Отчет о прохождении учебной практики по ботанике в Гомельском Государственном университете им. Франциска Скорины

     По мере увеличения увлажнения от мезофильных до гигрофильных происходит переход, соответственно, к гигрофитам и гидрофитам (на схеме - вверх от мезофитов). Гигрофиты (Hg) - влаголюбивые растения, обитающие на избыточно увлажненной почве при нейтральных условиях кислотности. Как правило, они имеют воздухоносные полости в корнях, стеблях и листьях, небольшую корневую систему, слабо развитые механические ткани. Встречаются обычно на болотах, по берегам водоемов, заболоченным лугам и лесам. Промежуточное положение между мезофитами и гигрофитами занимают мезогигрофиты (MHg).

     В особую группу гидрофитов (Hd) выделяют водные растения, свободно плавающие или укореняющиеся на дне водоема и полностью погруженные в воду (иногда с плавающими на поверхности листьями или выставленными над водой соцветиями).

     На правой ветви схемы помещен аналогичный ряд для растений галофитов (Hа), представленных солеустойчивыми видами, обитающими в щелочной среде. К ним относятся галоксерофиты (НаХ), галомезоксерофиты (НаМХ), галомезофиты (НаМ), галогигрофиты (НаHg) и галогидрофиты (HaHd).

     Слева на схеме располагаются оксилофиты (Ox) - растения, произрастающие в условиях кислых почв и вод при плохой их аэрации в результате постоянного или длительного полного насыщения почвы застойной водой. К ним принадлежат оксиломезофиты (ОхМ), оксиломезогигрофиты (OxMHg) и оксилогигрофиты (OxHg).

     В качестве дополнительных экологических особенностей растений могут рассматриваться их псаммофильность, психрофильность и литофильность (на схеме эти группы не отражены). Псаммофиты (Pm) - растения, приспособленные к жизни на песках и имеющие целый ряд своеобразных признаков - не засыпаемые песком пузырчатые или щетинистые плоды, песчаные чехлики вокруг корней, способность давать придаточные корни и корнеотпрыски (для перенесения завевания и развевания песков). Психрофиты (Ps) - холодостойкие растения влажных почв. Литофиты (Li), или петрофиты, - растения, приспособленные к существованию на скалах и других каменистых субстратах.

     Состав экоморф растений какой-либо территории, типа растительности или фитоценоза, выраженный в процентном соотношении различных групп, по аналогии с биологическим спектром носит название экологического спектра. Его анализ позволяет устанавливать более тонкие экологические различия конкретных местообитаний, чем при анализе биоморф. 
 

     2.2 Геоботанические исследования  

     Одной из существенных задач учебной практики, помимо знакомства с наиболее типичными растительными сообществами на территории ее проведения, следует считать освоение методики выполнения геоботанических описаний, являющихся основой любого геоботанического исследования. Изучение наземных фитоценозов проводится методом пробных площадей - специально выделенных участков.

     Для наших целей подобный участок выбирается в наиболее характерном, типичном для данной ассоциации месте, подальше от дорог, просек и других нарушений естественного растительного покрова, а также от границ с другими ассоциациями. Пробная площадка имеет форму квадрата, размер которого неодинаков для отдельных типов растительности. Так, при исследовании лесов умеренного пояса принято закладывать пробные площади размером 400 м² (20 х 20 м), а при описании травянистой растительности - 100 м² (10 х 10 м). Если фитоценоз имеет небольшие размеры (меньше указанной площади), то его описывают в пределах естественных границ с указанием размеров.

     Контуры пробной площадки обозначают либо при помощи столбов и вешек (если планируется сделать этот участок стационарным), либо мелом на стволах деревьев, яркими тряпочками в углах квадрата на лугу и т.д.

     После заложения пробной площади в специально подготовленном бланке проставляют ее размер, порядковый номер геоботанического описания, число, месяц и год проведения работы, а также фамилии авторов описания. При необходимости указывают соответствующий номер профиля. Подчеркнем крайнюю важность всех этих, на первый взгляд незначительных, пунктов - любое описание теряет свою объективность при отсутствии указании на время его выполнения или на размер пробной площади. Например, от даты выполнения описания зависит отсутствие или наличие некоторых видов растений, их фенологическое состояние и ряд других характеристик фитоценоза.

     Далее в бланк описания вносятся сведения о географическом положении исследуемого участка - указание административных единиц места проведения работ (область, район), а также более детальные ориентиры - расстояние и направление от ближайшего населенного пункта - деревни, поселка или другого географического объекта - реки, озера, горной вершины и т.п., позволяющие локализовать место сбора с точностью до нескольких км (желательно в пределах круга радиусом 1-2 км).

     В число наиболее важных характеристик среды, которые необходимо отметить при проведении исследования, входит описание рельефа или, говоря научным языком, геоморфологических условии местности. Основные формы рельефа, это равнины (уклон не свыше 0,5°), холмы (до 200 м относительной высоты), горы (высота более 500 м) и склоны. Склоны характеризуются крутизной: пологие (уклон 2-7°), покатые (7-15°), крутые (15-45°) и обрывистые (уклон свыше 40°). Кроме того, если пробная площадка расположена на склоне, необходимо отметить его экспозицию и место расположения площадки по отношению к его подножию или вершине.

     При проведении описания в первую очередь должны быть отмечены элементы макрорельефа (горизонтальное простирание от 200 м до 10 км и более). К числу таких элементов принадлежат, например, горный хребет, долина реки, водораздельная поверхность между двумя смежными речками и т.п. Следующими по размерности идут формы мезорельефа (поперечник которых измеряется десятками или немногими сотнями метров, а разность высот - метрами). Это террасы, гривы и лощины поймы, небольшие песчаные гряды, лощины и балки на склонах, дюны, моренные холмы, овраги и т.п. Наиболее мелкие формы рельефа, размеры которых не превышают нескольких метров, получили название микрорельефа. Сюда относятся, в частности, стенные блюдцеобразные понижения, прирусловые валы, западины и западинки, невысокие песчаные холмы и т.п.

     Другим важным показателем условий местообитания являются тип и степень его увлажнения. Тип увлажнения зависит от положения пробной площади в рельефе и определяется по преобладающему источнику водного питания (атмосферное, натечное, грунтовое). В зависимости от этого различают 9 основных типов (рисунок 3).

а) плакорные (элювиальные); б) трансэлювиальные; в) аккумулятивно-элювиальные; г) проточные водосборные; д) элювиально-аккумулятивные; с) ключевые; ж) супераквальные; з) пойменные; и) субаквальные 

Рисунок 3 - Схема основных типов местоположений  

     Плакорный (элювиальный) тип увлажнения характерен для водораздельных поверхностей со слабыми уклонами (1-2°), на которых отсутствует сколько-нибудь существенный поверхностный сток и преобладает атмосферное увлажнение. Трансэлювиальный тип наблюдается на верхних, относительно крутых (не менее 2-3°) частях склонов, также питаемых в основном атмосферными осадками, но обладающих интенсивным стоком и плоскостным смывом. Аккумулятивно-элювиальный тип характерен для бессточных или полубессточных водораздельных понижений (впадин) с затрудненным стоком и дополнительным водным питанием за счет натечных вод; грунтовые воды при этом остаются еще на значительной глубине. Проточный тип в целом аналогичен предыдущему, но водосборные понижения и лощины обладают при этом свободным стоком. Элювиально-аккумулятивное (делювиальное) положение характеризуется обильным увлажнением за счет стекающих сверху натечных вод и приурочено к нижним частям и подножиям склонов. В группе супераквальных типов увлажнения выделяют ключевой (транссупераквальный), характерный для мест выхода грунтовых вод на поверхность, и собственно супераквальный в условиях слабосточных понижений с близким уровнем грунтовых вод (здесь наблюдается заболачивание и засоление). К особому типу относится пойменное увлажнение, отличающееся регулярным и обычно проточным затоплением во время половодья или паводков, а значит, переменным водным режимом. Последний тип, носящий название субаквального - это подводные местообитания.

     При определении степени увлажнения обычно руководствуются влажностью почвы. При этом различают пять ступеней: 1) сухая почва - пылит, присутствие влаги в ней на ощупь не ощущается, не холодит руку; 2) влажноватая почва - холодит руку, не пылит, при подсыхании немного светлеет; 3) влажная почва - на ощупь явно ощущается влага, проба увлажняет фильтровальную бумагу, при подсыхании значительно светлеет и сохраняет форму, приданную ей при сжатии рукой; 4) сырая почва - при сжимании в руке превращается в тестообразную массу, а вода смачивает руку, но не сочится между пальцами; 5) мокрая почва - при сжимании в руке из нее выделяется вода, которая сочится между пальцами, почвенная масса обнаруживает текучесть. Можно ограничиться и общими указаниями на степень увлажнения: нормальное, избыточное, недостаточное.

     Далее при описании отмечается мощность слоя мертвой подстилки (в сантиметрах), состав слагающих ее компонентов (хвоя или листья древесных пород, войлок степных злаков и т.д.), степень покрытия и пространственная выраженность этого слоя в данном фитоценозе (распределена равномерно, фрагментарно, пятнами у стволов деревьев и т.д.).

     Особое внимание необходимо уделить характеристике антропогенного влияния на фитоценоз, отметив основные формы хозяйственной деятельности, если таковые имеют место (например, сенокосное или пастбищное угодье, вырубка с указанием ее давности, проведение мелиоративных мероприятий), наличие троп и дорог, близость поселений и т.д. В качестве дополнительных замечаний к характеристике среды отмечают какие-либо специфические черты местообитания (например, наличие выходов карбонатных пород, присутствие моренных валунов, развеваемых песков и т.п.).

     После краткой характеристики условий местообитания переходят к описанию собственно растительности по ярусам. Для лесных сообществ это описание начинают с древостоя. Первым делом определяется общая сомкнутость (проекция) крон. От этого показателя зависит световой режим под пологом леса, он же дает представление о густоте древостоя. Степень сомкнутости крон определяют глазомерно в долях: за единицу принимают такую степень сомкнутости, когда просветы между кронами либо вообще практически отсутствуют, либо не превышают 0,1 (10%) - соответственно, сумма проекций крон занимает более 0,9 (90% площади), просветы внутри самих крон при этом в расчет не принимаются. А степень сомкнутости 0,3, к примеру, означает, что сомкнутость крон древостоя составляет лишь треть от полной. Для объективного определения этого показателя нельзя ограничиться его значением в одном месте пробной площадки - необходимо провести несколько визуальных учетов. Только после этого делается окончательное заключение.

     Следующим этапом является установление породного состава древостоя, для чего в описание заносятся все отмеченные виды деревьев, желательно в порядке их доминирования. После этого определяются высота каждого вида (породы) и его принадлежность к определенному подъярусу. Выделение подъярусов обычно необходимо в сообществах со сложным древостоем, образованным несколькими древесными породами - где их (подъярусов) насчитывается два-три. В этом случае верхний подъярус образуют деревья первой величины (например, сосна, ель, пихта, береза, дуб), а нижний (нижние) - более низкие, второй величины (рябина, черемуха, груша, ольха и др.).

     При таком описании вертикальной структуры фитоценоза следует учитывать возможность присутствия в нем деревьев, не достигших взрослого состояния. Эти молодые растения, лишь временно входящие в состав более низкого подъяруса, не должны включаться в него. В.Н. Сукачев предлагает относить их к пологам (временным ярусным структурам). Запись ярусного положения вида в этом случае будет выглядеть следующим образом:

     Это означает, что ель европейская входит в состав 1-го подъяруса, а во 2-3-м образует пологи; липа обыкновенная входит в состав 2-го подъяруса, но часть ее экземпляров временно присутствует в 3-м подъярусе.

     Высота деревьев может быть определена несколькими способами. Наиболее простым является глазомерный. Для этого на стволе дерева от основания отмечают определенную высоту (например, 2 м), а затем, отойдя от дерева на 10-20 м, мысленно откладывают это расстояние по стволу вплоть до вершины. Существуют, однако, и более точные приемы измерения высот с использованием эклиметра или высотомера. Подробные характеристики устройства этих приборов и проведения с их помощью измерений можно получить в руководствах, прилагаемых к отдельным моделям.

     Средняя высота породы в конкретном фитоценозе определяется как среднее арифметическое нескольких стволов со средним диаметром.

     После проведения необходимого количества измерений высот приступают к промерам диаметров стволов. Измерение этого показателя удобно производить при помощи мерной вилки, которая состоит из мерной линейки с делениями в сантиметрах и двух планок, или ножек.   

     Каждое дерево измеряется строго на высоте 1,3 м, т.е. примерно на уровне груди человека. Если ствол имеет неправильную форму сечения, диаметр определяют по двум перпендикулярным направлениям и рассчитывают среднюю величину. При отсутствии мерной вилки определяют длину окружности дерева при помощи мягкой сантиметровой ленты, а затем полученное значение делят на 3,14 (число p).