литофильных лишайников и водорослей). Растительные индикаторы могут указывать на трещиноватость пород (за счет преимущественного развития растительности в трещинах), на определенные химические особенности пород (гипсоносность, ожелезненность, карбонатность и др ), на их гранулометрический состав (обозначая глины, пески, супеси, суглинки, галечники).

Гидроиндикация, или индикация грунтовых вод, основывается на способности многих растений развиваться лишь при связи их корневой системы с водонасыщенными горизонтами. Здесь, как и в области литоиндикации, используются растительные сообщества с господством глубококорневых растений. При геоботанической индикации возможна также и оценка минерализации грунтовых вод. При этом показателями высокоминерализованных грунтовых вод являются часто (но не всегда) те же сообщества, которые индицируют и соленосные горные породы

Индикация мерзлотных условий имеет очень сложный характер. В основе ее лежит представление о зависимости растительного покрова криолитозоны от термических свойств субстрата и сезонных процессов протаивания и промерзания. Однако эти свойства многолетнемерзлых грунтов стоят в зависимости как от гранулометрического состава их, так и от геоморфологических, гидрологических и гидрогеологических условий. Поэтому индикация мерзлотных условий является как бы результатом интеграции педоиндикационных, литоиндикационных и гидроиндикационных исследований. Все рассмотренные направления - педоиндикация, литоиндикация, гидроиндикация и индикация мерзлотных условий - имеют сходство в том отношении, что основными индикаторами являются растительные сообщества.

Индикация полезных ископаемых во многом отличается от других направлений индикационной геоботаники. В качестве прямых индикаторов здесь используются обычно не растительные сообщества, а отдельные виды, мелкие внутривидовые формы растений, а также тераты. В основе индикации при этом лежат установленные наблюдениями факты о сильной формообразующей роли многих соединений, а также о патологическом влиянии их на внешний облик растения - его окраску, морфологию его органов и на их типичные пропорции. Косвенная индикация может производиться и по сообществам, если они обозначают литологические разности пород, с которыми связано распространение определенных полезных ископаемых. Но такие косвенные индикаторы имеют обычно локальный характер, и поэтому практическое значение их ограничено.

Индикация процессов, как естественных, так и антропогенных, производится не по отдельным растительным сообществам, а по эколого-генетическим рядам их. Это пространственные ряды сообществ, участки которых располагаются один за другим в том порядке, в каком они сменяют друг друга во времени. Иными словами, это сукцессионный ряд, развернутый в пространстве. Каждое сообщество, участвующее в подобном ряду, отражает определенную стадию того процесса, который создал данный ряд. В полевых условиях такие ряды обнаруживаются в форме тех или иных комплексов и комбинаций. Эколого-генетические ряды, индицирующие естественные процессы, отражают как эндодинамические сукцессии (протекающие в результате развития самого фитоценоза, меняющего среду), так и экзодинамические (возникающие под влиянием внешних причин). Индикаторами антропогенных процессов являются обычно экзодинамические ряды.

Кроме перечисленных основных направлений существуют некоторые виды индикации, не получившие пока такого широкого развития и применения, но тем не менее достаточно важные. Сюда относятся: индикация климатических условий, индикация тектонического строения территории и в особенности расположения различных типов тектонических нарушений. Некоторые случаи применения индикации к этим объектам будут рассмотрены в главах, посвященных тем зонам и подзонам, где эти виды индикации наиболее четко выражены.

ГЛАВА 2 ИСТОРИЯ ИНДИКАЦИОННОЙ ГЕОБОТАНИКИ


История науки дает возможность понять ее развитие, этапы постепенного становления и оформления как самостоятельной дисциплины.


ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИИ ОБ ИНДИКАТОРАХ


О возможности использовать растения в качестве показателей определенных условий природы писали еще ученые древнего Рима и Греции. В трудах римских авторов I в. н. э. Юния Коллумелы, Плиния Старшего имеются указания на необходимость обращать внимание на растительность при отводе новых земель под виноградники и посевы различных культур: «Горькую землю узнают по черной, выродившейся траве, холодную - по криворастущей, влажную - также по некрасивой растительности», - писал Плиний Старший в «Естественной истории». В сочинении римского архитектора Витрувия Поллиона (I в. н.э.) «Десять книг об архитектуре» приведено перечисление видов растений - указателей подземных вод: «Признаки же воды в описанных выше породах следующие: там произрастают тонкий камыш, тальник, ольха, витекс, тростник, плющ и другие, обладающие тем свойством, что не могут зародиться без влаги». Греческий ученый Павсаний (IX в. н.э.) также высказывал глубокие мысли о возможности оценки почв по растительности, в частности о характеристике почв г. Геликон по растущим на ней древесным породам и их рощам.

В России в рукописных книгах XV, XVI вв. уже употреблялись такие понятия, как «лес пашенный» и «лес непашенный», т. е. участки леса, пригодные при <го сведении под пашню и непригодные. Народные названия - бор, суборь, рамень и т. д, которые вошли потом в лесоводство, - всегда обозначали н( только лес, но и места его произрастания, т. е. почвенные условия.

Упоминания о растениях - указателях особенностей почв горных пород, подземных вод и различных руд - можно найти в трудах по естествознанию и географии великих ученых XVI II в М. В. Ломоносова, А. Н. Радищева. Так, М. В. Ломоносов в своих работах неоднократно указывал на связь растений и почв, он писал, что почвы хвойных лесов бедны перегноем, а лист венных - значительно богаче. В первом научном сочинении О почвах «О слоях земных» (1763) М. В. Ломоносов говорит об сличительных свойствах почв, об ее образовании «из тления животных и прозябаний».

А. Н. Радищев в «Слове о Ломоносове» (1770) подчеркивал большое значение этого произведения для развития естествознания. В своих других работах - «Записки путешествия в Сибирь», «Дневник путешествия из Сибири», «Описание Тобольского наместничества», «Описание моего владения» - А. Н. Радищев уделяет внимание связи определенных видов растений с почвенными условиями. Он говорит в «Описании моего владения», что подмосковная почва «видом сера», а в сухом состоянии «почти бела» и что там, «где растет дуб, клен, вяз, яблон-ник, буквица, клубника, там земля добра». «Березняк показывает убогую глину, а сосняк, можжевельник и молодиль - сухую супесь; а тростник, мох, хвощ, осока - мокрую землю и болотную». Связь растительности с почвами подчеркивали в своих трудах и первые русские лесоводы. В работах президента Российской Академии наук А. А. Нартова указывается на зависимость роста древесных пород от особенностей почвенных условий. Он пишет «О посеве леса» (1765), где сообщает, что «ель и сосна имеют в себе такое свойство, что сосна на сухой, а ель на сырой земле во сто лет весьма хорошим к строению полезным бревном вырасти может...». Профессор натуральной истории Московского университета М. И. Афонин пишет «О пользе знании, собирании и расположении чернозему, особливо в хлебопашестве» (1771), где классифицирует перегной по характеру растительности.

В XIX в. с развитием экологии растений можно считать, были заложены и основы индикационной геоботаники. В работах Гумбольдта, А. Декандоля, А. Гризебаха и других ботаников-географов была показана связь растительности с климатом. Хильгард, Ф. И. Рупрехт, П. П. Костычев подчеркивали существование тесных зависимостей между растительностью и почвами. О возможности растительной индикации горных пород прямо говорит теолог А. М. Карпинский, перу которого принадлежит работа «Могут ли живые растения быть указателями горных пород и формаций, на которых они встречаются, и заслуживают ли местопрозябання особого внимания геогноста» (1841). Другой геолог - П. А. Ососков (1896) - использовал характер распределения растительных сообществ для составления геологических карт, а почвовед и агроном С. К. Чаянов (1909) - для создания почвенных карт.



следующая страница >>