БОТАНІКА З ОСНОВАМИ ГІДРОБОТАНІКИ (ВОДНІ РОСЛИНИ УКРАЇНИ) - Б.Є. Якубенко - 2011

XIV.ІНСТРУМЕНТАРІЙ ТА МЕТОДИ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ВОДНОЇ РОСЛИННОСТІ

Оцінка стану екосистем водних об’єктів за структурно- функціональними характеристиками макрофітів.

Макрофіти є консервативнішими показниками стану водних екосистем ніж угруповання фіто-, зоопланктону і бентосу, які утворені дрібними, рухливими організмами за винятком екстремальних умов (засолення, кислі болотні води, дуже забруднені або навпаки, чисті, оліготрофні води) за першого знайомстві з водоймою їхні індикаційні властивості для дослідника малоінформативні. Одні й ті ж види можуть розвиватися в різних умовах середовища завдяки широкій межі толерантності видів, мінливості навколишніх умов, нівелюючої дії провідних чинників середовища, а також компенсаційним ефектам.

Згадане вище не заперечує можливості використання макрофітів для оцінки стану водних екосистем різного типу. Про це, зокрема, свідчить

Директива 2000/60/EC [121] (Додаток V), в якій макрофіти розглядаються як важливий «елемент якості для класифікації екологічного статусу» природних та «екологічного потенціалу» сильно змінених та штучних водних об’єктів. За даних умов стосовно річок і озер як «елемент біологічної якості» рекомендується використовувати вищі водні рослини, а стосовно узбережних морських вод із сильним впливом солоних вод - морські макроводорості і покритонасінні (квіткові) рослини. При дослідженні змінених і штучних водних об’єктів рекомендується використовувати «біологічні елементи якості» за характеристиками таких типів природних поверхневих водних об’єктів, з якими найподібніші водойми, що досліджують.

Стосовно різного типу поверхневих вод України, колективом фахівців Інституту гідробіології НАНУ була розроблена кількісна дев’яти- розрядна класифікація розвитку макрофітів за трьома показниками (фітомаса, відсоток заростання водного об’єкта в цілому, проективне покриття у заростях). Вона може бути використана як критеріальна основа для оцінки ступеня і характеру розвитку макрофітів.

Індикаційні властивості водних макрофітів варто розглядати на основі подібності структурних і функціональних змін групи видів (стенобіонтних щодо даного чинника) при неодноразових спостереженнях. Наприклад, у ботанічній індикації трофності в чистій воді індикаційні властивості має життєвість популяцій Lobelia dortmanna L., Isoetes lacustris L., Myriophyllum altemiflorum D C. Про початок процесу евтрофікації свідчить розвиток ряски. Масова поява нитчастих водоростей також свідчить про значне евтрофування водойми аж до зміни характеристик його продукційно-функціональної організації збереженні або збільшенні антропогенного тиску [103].

Індикаторами швидкості течії води можуть бути Glyceria fluitans (L.) R. Br., Sparganium emersion Rehm., занурені форми Butomus umbellatus, Sagittaria sagittifolia, деякі види рдестів (Potamogeton perfoliatus, P. natans). Для водних об’єктів з мінералізованою водою характерні Zostera marina L., Z. noltii Hornem, Schoenoplectus litoralis (Schrad.) Pa11a, S. triqueter (L.) Pa11a, S. tabernaemontani (C.G. Gme1.) Pal1a та ін. Добре витримують засолення і еврібіонти - Phragmites australis, Najas marina, Myriophyllum spicatum, Potamogeton pectinatus та ін. В цілому зростання мінералізації води збіднює видовий склад рослин. У мінералізованій воді майже не трапляються види з плаваючим листям.

Чергування різких знижень і підйомів рівня води спричиняє масову появу з проходженням повного життєвого циклу таких видів як Polygonum amphibium, Sagittaria sagittifolia. Індикатор постійного рівня води й відсутності течій - види роду Utricularia.

Підвищені температури добре переносять Myriophyllum spicatum, Potamogeton perfoliatus, Vallisneria spiralis, Najas marina.

Я. Козіна [40] наводить дані, що зменшення величини pH зарості очерету та куги стають рідкішими, на їхньому місці розвиваються осоки, хвощ болотний, лепешняк водний. При зниженні pH до 6,8 починають зникати рдесники.

Видовий склад, характер поширення, структура рослинних угруповань, показники фітомаси і площі зарослої акваторії є маркерами, які візуально виявляють екологічний стан водних об’єктів. Спостереження за динамікою якісних і кількісних показників розвитку водної рослинності дозволяють визначити напрямок сукцесії водних екосистем. Матеріали про зміни рослинності можуть бути отримані в результаті спостережень за акваторією всього водного об’єкта або його частини. Досліди проводять на стаціонарних майданчиках або трансектах з чітко фіксованими кордонами (щоб можна було відтворити їх у наступні роки). Закладають їх на різних за типом заростання ділянках у місцях контакту фітоценозів. Трансекти прокладають зазвичай від берега до центра водного об’єкта. Майданчики (трансекти) регулярно (декілька разів на місяць, сезон або щорічно - залежно від завдань дослідження) картують з точним нанесенням меж угруповань, детальним їх описом; враховують фенологічні особливості видів, їхні кількісні виміри і беруть до уваги фактори середовища. У середину ділянки або трансекти заходити (запливати) не рекомендується, щоб не пошкодити рослин. Укоси відбирають на розташованих поряд подібних ділянках.

Порівняння проводять за всіма параметрами, що характеризують угруповання: зарослими площами (загальних, зайнятих видом, екологічною групою, формацією або класом рослинності); видовим складом, структурою (вертикальною або горизонтальною), продукційними характеристиками. їхні зміни можуть носити сезонний (фенологічні зміни) або різнорічний характер (флуктуації), що спричиняється змінами кліматичних умов, особливостями біологічних ритмів рослин, масовим розвитком тварин, що впливають на них, або ж антропогенним тиском на водойму і водозбірну площу. Сезонні зміни та флуктуації є хаотичними, але зворотними. їх розглядають як тимчасову зміну структури угруповань і протиставляють екологічним сукцесіям - спрямованим змінам, що спричинені зовнішніми або внутрішніми чинниками та мають незворотній характер. Для того, щоб зрозуміти, які саме зміни відбуваються в угрупованнях, потрібні довготривалі (не менше 5-10 років) спостереження.

Зміни в угрупованнях водної рослинності оцінюють за допомогою спеціальних математичних індексів: число видів в описах незалежно від їхнього кількісного представництва враховують індекси Жаккара і Серенсена.

Індекс Жакара: К =

Індекс Серенсена:

де К - коефіцієнт спільності, а, в - число видів у порівнюваних описах, с - кількість спільних видів. Значимість видів (група оцінок, за якими види в угрупованнях можуть порівнюватись - проективне покриття, поширеність, ACM) врахована в коефіцієнті відносної схожості або в індексі Шоригіна:

де р_а - виражене у десяткових значення виду в описі А; р_в - значення того ж виду в описі В [85].