БОТАНІКА З ОСНОВАМИ ГІДРОБОТАНІКИ (ВОДНІ РОСЛИНИ УКРАЇНИ) - Б.Є. Якубенко - 2011
XIV.ІНСТРУМЕНТАРІЙ ТА МЕТОДИ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ВОДНОЇ РОСЛИННОСТІ
Описування і картування водної рослинності
Перед виконанням цієї роботи потрібно познайомитися з літературними та іншими матеріалами про об’єкт який вивчають. Це дасть змогу швидше провести дослідження водойм. За проведеня польових маршрутних рекогносцирувальних досліджень дають загальну характеристику рослинності водойми: флора, яка домінує в рослинному покриві формації, особливості її розподілу. За детально-маршрутних польових досліджень складають повну характеристику рослинності водойми з виділенням і класифікацією одиниць рослинності, їхнього складу, будови, екологію, розміщення та площу.
Дослідження водної рослинності трудомістка робота, і потребує спеціального транспорту, знарядь. Одним оглядом рослинності водойми з берега обійтися неможливо. Для цього потрібен човен з веслами, тичка завдовжки 2-3 м з роздвоєним кінцем, яка слугує якорем під час опису пробних ділянок. Краще працювати вдвох. У невеликих водоймах, озерцях, ставках можна користуватися і гумовим човном. Перед описом проводять рекогносцирувальний об’їзд. Під час об’їзду роблять зупинки для опису рослинних угруповань. У польовий щоденник записують про закономірності розподілу рослинності на побережжі, її склад, фізіономічність (зовнішній вигляд) і життєвість, екологічні умови та виконують окомірні зарисовки розподілу угруповань на окремих ділянках водойми. У різних місцях водойми закладають екологічні профілі, лінійні трансекти, на яких проводять опис і облік рослинності, встановлюють розміри фітоценозів та поясів прибережної рослинності. Ці матеріали використовують під час складання картосхеми розподілу рослинності у водоймі. Кількість описів залежить від характеру заростання водойми, розмірів і мети дослідження.
Картування. Особливості картування водної рослинності описані А.П. Белавською [6]. За складання картосхем не обмежуються нанесенням меж видимої рослинності, а необхідно наносити і межі угруповань, які знаходяться під водою та придонні. Для цього використовують відповідний інструмент. Складання картосхем розподілу водної рослинності проводять окомірно з човна, або виміром віддалі різних типів рослинності гребками, мірною мотузкою, біля берегів - рулеткою, мірною вірьовкою. За оформлення картосхем розподілу рослинності у водоймах для позначення різних одиниць рослинності (асоціацій, формацій) використовують умовні позначки. Кожний дослідник використовує свої власні позначки і заштриховування. Надводні рослини позначають вертикальними лініями, плаваючі - кружечками, занурені - трикутниками (рдесники), квадратами, прямокутниками тощо. Для позначення заростей рослинності штрихуванням: для формацій надводних рослин пропонується похила штриховка вправо, для плаваючих - звивиста горизонтальна, для занурених - вертикальна. Штриховку наносять рідко для позначення буквами рослинних угруповань. За картами визначають площу рослинності водойми.
Для визначення стану заростання ставків використовують такі позначки:
+ 5 - заростання надмірне, рослинністю покрито понад 50% поверхні ставка;
5 - надзвичайно велике - 36-50%;
4 - велике - 21-35%;
3 - середнє - 11-20%;
2 - незначне - 3-10%;
1 - мізерне - 1-2%.
Дослідження водної рослинності та вивчення структури фітоценозу. Подаємо деякі терміни й поняття, які використовують за умов дослідження водної рослинності. Геоботаніки вкладали різний зміст у поняття фітоценоз. Зокрема, відомий російський вчений В.М. Сукачов [84] фітоценоз характеризував так: «Под фитоценозом (растительним сообществом) надлежить понимать всякую совокупность растений на даном участке территории, находящуюся в состоянии взаимозависимости и характеризующуюся как определенным составом и строением, так и определенным взаимоотношением со средой. Эта взаимозависимость определяется тем, что растения ведут борьбу за существования других и этим иногда определяют возможность существования известных растений в фитоценозах». Можна було б навести ще ряд визначень поняття фітоценоз, але гадаємо, що зрозуміло: фітоценоз - це сукупність рослинних організмів, що зростають на певній ділянці території і тісно взаємодіють як між собою, так і з умовами навколишнього середовища. У результаті чого виникають нові кількісні й якісні взаємини між компонентами фітоценозу, які визначають його флористичний склад, структуру, життєдіяльність, зміну, стійкість та продуктивність, а значить, і певну господарську значимість та біологічну цінність.
Синузія - це екологічно й просторово відособлена частина рослинного угруповання. З точки зору ярусного почленування, кожний ярус фітоценозу, по суті, є синузією, оскільки він має чітко окреслене просторове виявлення та геоморфологічну приуроченість, яка, в свою чергу, визначається своїми екологічними характеристиками місцезростання. Вирізняють основні, або едифікаторні, синузії, які формують найбільшу фітомасу і визначають середовище рослинного угруповання, й підпорядковані синузії [51].
Складові фітоценозу за їх участю у створенні фітомаси й проективного покриття поділяють на едифікатори - будівники угруповання, які визначають фітоценотичне середовище, і есектатори - супутники, виповнюючі види, що мало впливають на формування середовища з середини [84]. Домінанти - це переважаючі, пануючі у фітоценозі і його ярусах види. їх буває декілька. Другорядні домінанти й едифікатори називають субдомінантами і субедифікаторами. Списки едифікаторів та домінант рослинного угруповання водних рослин подає Є. М. Лавренко [51]. Надзвичайно детально вивчений едифікатор рослинного покриву водойм Phragmites australis [34].
Характерними видами, вважають ті, які найбільш відтворюють екологічні й фітоценотичні умови середовища і значимо впливають на них своєю чисельністю, проективним покриттям, життєвістю та стійкістю, масою тощо. Встановленого розуміння ярусності для водних рослин немає.
О.О. Корчагін [44] запропонував для водної рослинності виділяти 3 основні яруси (з під’ярусами по висоті)): 1. Надводний. 2. Наводний. 3. Підводний, Б.О. Биков (1957) - 5 ярусів: 5. Надводних трав. 4. Плаваючих трав. 3. Високих трав. 2. Низьких трав.1. Придонних трав. В. М. Катанська [37] виділяє 7 ярусів: надводний - високих, середньо високих і низьких надводних рослин (трави 1-, 2-, 3-ої величини); Плаваючий - із плаваючими листками рослин; підводний - високих, середньо високих підводних рослин і придонних маленьких приземистих рослин - придонний.
Описи водної рослинності та вивчення структури фітоценозу проводяться на облікових ділянках [99, 106, 107, 115] детально описані методи, які використовують геоботаніки у дослідженнях болотної та наземної рослинності. Під час вивчення водної рослинності цим питанням не приділяється належної уваги [38, 60]. Розміри пробних ділянок, такі ж, як і для наземних трав’яних угруповань. Кількість та розмір пробних площадок для визначення рясності, проективного покриття та інших елементів структури фітоценозу залежать від будови травостою, його щільності, однорідності та інших ознак.
Описи фітоценозів проводять на пробних ділянках розміром 100 кв. м, зазвичай у формі квадрату (10 х 10 м), які закладаються у найхарактерніших місцях виділеного водного рослинного угруповання з одноманітними екологічними умовами. Межі виділяють на око або жердинами, рулеткою, мірною вірьовкою з установкою буйків чи віх. Описи фітоценозів на пробних ділянках потрібно занотовувати на спеціальних бланках (див. бланк опису рослинності). У них записують: загальний стан фітоценозу, його фізіономічність, флористичний склад, рясність, характер розміщення (рівномірно, плямами, групами, поодиноко), ярусність, висота рослин за ярусами і висота їхньої надводної частини, проективне покриття - загальне для всього травостою й для кожного ярусу окремо (якщо можливо і для виду), життєвість, фенологічний стан (позначка фенофаз: вегетації - в., бутонізації - б., цвітіння - цв., плодоношення включає дозрівання плодів - д.п., наявність стиглих плодів і утворення насіння - н., відмирання - від.).
У випадку, коли визначають рясність і трапляння (зустрічність), то записи заносять у бланк. Теж саме стосується й опису характеристики місцезростання фітоценозу; глибина (у верхній і нижній межі), температура води - на дні й біля поверхні, властивість донних відкладів окомірно.
Флористичний склад передбачає повний список рослин, які формують фітоценоз. У бланк заносять усі види, що трапляються на пробній ділянці. Рослинам, яких дослідник не знає, присвоюють порядковий номер і беруть до гербарію, а в етикетці зазначають умовний номер та номер опису. Виявлення видів рослин краще проводити за ярусами, спочатку з верхнього - надводного. Для виявлення видів рослин потрібно користуватися водяними грабельками, або оглядовою трубою.
Рясність - це ступінь участі виду у фітоценозі. Для цього краще використовувати бальну шкалу Друде:
Шкала оцінки рясності видів за Друде.
Soc. (sociales) - 6 (рясно, утворює фон, змикається);
Cop. (copiosae) - 5 (надзвичайно багато);
Cop 2 - 4 (багато);
Cop 1 - 3 (не багато);
Sp. (sparsae) - 2 (мало, в малих кількостях, вкраплини в основний фон інших рослин);
Sol. (solitariae) - 1 (поодиноко);
Un. (unicum) - трапляється в єдиному примірнику;
Gr. (gregarius) - трапляється групами (ця позначка ставиться поряд з категоріями рясності).
У дослідженнях водної рослинності використовують і об’ємну рясність рослин (співвідношення суми об’ємів тих просторів, які лежать у середині розгалужень кожної рослини певного виду, до всього об’єму води, зайнятого угрупованням.
Чисельність (густота, щільність) визначають перерахунком екземплярів рослин або їхніх пагонів (у кореневищних видів) на одиницю площі.
Такий перерахунок проводиться на 1м2 у трикратній повторності. Підраховані рослини надламують. В угрупованнях плаваючих і занурених рослин на незначних глибинах (0,5-0,6 м) підрахунки роблять з човна за накладеної на поверхню води рами. Складно підраховувати стебла занурених у воду ламких рослин (види Ceratophyllum) або укорінених на дні (щільних заростей Najas marina та ін.).
Густота стояння виду визначається виміром віддалі між основами окремих екземплярів або різних видів на обліковій ділянці (метод віддалей). Випадкова особина приймається за центр, і від неї вимірюється віддаль до чотирьох найближчих особин окремого виду. У подальшому теж саме роблять від інших особин досліджуваного виду. Рекомендується визначати і площу основ рослин.
Проективне покриття це площа горизонтальних проекцій рослин на поверхню ґрунту (дна), виражена у відсотках від пробної площі, яка приймається за 100%. Вирізняють загальне проективне покриття, ярусне покриття і проективну рясність - проективне покриття окремих видів. Дійсне покриття - це площа дна зайнята основами стебел рослин. Проективне покриття визначається пристосуваннями, які запропонував Л. Г. Раменський [71] за допомогою сітки, дзеркальної сітки, масштабної вилочки (рис. 222). Проективне покриття можна визначати й окомірно. Цей метод широко використовують під час маршрутних досліджень.
Рис. 222. Прилади Раменського для кількісного обліку рослин.
1 - сіточка; г - дзеркальна сіточка; 3 - масштабна вилочка;
4 - трансектна вилочка. Розмір в см.
Трапляння (зустрічність) - частота знаходження виду визначається маленькою обліковою ділянкою, яка закладена на пробній площі у фітоценозі. Розмір облікової ділянки 0,1-1,0 м , кількість 25-50 шт. залежно від розмірів фітоценозів. Зустрічність визначається у % стосовно до кількості облікових ділянок, на яких трапляється вид, до загальної кількості облікових площадок.
Життєвість - ступінь розвитку чи пригніченості виду у фітоценозі. У геоботаніці використовують такі категорії життєвості виду:
3 - вид у фітоценозі проходить повний цикл розвитку і нормально росте, розвивається, вегетує, цвіте й плодоносить, висіває та поширює плоди і насіння;
3 а - вид у фітоценозі проходить повний цикл розвитку, де всі його фази (вегетації, бутонізації, цвітіння і плодоношення) завершуються й утворюється насіння, але з низькою активністю, поширення плодів та насіння; вид має дещо послаблену життєвість, пасивний;
3 б - вид у фітоценозі проходить усі стадії розвитку, але не досягає звичайних розмірів, не висіває насіння;
2 - вид у фітоценозі має оптимально виявлені й розвинені вегетативні органи, вегетує, навіть цвіте, але не завершує повний цикл розвитку, не утворює плодів і насіння;
1 - вид тільки вегетує, має пригнічений стан, не цвіте і не плодоносить, не розвиває генеративних органів, часто відмирає у стадії молодих ростків.
Характер розміщення виду - вказується як розміщений вид на території дослідження: воно може бути груповим (гр ), дифузним - диф., суцільним - суц., плямистим - пл, поодиноким - поод.
Об’єми рослин визначаються шляхом занурення рослин у мірний посуд і вираховують за об’ємом витісненої води.