ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ ПО ОТНОШЕНИЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГРУНТОВОЙ ВЛАГИ В УСЛОВИЯХ ВОСТОЧНОГО ЧИНКА КАРАКАЛПАКСКОГО УСТЮРТА

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются особенности экологических групп растений по отношению использования грунтовой влаги в условиях Восточного Чинка Каракалпакской части Устюрта. Установление на Восточном Чинке   видов растений, приуроченных к тому или иному типу водного питания, даёт возможность разобраться в связи растительности характером увлажненности. Существует особая классификация экологических групп растений в отношении использования ими грунтовой влаги: омброфиты, трихогидрофиты, фреатофиты и гигрофиты.

ABSTRACT

The article discusses the features of ecological groups of plants in relation to the use of ground moisture in the conditions of the Eastern Chink of Karakalpak Ustyurt. The establishment of plant species on the Eastern Chink that are associated with one or another type of water supply makes it possible to understand the relationship between vegetation and the nature of moisture. There is a special classification of ecological groups of plants in relation to their use of ground moisture: ombrophytes, trichohydrophytes, phreatophytes and hygrophytes.

Ключевые слова: фреатофит, омброфит, трихогидрофит, гигрофиты, Восточный Чинк, Устюрт, гидроиндикаторы, классификация, метод.

Keywords: phreatophyte, ombrophyte, trichohydrophyte, hygrophytes, Eastern Chink, Ustyurt, hydroindicators, classification, method.

Введение

Вода - является одним из необходимых условий для роста и развития растений. Содержание воды в клетках растений составляет 50-80%. Растения получают воду в основном из почвы через корневую систему, и в процессе испарения вода расходуется в больших количествах. Все биохимические процессы протекают с участием воды, а также все питательные элементы поступают в растения из почвы только в растворенном виде. Растительность очень тесно связана в своем распространении по земной поверхности с распределением влаги. Источником влаги в почве для корней растений являются осадки, проникающие в почву, и грунтовая вода. В зависимости от длины корневой системы растение может черпать влагу с той или иной глубины, либо из почвы, либо непосредственно из грунтовых вод [5,10,11].

Существует особая классификация экологических групп растений в отношении использования ими грунтовой влаги, т. е. по источникам поглощения влаги из субстрата. И.Н. Бейдман (1954,1974) разделил растения по использованию ими влаги на четыре группы: омброфиты, трихогидрофиты, фреатофиты и гигрофиты.

Омброфиты (от греч. ombros - дождь) -  это растения, питающиеся влагой атмосферных осадков, трихогидрофиты (от греч. trix - волос) - растения, связанные с капиллярной каймой грунтовых вод, находящихся в состоянии постоянной подвижности, фреатофиты (от греч. phrear (phreatos) - колодец) - растения, корневая система которых постоянно связана с водоносными горизонтами почв и материнских почвообразующих пород, гигрофиты (от греч. hygros - влажный) - растения, способные произрастать при избыточном увлажнении почв [14].

 В последние годы на территории Плато Устюрт наблюдаются критические экологические условия, связанные с высыханием Аральского моря, где западный берег граничил с восточной частью плато Устюрт. По мере отступления моря и понижения уровня грунтовых вод условия для растительного покрова с каждым годом ухудшаются, так как максимум солей вследствие выпотного режима смещается в верхние горизонты отложений. В связи с этим целью настоящего исследования являются   определение экологических групп растений по отношению использования грунтовой влаги в условиях Восточного чинка Каракалпакского Устюрта, установление видов растений, приуроченных к тому или иному типу водного питания, которые дают возможность разобраться в связи растительности характером увлажненности.

Материалы и методы

Объектом нашего исследования являлась флора Восточного чинка Каракалпакской части Устюрта. Полевые исследования по изучению экологических групп растений по отношению использования грунтовой влаги были проведены в 2020 - 2023 гг.  Использован в основном маршрутный метод исследования для изучения состава и структуры популяции растений путем учетов на маршрутах. Для классификации экологических групп растений в отношении использования ими грунтовой влаги, т. е. по источникам поглощения влаги из субстрата использована методика И.Н. Бейдмана (1954,1974). Ботанические описания растений сделаны во всех сообществах, по общепринятой методике (Полевая геоботаника, 1964). При идентификации видовой принадлежности растений использовали «Определитель растений Средней Азии» (1993). В ходе полевых исследований также использован геоботанический метод, который позволяет при помощи растений легко определить залегание водоносного слоя. 

Результаты исследования

На территории Восточного Чинка Каракалпакской части Устюрта в сравнении Южной части, флористический состав довольно богат. В ходе экспедиций, организованных в течение 2020-2023 гг. были выявлены 196 видов растений относящиеся к различным жизненным формам растений и определены экологические группы растений по отношению использования грунтовой влаги в условиях восточного чинка Каракалпакского Устюрта [2,8,15].

На территории Восточного Чинка были установлены 118 видов растений относящиеся в группу омброфитов, 60 видов к трихогидрофитам, 12 видов к фреатофитам, 6 видов к гигрофитам (таблица 1).

Таблица 1.

Экологические группы растений по отношению использования грунтовой влаги в условиях Восточного Чинка Каракалпакского Устюрта

В таблице приведены основные количественное и процентное   соотношения жизненных форм растений, относящиеся к различным экологическим группам по отношению использования грунтовой влаги в условиях Восточного Чинка. Среди жизненных форм растений преобладают травянистые многолетники (60,2%), которые относятся к группе омброфитов, самая низкая встречаемость наблюдается у полукустарников и полукустарничков, которая относятся к группе фреатофитов.

На Восточном Чинке часто встречаемыми видами растений по использованию влаги является - омброфиты. Омброфиты имеют корневую систему, распространяющуюся в поверхности горизонтах почв глубоко лежащими грунтовыми водами, и поглощают гравитационную и капиллярно - подвешенную воду, в периоды дождей просачивающуюся с поверхности в глубь почвы [7].

Примерами омброфитов являются однолетники (эфемеры и эфемероиды), а также многолетние и двулетние травы. Благодаря источникам воды в почве они цветут весной зеленым ковром и быстро исчезают по мере усиления засухи. К омброфитам относятся: полукустарники полынь бело- земельная (Artemisia terrae-albae) и полынь туранская (Artemisia turanica), также полукустарничек вьюнок кустарниковый (Convolvulus fruticosus). Эти растения также используют влагу атмосферных осадков и существуют за счет легкодоступной гравитационной и капиллярно-подвешенной воды.

На территории Восточного Чинка также произрастают растения-фреатофиты. Они отличаются мощной корневой системой, которая может достигать десятков метров в длину, превышая размеры надземных частей. Фреатофиты получают постоянное питание из грунтовых вод благодаря сильно развитой корневой системе, что объясняет их название (от греческих слов "phrear" - колодец, бассейн и "phyton" - растение).

Так, например, корневая система верблюжьей колючки (Alchagi) - может проникать в грунт на глубину 15-20 м, а надземная часть возвышается над поверхностью почвы лишь на 0,5 м. Солодка голая (лакрица) имеет корни длиной 20-25 м., а высота надземной части данного растения составляет 1,0-1,5 м. Мощные корни тамариксов (Tamarix) достигают глубины до 30 м.  У черного саксаула (Haloxylon ammodendron), самого древесного растения из семейства маревых, очень глубокая корневая система. У люцерны посевной (Medicago sativa) длина корневой системы достигает до 15 м. Могильник, или гармала обыкновенная (Peganum harmala) также относится к числу фреатофитов [6].

Фреатофиты Восточного Чинка имеют разнообразный внешний вид. Некоторые виды похожи на обычные мезофиты, в то время как другие обладают ксероморфным обликом, таким как саксаул и тамариксы. Встречаются и суккулентные формы среди фреатофитов, которые запасают воду в листьях и стеблях, придавая им сочный и мясистый вид, как, например, сарсазан. Растения этого типа часто произрастают на территориях с повышенным содержанием минералов в воде [1,6].

Существует одна особенность, которая характерна для фреатофитов на протяжении всего периода вегетации - это высокоинтенсивная транспирация. Эти растения способны производить испарение влаги в 3 - 5 раз большее, чем растения с корневой системой, которая не контактирует грунтовыми водами.  Ввиду особенностей Восточного Чинка, растения, которые быстро расходуют воду, могут быть использованы в качестве индикаторов грунтовых вод. Если у фреатофита наблюдается очень медленная транспирация, это может означать, что условия водоснабжения находятся в неудовлетворительном состоянии. Вместе с интенсивностью транспирации, окраска фреатофитов указывает на глубину залегания грунтовых вод. Фреатофиты в течение всего вегетационного периода имеют постоянный доступ к воде, а во время засухи они не прекращают свою деятельность и сохраняют насыщенную зеленую окраску. Если условия водоснабжения ухудшаются, фреатофиты изменяют свою окраску на желтую или бурую, бледно-зеленую. Поэтому фреатофитов используют в аэроландшафтных гидроиндикационных исследованиях [1,7].

Растения Восточного чинка, принадлежащие к группе трихогидрофитов, имеют корневую систему, глубоко проникающие в почву.   Они используют капилляры, поднимающиеся влагу почвы из относительно неглубоких грунтовых вод. Среди кустарников 9 видов и 3 вида кустарничков произрастающие на Восточном Чинке относится к трихогидрафитам.

Среди кустарников важно отметить черного саксаула, который растет обычно на плотных грунтах, где грунтовые воды залегают на глубине 5-10 м. Кустарнички, встречающиеся на Восточном Чинке, например, как, хвойник двухколосковый (Ephedra distachya) и боялыш (Caroxylon arborescens Moq.)   также относятся к трихогидрофитам.

У трихогидрофитов корневая система универсального типа, которая сочетает в себе черты фреатофитов и омброфитов. Сюда относятся большинство многолетних трав, например, ковыль, типчак и др.

Гигрофиты предпочитают места с высокой влажностью воздуха и почвы. На основе физиологических  и морфологических особенностей  растений гигрофиты  делятся на категории. У гигрофитов отсутствует приспособление, ограничивающих расходование влаги [1,8].

Растения гигрофиты на Восточном Чинке представлены 6 видами многолетних трав. Среди этих растений важно отметить цанникеллия большого (Zannichellia major), тростника обыкновенного (Phragmites australis), камыша ипполита (Schoenoplectus hippolyti), клубнекамыш попова (Bolboschoenus affinis (Bolboschoenus popovii)), ситник жерара (Juncus gerardii), ситник кучкацветного (Juncus soranthus).

Гигрофиты любят влажную среду и заболоченные участки. Растения гигрофиты способны перекачивать и испарять воду. Вода через корневую систему поглощается растением в сутки от десяти до ста литров [1,8].

Тростник влаголюбивое растение и используется при индикации мест залегания грунтовых вод. Даже в пустынной зоне тростник обычно приурочен к неглубоко залегающим грунтовым водам. Рост тростника затормаживается и снижается плодоношение, когда уровень грунтовой воды начинает понижаться [13].

Таким образом, установление на Восточном Чинке   видов растений, приуроченных к тому или иному типу водного питания, даёт возможность разобраться в связи растительности характером увлажненности. Тесная связь растений с грунтовыми водами позволяет подойти к пониманию режима этих вод через растения, которые в известной мере являются гидроиндикаторами.

Список литературы:

1. Артамонов В.И. «Зеленые аракулы». - москва. - мысль. 1989.- 190 С. 5.
2. Бегжанова Г.Т. Основные факторы, влияющие на растительный покров Восточного Чинка Устюрта // Мировая наука" №6(51) 2021 С.110-112
3. Бейдман И.Н. Методика фенологических наблюдений в геоботанических исследованиях. М.: Л., 1954, 131 с.
4. Бейдман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ. Новосибирск, 1974, 155 с.
5. Водный режим растений https://cvetutcvety.ru/vodnyj-rezhim-rastenij.html
6. Гигрофиты//http://permawiki.ru/w/index.php? title=%D0%93%D0%B8%D0%B3%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D1%82%D1%8B
7. Заленский О. В., Корчагин А. А., Лавренко Е. М. Полевая геоботаника / Издательство Академии Наук СССР. - Москва-Лен и н г р,а д.- 1959. -  226с.
8. Как глубоко залегает вода? // http://plantlife.ru/books/item/f00/s00/z0000011/st009.shtml
9. Клейменова И.Е. Эколого-географическое районирование каракалпакского устюрта //Вестник ОГУ №10 (116)/октябрь`2010 106-111
10. Муромцев Н. А., Семенов Н. А., Анисимов К. Б. Особенности влагопотребления и влагообеспеченности растений различных экологических групп // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2016. Вып. 82. 71© 2016 г. 7187
11. Муромцев Н.А. Оценка влагообеспеченности растений // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2011. Вып. 67. С.20–31.
12. Определитель растений Средней Азии. Критический конспект флоры. Т. 10. [Compositae etc.]. Ташкент, 1993
13. Полевая геоботаника / под редакцией Е.М. Лавренко, А.А. Корчагина/ Москва- Ленинград, изд-ва «Наука»- 1964. -525с.
14. Хржановский В. Г., Викторов С. В., Литвак П. В., Родионов Б. С. Ботаническая география с основами экологии растений/ Хржановский В. Г., Викторов С. В., Литвак П. В., Родионов Б. С. - М.: Агропромиздат, 1986. - 255 с.: ил. - (Учеб. пособие для вузов).
15. Шомуродов Х.Ф., Сарибаева Ш.У Ахмедов А Распространение и современное состояние редких видов растений на плато Устюрт в Узбекистане // Аридные экосистемы, 2015, том 21, №4 (65). - с. 75-83.