Взаимосвязь экологических условий и распределения растительности на русловом острове реки Клязьма

Автор: Фокина Татьяна Александровна

Организация: МБОУ Куриловская ООШ

Населенный пункт: д.Курилово

1.Введение

Русловые острова — это идеальные природные лаборатории для наблюдения за сукцессией (последовательной сменой растительных сообществ). Они рождаются как песчаные отмели, и их зарастание происходит на наших глазах, что позволяет изучать все этапы: от пионерных группировок до устойчивых биоценозов. 

Актуальность : Русловые острова — это модель  для изучения сукцессии (последовательной смены растительных сообществ) в условиях постоянного воздействия природных факторов (паводки,  отложения наносов). Исследование позволяет понять, как растения заселяют  новые территории и выживают в  экстремальных условиях.

Общие закономерности русловых процессов  изучены, но  детальных исследований определенных  островов на реке Клязьма (особенно в её среднем и нижнем течении) практически отсутствуют. Наша работа  позволит заполнит этот пробел.
Цель: Выявление взаимосвязи между экологическими условиями (рельеф, увлажнение, состав грунта) и распределением растительных группировок на русловом острове

Задачи:

1.Разбить остров на несколько зон (прибрежная отмель, центральная часть, высокая грива,).

2.Описать рельефи экологическик условия  острова, построить топографические профили.
3. Сделать  геоботанические описания растительности на выбранных участках.

 4.Для каждой зоны оценить ключевые экологические факторы  и выявить  доминирующие виды в каждой группировке.

5.Проанализировать флористический состав и структуру сообществ методом Браун-Бланке.

6.Установить взаимосвязь между типом сообщества, стадией сукцессии и экологическими параметрами (высота, дренаж, увлажнение).

Объект исследования: Русловой остров в среднем течении реки Клязьма (в районе г. Собинки) 

Предмет исследования: Растительные группировки и экологические факторы острова

Методы: 

1.Полевые методы
·2.Геоботанические описания

3.Картографиеский метод- изучение  спутниковых карт

4.Метод  Браун-Бланке

5.Сравнительный анализ

Гипотеза : Распределение растительности на русловом острове имеют предсказуемый зональный характер и напрямую зависит от экологических условий. Главным образом, высотой над урезом воды ,составом грунтов и режимом затопления.

2.  Обзор литературы по теме исследования

Русловые острова часто не покрыты растительностью, или покрыты частично. Если растительность есть, то большей частью это влаголюбивая ива. В этой работе мы будем рассматривать 3 участка русслового острова. В книге Макаревича А.А., Яротова А.Е. «Речной сток и русловые процессы» их описывают так: 

Отмель: Участок, расположенный ближе всего к реке, часто подвержен затоплению. Здесь формируются пионерные сообщества влаголюбивых видов, адаптирующихся к условиям переменного уровня воды и частым осадкам наносимого материала.

Центр острова (центральная часть): Находится выше уровня затопления, отличается умеренным режимом влажности. Растительность представлена влажнолуговыми видами, адаптированными к периодическому увлажнению.

Гребень (или грива): Высшая точка острова, наименее подвержены подтоплению. Доминируют сухолюбивые виды, способные переносить дефицит влаги и интенсивное солнечное освещение.

Классификация экологических групп растительности по отношению к увлажнению : (Раменский, 1938, Папченков, 2001)

Авторы  выделяют чёткую закономерность:

1. Гигрофиты: Приуроченны к избыточно увлажнённым, часто заливаемым местообитаниям с нестабильным субстратом.

• На островах  это отмели (ПП-1).
• Примеры: Typha latifolia (рогоз широколистный), Phragmites australis (тростник южный), Bidens tripartita (череда трёхраздельная), Persicaria lapathifolia (горец шероховатый). Пионерные виды, первыми заселяют  свежие аллювиальные наносы. Их наличие является признаком начальной стадии зарастания.

2. Мезофиты (луговые и лесные виды с умеренным увлажнением):

Виды оптимально развиваются в условиях достаточного, но не избыточного увлажнения стабильных почв. Это центральная центральная часть острова (ПП-2), где формируются наиболее благоприятные и стабильные условияю

Примеры :Urtica dioica (крапива двудомная), Filipendula ulmaria (таволга вязолистная), Salix fragilis (ива ломкая).

Свидетельствуют  о накоплении органики и формировании почвенного профиля. 

3. Ксерофиты (сухолуговые и степные виды):

Приспособленны к дефициту влаги, хорошо растут на прогреваемых субстратах.

На острове это гребень  (ПП-3).

• Примеры: Festuca rubra (овсяница красная), Salix rosmarinifolia (ива розмаринолистная), Poa angustifolia (мятлик узколистный), Artemisia vulgaris (полынь обыкновенная). Их появление указывает на глубокие изменения в экотопе: иссушение, вынос питательных веществ, формирование плотной дернины.

 Метод  Браун-Бланке (Миркин Б.М., Наумова Л.Г. «Наука о растительности» 1998г.) 

Метод Браун-Бланке — это фитосоциологический подход, то есть он изучает растительные сообщества (фитоценозы) через состав и структуру их флоры.  Его цель — выявить устойчивые сочетания видов (ассоциации), которые повторяются в сходных условиях.

Оценка обилия видов проводится по шкале Браун-Бланке:

Балл	Значение	Описание
5	75–100%	Очень высокая встречаемость
4	50–75%	Высокая
3	25–50%	Средняя
2	5–25%	Низкая
1	<5%	Очень низкая
+	Редко	Единичные особи

Для оценки используется не просто количество особей, а проективное покрытие — доля площади, которую занимает надземная часть вида, если смотреть на него сверху. Это важнее простого подсчета, так как показывает вклад вида в структуру сообщества.
Как по этим данным определить сообщество? 

Процесс состоит из сбора данных в поле и их анализа.
1. Собрать несколько геоботанических описаний с оценкой обилия-покрытия.
2. Проанализировать их вместе, сведя в таблицу и отсортировав.
3. Выявить виды-ассоциации и дифференциальные виды, которые уникальным образом характеризуют данное сообщество и отличают его от других.

. 3. Характеристика района исследования 

Мы начали изучение острова в 2024 году и определили , что острова образовались в 2011 году в результате меандрирования реки и размывания ее рыхлых песчаных берегов. Этот процесс длится  уже 15 лет. За это время наносы от разрушения стали аккумулироваться в центре русла и формировать русловые острова из аллювия. На  самом первом из них (ему 15 лет ) выросла ива, стали селиться птицы и появились зачатки луговой  растительности.

Остров  на реке Клязьма, расположен  в 73 метрах  от моста в г. Собинке. Остров вытянутой формы, длиной ~150 м, шириной ~18 м9в самом широком месте), сложен аллювиальными песками, с незначительными отметками высот (от 94 м  до 97  над уровнем моря).

Координаты : 55°59' с.ш., 40°00' в.д..

Растительность острова не богатая, - так как остров русловый и достаточно молодой – почва пионерная,  не сформированная. Согласно  научных разработок Макаревича А.А.: Русловые острова — это динамичные образования в русле реки, часто меняющиеся под действием течения и паводков. Поэтому  первые  растения-поселенцы на молодых, недавно намытых островах должны быть чрезвычайно выносливыми: выдерживать частые затопления, подвижность субстрата и бедность почвы

4. Результаты исследования

4.1.Выбор и заложение пробных площадок (ПП)
Заложили  3  пробных площадки , чтобы охватить все разнообразие условий на острове.
· ПП-1: Прибрежная отмель, ежегодно заливается паводком. Площадь 2 м².
· ПП-2: Центральная часть острова, заливается только в высокие паводки. Площадь 25 м².
· ПП-3: Приподнятая грива в центральной части, не заливается несколько лет. Площадь 30 м². 

Размер пробных площадок выбран в соответствии с характером растительности: для разреженных пионерных группировок — 2 м², для сомкнутых травяных и кустарниковых сообществ — 25-100 м², что соответствует методическим указаниям для предварительных описаний (Быков, 1978; Миркин, Наумова, 1998)»

Провели 3 описания  основных экотопов острова. На каждой  площадке составили геоботаническое  описание с оценкой обилия и проективного покрытия видов по шкале Браун-Бланке. · Собрали гербарии и определили с помощью определителя разные виды растений.(Приложение 3)

4.2.Рельеф острова

Чтобы увидеть уклон острова и показать связь рельефа с распределением растительности были построены 4 профиля ( Приложение 1):

Продольный профиль — проведён по главной оси острова (от верхушки к ухвостью).

Поперечный профиль — проведён через точки заложения пробных площадок (ПП-1, ПП-2, ПП-3).

Анализ:

Высоты поверхности острова варьируют от 93 до 97 метров над уровнем моря. Данные получены с помощью приложения GoogleEarthPro (спутниковые карты) , что обеспечивает корректное сравнение относительных превышений, хотя и не даёт высокой точности абсолютных отметок.

Продольный профиль показывает понижение высот от верхушки (приверха) острова к его ухвостью. Это типичная черта всех русловых островов, где наиболее старые наносы аккумулируются у верхней по течению части.

Поперечный профиль (через площадки): Профиль показывает повышение высот от уреза воды к центральной части острова:
Вывод: Существующий уклон по высоте (93-97 м) является ключевым экологическим фактором , определяющим различные  условия на острове. С понижением высоты на 1-2 метра резко возрастает длительность и частота затопления, что влияет на влажность почв и почвенный состав.

4.3.Составление геоботанических описаний
Геоботаническое описание №1 (ПП-1) (Приложение 2-ПП1)

1. Общие сведения:

Дата:05.09.2025 г.

Местоположение: Русловой остров на р. Клязьма, прибрежная отмель.

Абсолютная высота: 93 -94м

Рельеф: Ровная поверхность.

Размер  площадки: 2 м²

2. Характеристика фитоценоза:

Название сообщества: Разреженные пионерные группировки на свежих аллювиальных наносах.

Общее проективное покрытие: 30-40%

Средняя высота травостоя: 10-55 см

Ярусность: Один травяной ярус, мозаичный.

3. Характеристика экотопа:

Почвы: Свежие влажные аллювиальные наносы (песок, галька, ил). Профиль не сформирован. Заиленные.

Увлажнение: Избыточное. Регулярное затопление паводками.

Рельеф: Ровный.

Освещенность: Полная (открытое солнце).

4. Флористический состав и обилие видов (шкала Браун-Бланке)

Пояснение к шкале:

r – вид встречается единично, с очень малым обилием.

+ – вид встречается редко, проективное покрытие мало (менее 1%).

1 – вид обилен, но покрытие невелико (до 5%), или вид разрежен, но покрытие изрядное.

2 – число особей велико, покрытие 5-25%.

3 – число особей любое, покрытие 25-50%.

4 – число особей любое, покрытие 50-75%.

5 – покрытие более 75%.

 Таблица :Флористический состав и обилие видов (по шкале Браун-Бланке)

№	Вид растения(латинское название)	Обилие по Браун-Бланке	Жизненная форма	Экологическая группа
1	Bidens tripartita (Череда трехраздельная)	2	Однолетник	пионер
2	Typha latifol  (Рого́з широколи́стный)	3	Многолетник	Гигрофит
3	Тростник обыкновенный (Phragmites australis)	2	Многолетник	Гигрофит
4	Persicaria lapathifolia (Горец шероховатый)	2	Однолетник	пионер
5	Poa palustris (Мятлик болотный)	+	Многолетник	Влаголюбивый злак

  Вывод: Сообщество является пионерным (начальным) в сукцессионном ряду. Виды обладают быстрым циклом развития и способностью укореняться на неустойчивом субстрате. Выполняет  функцию закрепления аллювиальных песков и начала процесса почвообразования.

2. Геоботаническое описание №2 (ПП-2)(Приложение 2-ПП2.)

Центральная  часть руслового острова 

1.общие сведения:

Дата: 05.09.2025г.

Местоположение: Русловой остров на р. Клязьма, центральная приподнятая часть.

Абсолютная высота: 95-96 м

Размер пробной площадки: 25м² .

2. Характеристика фитоценоза:

Название сообщества :Ивняк из ивы корзиночной и ивы ломкой разнотравный..

Общее проективное покрытие: 85-95%

Ярусы:
Древесный (A): 3-4 м 

травяной (C): 0.5-0.8 м

 Чётко выражены 2 яруса: A (древесный) и C (травяной). Кустарниковый ярус (B) не выражен.

3. Характеристика экотопа:

Почвы: Сформированные аллювиальные почвы. Наличие гумусового горизонта (A1). Хорошая дренированность при высоком уровне грунтовых вод.

Увлажнение: избыточное (высокие паводки

Рельеф: Приподнятая поверхность.

Освещенность: Полная или частичная (тень от крон ив).

4. Флористический состав и обилие видов (шкала Браун-Бланке)

№	Вид растения (латинское название)	Обилие по ББ	Жизненная форма	Экологическая группа / Примечания
	Ярус A (Древесный, 3-4 м)
1	Salix viminalis (Ива корзиночная)	2-3	Кустарник / небольшое дерево	Доминант. Образует густые заросли.
2	Salix fragilis (Ива ломкая)	1	Дерево (крупный куст)	Содоминант. Может быть выше, но менее многочисленна.
	Ярус C (Травяной, 50-80 см)
3	Urtica dioica (Крапива двудомная)	3	Длиннокорневищный травянистый многолетник	Ассектатор, индикатор богатых почв
4	Filipendula ulmaria (Таволга вязолистная)	2	Длиннокорневищный травянистый многолетник	Влаголюбивый вид
5	Rubus caesius (Ежевика сизая)	+	Кустарничек	Мезофит Пионер нарушенных мест обитания
6	Костер безостый (Bromus inermis)	r	Рыхлокустовой злак	Мезофит. Переносит временную засуху
7	Aegopodium podagraria (Сныть обыкновенная)	r	Длиннокорневищный травянистый многолетник	Мезофит .Индикатор стабильных, богатых почв
8	Мать-и-мачеха (Tussilago farfara L.)	1	многолетник	Мезофит .Пионерный индикатор азотистых почв
9	Bidens tripartita (Череда трёхраздельная)	+	Однолетник ,пионер	Гигрофит.Типичный пионер обнажённых влажных грунтов

Вывод:
Сообщество представляет собой вторую (кустарниковую) стадию сукцессии на русловом острове. Древесный ярус из ивы ломкой укрепляет  субстрат мощной корневой системой и накапливает опад, что ведёт к обогащению почвы. Появление таких видов, как крапивы и сныти , указывает на  почвообразование и стабильные условия. (Для площадки ПП-2 размер в 25 м² был выбран как компромиссный для сравнения с другими площадками, но для полноценного описания древесного яруса необходима площадь не менее 100 м)².

3. Геоботаническое описание №3

Гребень (наиболее высокая часть) руслового острова.ПП3(Приложение 2-ПП3)

.1.Общие сведения:

Дата: 05.09.2025г.

Местоположение: Русловой остров на р. Клязьма, наиболее высокая часть (гребень).

Абсолютная высота: 96-97 м 

Размер пробной площадки: 30 м² (для сообществ с кустарниками предпочтительна площадь 25-100 м²).

2. Характеристика фитоценоза:

Название сообщества (предварительное): Разреженный ивняк на песчаных гривах с лугово-степным разнотравьем.

Общее проективное покрытие: 70-80% 

Ярусы:
Кустарниковый (B): 1.5-2.5 м (сомкнутость 30-40%)

Травяной (C): 0.3-0.6 м

Выражены два яруса: B (кустарниковый) и C (травяной). Древесный ярус (A) как таковой отсутствует, ивы представлены в кустарниковой форме. 

3. Характеристика экотопа 

Почвы:  аллювиальные пески. Хорошая аэрация и дренаж. Гумусовый горизонт слабый.

Увлажнение:  избыточное (паводки) сменяется резким дефицитом в межень (ксероморфные условия). 

Рельеф: Всхолмленный

Освещенность:  открытое солнце.

4. Флористический состав и обилие видов (шкала Браун-Бланке)

№	Вид растения (латинское название)	Обилие по ББ	Жизненная форма	Экологическая группа / Примечания
	Ярус B (Кустарниковый, 1.5-2.5 м)
1	Salix viminalis (Ива корзиночная)	2	Кустарник	В угнетённом состоянии, на более влажных микропонижениях.
	Ярус C (Травяной, 30-60 см)
2	Крапива двудомная (Urtica dioica)	1	многолетние	Псаммофиты (растения песков
3	Щавель конский (Rumex confertus)	1	многолетние	Псаммофиты (растения песков)
4	Бодяк обыкновенный (Cirsium vulgare)	1	многолетние	мезофит
5	Костер безостый (Bromus inermis)	1	многолетние	мезофит
6	Artemisia vulgaris (Полынь обыкновенная)	1	многолетние	Псаммофиты (растения песков)
7	Крапива двудомная (Urtica dioica)	1	многолетние	Псаммофиты (растения песков)
8	Щавель конский (Rumex confertus)	1	многолетние	Псаммофиты (растения песков)

·Вывод. Гребень руслового острова — это динамичная, ксероморфная экосистема, представленная разреженными ивовыми кустарниками на песчаных отложениях. Растительность имеет пионерный характер, состоит из видов, устойчивых к периодическим затоплениям, засухе и бедным почвам (псаммофиты, рудералы). 

·Прогноз: При отсутствии катастрофических паводков, сообщество будет эволюционировать в сторону более сложного ивового леса (увеличивается сомкнутость крон, накапливается почвенный слой, меняется видовой состав трав). Со временем остров может присоединиться к берегу, и сукцессия пойдет по пути формирования пойменного дубравно-лесного комплекса. ·И наоборот сильные наводнения могут полностью уничтожить растительный покров, "обнулив" сукцессию.

4.4. Сводная таблица геоботанических описаний островных экосистем р. Клязьма

В сводной таблице. нагляднее видно, как каждый вид ведёт себя от отмели к гребню 

Общие параметры:

Параметр / Пробная площадка	ПП-1: Отмель (Песчано-галечная коса)	ПП-2: Центр острова (Ивняк)	ПП-3: Гребень (Приподнятая часть)
Абсолютная высота, м	93-94	95-96	97
Размер площадки	2 м²	25 м²	30м²
Общее проективное покрытие, %	40-50	85-95	70-80
Высота травостоя, см	10-55	50-80	30-60
Характер субстрата	Влажный песок с галькой, аллювиальные наносы	Свежий супесчаный грунт, начало почвообразования	Сухой песок, хорошо дренированный,
Экологические условия (ключевые)	Пионерная стадия, высокая влажность, открытое солнце, нестабильный субстрат	Стабильный субстрат, умеренное увлажнение, защита от течения, частичное затенение	Ксерофитные условия, хороший дренаж, максимальная инсоляция и ветровое воздействие
Стадия сукцессии	Начальная (пионерная)	Вторичная (кустарниковая)	Субклимаксная (лугово-степная)
Доминирующие жизненные формы	Однолетние травы, корневищные многолетники	Деревья/крупные кустарники, влажное высокотравье	Кустарники, плотнодерновинные злаки, ксерофитное разнотравье

Сводная таблица :Флористический состав  пробных площадок (обилие по шкале Браун-Бланке).(Приложение4)

Вывод: Вертикально (по колонкам): видно, как меняется состав сообщества от воды к центру острова.

Горизонтально (по строкам): видно экологический ареал каждого вида. Например, Череда (Bidens) исчезает уже на ПП-2, а Костер безостый и Полынь обыкновенная появляется только на сухом гребне.  Таблица наглядно показывает сукцессионный ряд и влияние экологических градиентов (увлажнение, стабильность субстрата, высота) на растительность руслового острова.

5.Выводы: Чётко выраженный градиент высот (перепад высот от 93 до 97 м над у.м.) от уреза воды к центральному гребню формирует контрастный ряд условий увлажнения и дренажа.. На острове выявлена закономерная последовательность смены фитоценозов, представляющая собой  аналог временной сукцессии:

1. Площадка 1 (Отмель): Представляет собой начальную стадию сукцессии. Растительность представлена пионерными, однолетними видами, устойчивыми к нестабильному субстрату и частому подтоплению.
2. Площадка 2 (Центр): Наиболее богатое и развитое сообщество с признаками луговой и рудеральной растительности. Появление молодых древесных видов (ивы) указывает на дальнейшее развитие в направении ивняков.

 3. Площадка 3 (Гребень): Ксерофитизированное сообщество, сформированное под действием хорошего дренажа и инсоляции. Преобладают засухоустойчивые и рудеральные виды. 

Анализ по методу Браун-Бланке и классификация экологических групп (Раменский, Папченков) подтвердили, что каждый участок острова имеет уникальный набор  видов. Последовательная смена гигрофитов → мезофитов → ксерофитов вдоль градиента является доказательством тесной связи между фактором среды (увлажнение) и структурой сообщества. Выявили , что  ключевыми факторами распределения растительности являются :высота, увлажнение и стабильность субстрата.

6.Заключение: 

Проведённое исследование позволило выявить закономерности формирования растительного покрова на русловом острове реки Клязьма и установить их прямую зависимость от экологических факторов (рельеф, состав грунта и режим затопления) 

Установили:

1.Растительность острова четко различается  в зависимости от высоты и удаленности от воды, что связано с режимом затопления и увлажнения.

 2.Наблюдаем разные стадии зарастания острова: ·

• Начальная стадия (ПП-1): Пионерные однолетники на свежем аллювии.

          Средняя стадия (ПП-2):Разреженный ивняк на песчаных гривах с лугово-степным разнотравьем.

• .Заключительная стадия (ПП-3,): Появление более сухолюбивых видов, начало облесения (появление ив). 

Полученные данные могут иметь  практическую ценность. ·Так как позволяют:

• прогнозировать изменения острова при колебаниях уровня воды в реке. 
• Оценивать скорость сукцессионных процессов. 
• Выделять ценные биотопы для сохранения биоразнообразия поймы р.  

В целом, работа демонстрирует тесную взаимосвязь абиотических факторов (рельеф, гидрология) и биотических  компонентов (растительность) на аллювиальных островах.  

 

7.Список литературы

1.Макаревич А.А., Яротов А.Е. «Речной сток и русловые процессы». – Минск: БГУ, 2019.

2.Методы геоботанических исследований (учебные пособия, например, под ред. А.С. Боголюбова).
3. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Современная наука о растительности. – М.: Логос, 2012.
4.«Река Клязьма: гидрология, гидрохимия, экология» (под ред. В.И. Данилова-Данильяна). – М.: Наука, 1993.

5.Садчиков А.П., Кудряшов М.А. «Экология прибрежно-водной растительности». – М.: Изд-во НИА-Природа, 2004.

6.Папченков В.Г. «Растительный покров водоёмов и водотоков Среднего Поволжья». – Ярославль: ЦМП МУБиНТ, 2001.
7. Чернов Н.Н. Флора и растительность поймы реки Клязьма // Бюллетень МОИП. Отд. биол. – 1985. – Т. 90, вып. 3. – С. 45-53.

 

Полный текст статьи см. в приложении.