Отчет по полевой практике

ВВЕДЕНИЕ

 

Во время летней полевой практики, проходящей в период с 4 июня по 29 июля 2012 г. Было проведено изучение болотного массива в пойме р. Вельмо (село Вельмо, Северо – Енисейский район).

Цель летней полевой практики: изучить экологические особенности болотных ландшафтов в долине р. Вельмо

Задачи: 1) описать современные болотные фитоценозы; 2) изучить и описать болотные отложения, отобрать образцы для проведения ботанического анализа; 3) провести лабораторную подготовку образцов к микроскопированию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физико-географическая характеристика района исследования

 

Во время летней полевой  практики, были проведены ландшафтно-экологические  исследования в верховье р. Вельмо (село Вельмо, Северо-енисейский район).

Вельмо – река в Красноярском крае России.. Длина 504 км, площадь водосборного бассейна 33 800 км², бассейн Карское море. Исток Среднесибирское плоскогорье находится на координатах 60º05ꞌ40 с. ш. 94º50ꞌ24 в. д., устье Подкаменная Тунгуска на 61º51ꞌ03 с. ш. 92º45ꞌ54 в. д.

Своеобразие климата района определяется его географическим положением в центре Средне-Сибирского плоскогорья(материка), значительной приподнятостью над уровнем моря и сложной орографией. Здесь, над обширной территорией плоскогорья в зимнее время образуются мощные малоподвижные антициклоны, обусловливающие устойчивую морозную малооблачную погоду с небольшим количеством осадков. Летом под мощным воздействием Северного Ледовитого океана над плоскогорьем развивается циклоническая деятельность воздушных масс, с которой связано выпадение значительного количества осадков. Среднегодовая температура воздуха в районе составляет минус 4,3°С. Абсолютный минимум достигает минус 50,0°С. Средняя минимальная температура воздуха наиболее холодного месяца января равна минус 25,4°С. Расчетная температура воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92 равна минус 50,0°С. Самыми холодными месяцами являются декабрь и январь. Сумма отрицательных температур за год составляет минус 2992°С. Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 равна минус 46°С. Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха <0° составляет 210 суток. Первые заморозки наблюдаются в конце августа — первых числах сентября, последние заморозки можно ожидать в третьей декаде июня.

 

Рисунок 1 – Карта Северо-Енисейского района

● болото на правобережье реки Вельмо [1]

Средняя продолжительность  безморозного периода составляет 95 суток: с 04.06 по 08.09. Периоды с температурам ниже минус 5°С составляет 176дней, выше 5°С – 117 дней.

Самым тёплым месяцем года является июль. Абсолютный максимум температуры воздуха достигает +34°С. Средняя максимальная температура воздуха наиболее жаркого месяца равна +21,7°С.Коэффициент температурной стратификации атмосферы, равен 200 [2].

В соответствии с почвенно-географическим районированием территория располагается в Бореальном поясе Восточно-Сибирской мерзлотно-таёжной области Приенисейской провинции горно-тундровых мерзлотно-торфянисто-подзолистых, мерзлотно-таёжных с иллювиально-гумусовым горизонтом, горных мерзлотно-таежных, кислых неоподзоленных почв [3].

Почвенный покров района характеризуется сложной структурной организацией, обусловленной существенной неоднородностью и контрастностью компонентов. В составе почвенных комбинаций района–мозаики и сочетания, включающие преимущественно пятнистости и криогенные микрокомплексы [4].

В составе структур почвенного покрова района наибольшее распространение имеют сочетания пятнистостей подбуров торфянистых с комплексами криоземов глееватых и пятнистостей криоторфяных почв (70 %), занимающих пологие склоны водоразделов, покрытые сосняками зеленомошными. Существенно меньшее распространение имеют сочетания пятнистостей подбуров типичных и подбуров торфянистых, пятнистостей сухоторфяных и криоторфяных почв (13 %), формирующиеся под сухими сосняками на местных водоразделах. Ориентировочно аналогичные площади района занимают нарушенные земли (14 %), занятые мозаиками каменистых россыпей со слаборазвитыми почвами и локализованные в днищах долин. В целом собственно почвы в районе занимают 88 %, не почвенные образования (грунты щебнистые и щебнисто-мелкоземистые, акватории ручьев) — 12 %.

В составе перечисленных  структур сложилось следующее соотношение ареалов почвенных типов, %:- подбуры типичные, торфяные и оподзоленные (без разделения) – 68 %;криоземы глееватые – 16 %;- криоторфяные и сухоторфяные почвы– 9%;- слаборазвитые почвы – 5 %;- сухоторфяные почвы – 1 %;- дерновые почвы – 0,4.

Таким образом, преобладающими почвенными типами в районе являются подбуры и криоземы [5].

Согласно лесорастительному  районированию Сибири, территория относится к Средне-Сибирской лесорастительной области Приенисейской горной провинции таёжных, пихтовых и кедровых лесов. Главными лесообразующими породами района являются сосна, кедр, лиственница, ель и береза. При этом хвойные насаждения занимают более 80 % лесопокрытых площадей. В районе господствуют сосновые леса. Постоянными спутниками сосновых сообществ являются кустарники и кустарнички: кустарниковая ольха, кедровый стланик, багульник, голубика, толокнянка, брусника и некоторые другие. При этом во многих случаях напочвенный ярус из мхов или лишайников бывает выражен слабо и не определяет характеристики сообществ. Указанное обстоятельство позволяет различать среди сосновых лесов ясно выраженную группу ассоциаций Fruticosa с подгруппами Magnofruticosa и Nanofruticosa. Кроме того, сосняки представлены в некоторых травяных подгруппах. Наиболее разнообразной и типичной является группа кустарниковых лесов, в состав которой входят как крупнокустарниковые, так и кустарничковые ассоциации. Характерными типами лесов района являются сосняки лишайниково-брусничные, растущие на водораздельных пространствах, сосняки зеленомошные, господствующие в районе на пологих склонах местных водоразделов, сосняки смешанные с лиственными и другими породами, приуроченные аккумулятивным формам мезорельефа [6].

Общая площадь заболоченных земель района около 500 тыс. га. Площадь  разведанных торфяных болот – 77 тыс. га, со средней глубиной торфяной залежи  1,15 м и запасом сырого торфа в 1670 млн. м³. Менее благоприятный, чем в других районах, для заболачивания баланс влаги, лучшие условия стока и довольно значительная расчлененность рельефа служат причиной умеренной заторфованности  этого района (около 10%). Преобладающее значение здесь имеют болота грунтового питания, относящиеся к низинному типу, значительно распространены переходные болота атмосферно-грунтового питания и сравнительно небольшую роль играют верховые болота атмосферного питания [7].

 

Объекты и методы полевых исследований

 

Во время летней полевой  практики проведено изучение болотного массива в верховье р. Вельмо (село Вельмо, Северо-Енисейский район). Болото «Вельмо» приурочено к правобережной пойме р. Вельмо и имеет протяженность 3 км.

На болоте описывался современный растительный покров,  закладывался шурф, что позволило описать отложения и провести последовательный послойный отбор образцов для изучения ботанического состава торфа.

Растительный покров представлен осоково-лишайнико-сфагновым фитоценозом со слаборазвитым древесным ярусом из сосны и березы. В периферийной лесной полосе, кроме сосны и березы, встречается кедр. В травяном покрове господствует осока, встречаются пушица. Группами растут кассандра и багульник. Сфагновый покров образован главным образом Sphagnum angustifolium и Sph. Magellanicum с небольшим участием на кочках Sph. Fuscum.

Открытая часть болота покрыта невысокими кочками-подушками, которые сложены мхом Sph. Magellanicum и Sph.Angustifolium, а высокие кочки и бугры – Sph. Fuscum ( высота бугров 60–70 см, максимальная – до 80 см, поперечник бугров равен примерно 5–7 м, поверхность их плоская, склоны крутые). На буграх растут группы угнетенной сосны. По краям бугров развит густой покров из багульника, кассандры, клюквы.

По данным Н.И. Пьявченко  [7] центральная часть бугра таких бугров представляет собой почти мертвое образование. Рост его происходит главным образом в стороны путем наползания мха Sph. Magellanicum на окружающие мочажины, занятые переходными осоково-сфагновыми группировками. Описанные бугры возникают в результате разрастания сфагновых кочек, постепенно смыкающихся между собой в единый бугор. Бугры сложены малоразложившимся фускум – торфом и не содержат внутри мерзлого ядра. Небольшая высота таких бугров обусловливается предельной высотой капиллярного поднятия воды снизу, без чего развитие сфагновых мхов на изолированных возвышениях малой пощади невозможно.

Бугры этого типа имеют  некоторое внешнее сходство с  мерзлыми торфяными буграми севера, но в корне отличны от них по своему генезису и эволюции. На севере торфяные бугры часто мертвые, подвергающиеся разрушению, здесь они живые, растущие, знаменующие смену переходного болота болотом верхового типа.

Верховые болота этого  района по площади сравнительно невелики (до 5-6 тыс. га). В растительном покрове  их преобладают сосново-сфагновые  и сосново-кустарничковые сообщества, что указывает на меньшую влажность  района.

Нами был заложен шурф общей мощностью 1,0 м и отобраны образцы торфа, которые планируется изучить с помощью детального ботанического анализа. Ботанический анализ заключается в установлении процентного соотношения остатков растений-торфообразователей в осредненной пробе без гумуса с помощью микроскопа и последующим определением типа, группы и вида торфа по определителю [9].

Определение степени разложения торфа планируется провести с  помощью объемно-весового метода. В основу метода положена зависимость между объемным весом сухого торфа и степенью его разложения. При определении степени разложения учитывалась группа торфа и степень засоренности торфа минеральными веществами (зольность) [10].

На основе результатов  ботанического анализа с использованием экологической шкалы увлажнения будет проведена оценка условий увлажнения, в которых существовал фитоценоз, отложивший изучаемый слой торфа.

 

 

Рисунок 2 – Пойменный болотный массив в долине реки Вельмо (фото автора)

 

Рисунок 3 – Торфяные отложения болотного массива Вельмо (фото автора) 

Во время практики проведена  работа с гербарием водно-болотных видов растений, имеющимся на кафедре. Ознакомилась с гербарием основных видов растений-торфообразователей, микроскопировала и фотографировала растительные остатки этих видов. Были рассмотрены представители следующих семейств:

1. Cyperаceae:

а) Пушица рыжеватая – Eriophorum  russeolum. Растение рыхлодерновинное или с ползучим корневищем. Стебли одиночные или в числе 2-3, до 80 см вые. Влагалища стеблевых листьев невздутые, расположены в нижней части стебля, верхнее – без листовой пластинки или с зачаточной пластинкой. Пуховка обратно яйцевидная. Кроющие чешуи темно–серые, яйцевидные, с широким светлым краем. Щетинки рыжеватые, рыжие, реже серовато–белые. Пыльники линейные, 1.7-3 мм др. Местообитание на сфагновых, гипновых и осоковых болотах, в сырых мохово-травяных тундрах на заболоченных лугах [11].

б)Камыш лесной – Scirpus sylvaticus (рис. 4д). Корневища укороченные, с подземными побегами, несущими на концах пучки листьев. Стебли прямостоячие, облиственные, 40–120 см высотой. Листья широколинейные, плоские, по краям и по килю шероховатые. Соцветие раскидисто-метельчатое. Колоски яйцевидные, туповатые, 3–4(5) мм длиной, скучены в клубочки по 2–5, чаще по 3, на концах шероховатых от мелких шипиков веточек соцветия. Околоцветные чешуйки черновато–зеленые, с зеленой срединной полоской, по краям пленчатые. Околоцветные щетинки почти равны орешку, прямые, усажены мелкими, вниз обращенными шипиками. Местообитание: на болотах, заболоченных лугах и лесах, по сырым берегам водоемов [12].

в) Осока топяная  – Carex limosa (рис.4в). Корневища ползучие. Основания побегов с цельными красновато – бурыми (вишневыми) чешуевидными и листовочными влагалищами. Листья узкожелобчатые, сероватые, 0.5– 1.5 мм шириной, лишь немного короче стеблей. Стебли вверху слабошероховатые или гладкие, (20) 25– 40 (50) см высотой. Верхний колосок тычиночный; остальные (1– 3) – пестичные или иногда андрогинные, немного расставленные, на тонких длинных ножках. Мешочки эллиптические, 3.3–4 мм длиной, серые, покрыты сосочками, с отчетливыми жилками, при основании закругленные, на очень короткой ножке. Местообитание: в основном в лесной зоне на сфагновых болотах, реже на илистых берегах озер и на осоково-гипновых болотах.

2. Poaceae:

а) Бекмания волосистоцветковая– Beckmannia hirsutiflora. Плотнодерновинные многолетние растения до 100 см высотой. Стебли у основания без клубневидно утолщенных междоузлий. Листья светло-зеленые, слабошероховатые. Соцветие сложный колос 7–20 см длиной, с прижатыми ветвистыми веточками, на которых расположены сидячие, односторонние колосья. Колоски 2.2–3 мм длиной, 1–цветковые. Колосковые чешуи ладьевидные, слабо вздутые, по всей поверхности густо щетинисто-волосистые. Нижние цветковые чешуи на верхушке вытянуты в носик, заметно выдающийся из колосковых чешуй. Пыльники 0. 4-0. 8 мм дл. Местообитание: по сырым пойменным лугам

б) Вейник Лангсдорфа – Calamagrostis langsdorffii. Корневища ползучие. Стебли до 150 см высотой, с 4–6 расставленными узлами, под соцветием и под узлами голые и гладкие, в нижних и средних узлах обычно ветвящиеся. Листья (3)4 –10 мм ширину, плоские, обычно сильно отклоненные от стебля, сверху с сероватым оттенком, голые и шероховатые, изредка с рассеянными длинными волосками. Местообитание :на влажных и сырых долинных лугах, среди кустарников на лесных опушках и на горах, по берегам водоемов [13].

3. Equisetaceae:

а) Хвощ речной– Equisetum fluviatile. Корневище до 1 см в диаметром, шнуровидное, слабоветвистое. Стебли 50-100 (150) см высотой, 2–12 мм диаметром, простые или ветвистые, с широкой срединной полостью и 9-20 тонкими гладкими ребрами. Влагалища 5–12 см длиной, цилиндрические, прилегающие, бледно–зеленые (кроме нижних); зубцы их 2–3 мм длиной, многочисленные (до 20–30), буровато– черные, с узкой белой каймой или без нее. Местообитание: по илистым берегам рек, озер, сырым и заболоченным лугам, болотам, кустарниковым зарослям, ерниковым тундрам.