V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ООПТ Пензенской области как ключевые участки зональных ландшафтов Пензенской области (по итогам экспедиции 2017 года)

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Афтаева  К.В. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №59 г. Пензы

Филатова  Н.В. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №59 г. Пензы

Работа в формате PDF

322.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

Особо охраняемые природные территории (ООПТ) — участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны.

На территории Пензенской области создано 85 особо охраняемых природных территорий общей площадью 53,1 тыс. га., что составляет 1,2% от площади области. Большая часть из них это охраняемые территории регионального значения: 78 памятников природы и 6 государственных зоологических заказников и лишь один федеральный государственный заповедник «Приволжская лесостепь» площадью 8,4 тыс. га, что составляет лишь 0,002% от площади области.

Памятники природы имеют региональный статус и имеют большое значение для сохранения природного наследия региона: 5 родников, 15 озер и болот, 20 степных участков, 29 лесных надела, 4 дендрологических и 5 культурно-исторических участков (Голицинский лесопрак, Куракинский, Зубриловский, Белокаменский парки, Оболенский сад и др.). Охраняемые территории, это своего рода Природные уникумы, который необходимо сберечь, сохранить для будущих поколений.

Естественная растительность сохранилась примерно на 1/3 площади области. Лугово-лесные ландшафты севера и северо-востока сменяются на юге лугово-степными и степными. Смешанные, хвойные и широколиственные леса занимают 21,4% территории. Среди лесообразующих пород главенствующая роль принадлежит сосне (31%) и дубу (19%). Значение лесов не столько сырьевое, сколько водоохранное, почвозащитное и рекреационное.

Степи в области основном распаханы. Лишь небольшие участки целинных степей (Попереченская, Кунчеровская, Островцовская заповедные степи) сохранились в естественном состоянии в разной степени измененные человеком. Они являются образцами зональных степей, и представляют собой участки особо охраняемых природных территорий государственного природного заповедника «Приволжская лесостепь». [1]

Особо охраняемые природные территории, поддерживая ландшафтное и биологическое разнообразие, препятствуют усилению негативных процессов. Изучение особенностей природных ландшафтов и исследования их экологического состояния имеет большое значение для сохранения природного наследия региона и улучшения экологической обстановки.

Цель работы: обобщить собранную во время экспедиций информацию о некоторых ООПТ Пензенской области и составить сравнительную характеристику зональных ландшафтов и их экологического состояния.

Задачи:

Изучить литературу по ООПТ Пензенской области.

Посетить ООПТ Пензы и области и составить описание ландшафтов исследуемых территорий

Составить сравнительную характеристику зональных ландшафтов ООПТ Пензенской области и сделать выводы.

Создать сборник научных работ « Природные уникумы и малоизученные природные объекты Пензенской области (итоги экспедиций 2017)».

Исследования охраняемых территорий всегда интересно и актуально.

Объект исследования: некоторые объекты ООПТ Пензенской области (Кунчеровская лесостепь, Борок, Ардымский шихан, Арбековский лес)

Предмет исследования: экологическое состояние зональных ландшафтов ООПТ.

Методика: основным методом данного исследования является полевой. Описание разнообразия растительного мира сообществ ООПТ, сравнения зональных ландшафтов.

Гипотеза: существует взаимосвязь особенности рельефа и растительных сообществ ООПТ. Система ООПТ Пензенской области должна включать полный набор всех видов коренных ландшафтов региона; обеспечивать территориальную охрану для всех видов животных и растений, включенных в Красную книгу РФ (2008) и Красную книгу Пензенской области (2013); создавать экологическую взаимосвязь территорий, являющихся ядрами биоразнообразия региона. Наибольшей уязвимостью на территории Пензенской области отличаются ландшафты южной лесостепи, поэтому изучении данной территории имеет практическое значение.

2. Основная часть

2.1. Зональные ландшафты Пензенской области.

Пензенская область расположена на Восточно-Европейской равнине, в пределах западных склонов Приволжской возвышенности, и только крайний северо-запад находится на Окско-Донской низменности. Регион почти полностью лежит на водоразделе рек Суры, Мокши и Хопра. Ландшафт Пензенской области типичен для средней полосы России. Это лесостепь, по которой протекает около 300 рек и ручьев, из которых самый крупные — Хопер, Мокша и Сура.

На территории области существуют три основные вида зональных ландшафтов.

На востоке области - эрозионно-денудационные равнины.

На крайнем западе - водно-ледниковые ландшафты хвойно-широколиственных лесов Окско-Донской низменности

В центре области - вторичные мореные равнины лесостепной зоны.

Рис 1. ООПТ Пензенской области.

Формирующаяся система ООПТ лесных ландшафтов наиболее полный характер имеет в северной и северо-восточной частях области, степных ландшафтов - на юге и в центральной части (рис 1). Данные объекты можно принять за так называемые горячие точки, то есть те места, где разнообразие видов или экосистем наиболее велико или неповторимо. Их развитие должно способствовать поддержанию и сохранению естественных экосистем, создающих на территории региона экологические коридоры и тропы. При этом надо понимать, что каждый охраняемый участок ограничен по площади и его существование невозможно без ландшафтно-экологического обустройства смежных территорий. Поэтому формирование системы ООПТ необходимо проводить с учетом их взаимосвязи с экологическим каркасом территории. Нередко зоны, отведенные для хозяйственной деятельности, занимают пограничное с охраняемыми участками положение, что не способствует нормальному существованию естественных экосистем.

Результаты изучения истории становления и развития ландшафтов Пензенской области показали, что ведущую роль в распределении степных и лесных ландшафтов Приволжской возвышенности играет частный баланс влаги, который зависит в основном от рельефа. В настоящее время в лесостепи созданы благоприятные условия для произрастания, как для лесной, так и для степной растительности. Леса могут расти на черноземах, а степи развиваться на месте лесов. Кроме того, в пределах Приволжской возвышенности хорошо выражена вертикальная ярусность, обусловленная не столько высотой, сколько высокой эрозионной расчлененностью, ливневым характером осадков, ветрами, барьерным эффектом и др.

Высокая расчлененность рельефа обуславливает мозаичность ландшафтной структуры. В пределах Пензенской области хорошо выражена асимметрия склонов. Это связано не только с геологическими процессами, но и с инсоляцией. В послеледниковое время характер оттаивания мерзлотных грунтов различался на склонах северной, северо-восточной экспозиции и на склонах южной, юго-восточной экспозиции. Поэтому северные склоны пологие и там развиты процессы солифлюкции, а южные склоны крутые и более развиты эрозионные процессы.

Взаимодействие биотических, гидроклиматических и геолого-геоморфологических факторов обусловило хорошую выраженность границ природных комплексов: эрозионно-денудационных и вторичных моренных равнин лесостепных ландшафтов Приволжской возвышенности, водно-ледниковых равнин лесных ландшафтов Окско-Донской низменности и долинных ландшафтов. В пределах одного ландшафта наблюдается некоторое варьирование геологического фундамента: неодинаковая мощность четвертичных отложений, разный тип отложений на элементах мезорельефа, разные морфометрические морфографические характеристики мезорельефа, формы и расположение элементов мезорельефа. Все эти различия морфологического строения ландшафта обусловлены различиями в генезисе рельефа и протекающих рельефообразующих процессах, что нашло отражение в ландшафтном рисунке. Анализ рисунка ландшафта в местностях с господством лесной растительности показывает хорошую корреляцию биотопов с рельефом в пределах эрозионно-денудационных равнин верхнего плато Приволжской возвышенности. В природном комплексе преобладают лесохозяйственные антропогенные ландшафты. [5]

2.2. Исследование ключевых участков ООПТ

2.2.1 Кунчеровская лесостепь и Борок как ключевые участки государственного заповедника «Приволжская лесостепь»

Участки заповедника Кунчеровская лесостепь и Борок, это участки, где охраняется весь природный комплекс, это представители зональных ландшафтов, где распределение растительности и почв зависит от рельефа и климата (экспозиция склонов).

Кунчеровская лесостепь

В конце 19-го века, молодой студент - биолог, будущий известный ученый и педагог Иван Иванович Спрыгин, совершая экскурсии по пензенской земле, обнаружил уникальный образец луговых степей - Кунчеровскую степь.

В 1929 году Кунчеровская степь была включена в состав Средне-Волжского заповедника, который в 1951 году был ликвидирован. В 1965 году Кунчеровская степь получила статус памятника природы. Большая заслуга в этом А.А. Солянова, старейшего пензенского учёного. С 1989 года Кунчеровская степь вновь стала заповедным участком.

Участок расположен на стыке Кузнецкого, Камешкирского и Неверкинского районов, между сёлами Верхозим, Красное Поле и Старый Чирчим.Со всех сторон он окружен распаханными сельскохозяйственными полями, которые в отдельных местах вдаются далеко вглубь его территории. Участок транспортно доступен. Вдоль юго-западной границы кв.129 проходит асфальтированная дорога общего пользования с.Шаткино - с.Старый Чирчим. Проложена и продолжает эксплуатироваться довольно густая сеть грунтовых проселочных дорог, проходящих вдоль границ лесных массивов и степных участков заповедника.Обилие дорог, сельскохозяйственные работы на окружающих заповедник пашнях делают данный участок доступным для местного населения, что затрудняет сохранение режима заповедности. [2]

Кунчеровская лесостепь расположена в пределах Приволжской возвышенности на южных отрогах Сурской Шишки и водораздельного плато Кададино-Узинского междуречья бассейна р. Суры.

К настоящему времени флора участка насчитывает 533 вида, из них 29 (3,8%) -встречено только здесь. А из 50 редких растений только в Кунчеровской лесостепи произрастают козелец крымский, астрагал изменчивый, гвоздики песчаная и узкочашечная, минуарция щетинковая, сирения стручковая, гусиный лук красноватый, ковыль уклоняющийся, осока сближенная, морковник обыкновенный. Три вида: рябчик русский, ковыли опушеннолистный и перистый - являются редкими для России. Лихенофлора участка насчитывает 94 вида, что составляет 51% от всей флоры лишайников заповедника и 45% флоры области. Грибы-макромицеты представлены 44 видами, 9 из которых впервые отмечены для степных фитоценозов и более свойственны лугам и пустошам Средней Европы. Для одного вида известно всего 9 местонахождений (Украина, Ср. Европа и Сев. Африка).

Остепненные луга не имеют широкого распространения. Из них наиболее развита разнотравно - наземновейниковая ассоциация (13%), распространенная по днищу ложбины. В центре степи имеется лесной колок, образованный, в основном, дубом черешчатым с участием березы и осины. От него начинается глубокая ложбина, занятая остепненным лугом с отдельными деревьями дуба. Кустарники, хотя и присутствуют в сообществах, в целом не превышают 5%.

Основными лесообразующими породами являются дуб, осина и сосна. В подлеске - рябина обыкновенная, клен татарский, калина обыкновенная, жестер слабительный, яблоня, бересклет бородавчатый, береза пушистая, клен платановидный, лещина обыкновенная, жимолость лесная, крушина ломкая, черемуха обыкновенная, ракитник русский.

Борок.

Участок расположен на северо-востоке Камешкирского района, в непосредственной близости от села Старое Шаткино.

Вдоль южной границы участка проходит асфальтированная дорога общего пользования Камешкир-Неверкино. Близость ее к лесным массивам заповедного участка, шум от движущегося автотранспорта и выхлопные газы - все это негативно влияет на соблюдение заповедного режима и увеличивает пожарную опасность. Транспортная доступность участка и близость населенных пунктов повышает также вероятность доступа в заповедник местного населения.

Из дорог специального назначения, проходящих внутри заповедного участка, следует отметить единственную широкую (6 м) грунтовую дорогу, пересекающую кв.119 и 120 в северо-восточном направлении от с. Шаткино и выходящую к берегу р.Кадады. В прошлом дорога общего пользования областного значения, в настоящее время она используется лишь сотрудниками заповедника. Кроме нее, в лесу много следов старых заброшенных дорог, проложенных как вдоль, так и перпендикулярно руслу Кадады.Северная граница участка проходит по р. Кададе - левому притоку Суры. Ее протяженность в пределах участка около 4 км. Русло Кадады, шириной примерно 50 м, образует излучины, течение быстрое, дно песчаное. В пойме реки большие площади занимают низинные болота, старицы и заболоченные каналы, оставшиеся после торфоразработок. Площадь стариц на территории заповедного участка составляет 1,7 га. [3]

К настоящему моменту здесь установлено произрастание 466 видов растений, из них 37 видов (5%) встречены только на этом участке.Растения, занесенные в Красную книгу РФ, на участке представлены ковылем перистым. Редкими для Пензенской области являются еще 6 видов, причем осока топяная встречается только на этом участке. Лихенофлора Борка (81 вид) составляет 44% лишайников всего заповедника и 39% видов Пензенской области.

Большая часть территории участка занята лесами. Главной лесообразующей породой является сосна. Преобладают коренные сосновые боры высокой производительности. В подлеске - рябина обыкновенная, клен татарский, калина обыкновенная, крушина ломкая, лещина обыкновенная, бересклет бородавчатый, жимолость лесная, крушина ломкая, черемуха обыкновенная, малина обыкновенная, ракитник русский. В пойме представлены леса из ольхи черной и ивы. Участок Борок смог избежать сплошных рубок только благодаря тому, что с 1965 года до образования заповедника этот лесной массив имел статус памятника природы. Помимо лесной растительности, на высоком берегу Кадады имеются пойменные луга, находящиеся на стадии активного восстановления после неумеренного выпаса крупного рогатого скота.

Вывод: Состояние дендрофлоры ООПТ Борок хорошее, средние значение 1,1 балл (Таблица 3 в приложении).

2.2.2.Ардымский шихан и Арбековский лес как памятники природы регионального значения.

Памятники природы имеют цель сохранности отдельных видов биоты или абиотические объекты (воды, геологические памятники, геоморфологические как Шихан).

Ардымский шихан.

Ардымский шихан — холм (шихан) в Пензенском районе Пензенской области на правом берегу реки Ардым, к востоку от села Ленино, памятник природы. Шихан в переводе с татарского, бугор.

Памятником природы объявлен с 1995 года. Площадь — 4,0 га.

На вершине — образцы настоящих и опустыненных степей. В верхней части эфедра двуколосковая образует сообщества с участием ковыля волосатика, типчака, тонконога, терескена серого, кринитарии мохнатой, лапчатки песчаной, астрагала разноцветного и др.

В нижней части склона развиваются ассоциации луговых степей с господством лугово-степного разнотравья. Встречаются отдельные кусты спиреи городчатой, ракитника русского, небольшая куртина миндаля низкого. Почвы сильно смытые, песчанистые, с большой примесью мелкого щебня. [3]

При исследовании Ардымского шихана, мы обратили внимание на то, что наблюдается влияние деятельности человека. На вершине холма снят верхний слой почвы и повреждён естественный растительный покров.

Наиболее интересные охраняемые виды, занесённые в ККР, которые встречаются на Ардымском Шихане - Эфедра двухколосковая Ephedra distachya, Спирея городчатая (Spiraea crenata, Rosaceae), Крашени́нниковия тереске́новая, или Тереске́н обыкнове́нный, или Терескен рогови́дный, или Терескен се́рый, или Терескен хохолко́вый (лат. Krascheninnikovia ceratoides)

Результаты изучение состава дедрофлоры ООПТ Ардымский Шихан представлены в приложении - Таблица 4.

Арбековский лесБотанический памятник природы регионального значения. Общая площадь памятника 204,1 га, находится близ северо-западной окраины г. Пензы. На территории памятника обитают редкие растения: ветреничка алтайская, хохлатка Маршалла, зубянка пятилистная, занесенные в Красную книгу Пензенской области. Имеются участки семенного дуба 2 класса бонитета 80-летнего возраста и ольхи 100-летнего возраста. Памятник имеет природоохранное, рекреационное и эстетическое значение.

Лесной массив в ныне существующем виде представляет собой старые (чаще - около 100 лет, реже - 150-180 лет) культуры дуба черешчатого по вырубленной ранее лесной площади. Однако даже после рубок в нем сохранились редкие для области виды лесных трав, главным образом, в разреженной части насаждения и по опушкам, в числе которых зубянка пятилистная, хохлатка Маршалла, тюльпан Биберштейна. В этом лесу И.И. Спрыгин обнаружил реликтовое растение третичной флоры - ветреничку алтайскую. Арбековский лес - единственное в области местообитание этого вида. [4]

Склоны Двойных гор особенно хороши весной, когда их покрывают цветущие куртины хохлаток. Желтый аспект дает хохлатка Маршалла, сиреневый - хохлатка плотная. Чуть позже цветет сиреневыми цветками зубянка пятилистная, которую отдыхающие срывают в букеты. При этом они не думают о том, что вид возобновляется, преимущественно, семенами и очень уязвим, т.к. находится на северо-восточной границе ареала.

Исследуя этот памятник природы, мы обратили внимание на большую экологическую нагрузку на данную территорию, рядом проходит железная дорога, построены частные коттеджи. Состояние дендрофлоры участка оценивается в среднем 1,3-1,5 баллов. (Таблица 2 в приложении)

2.3.Сравнительная характеристика природных сообществ ООПТ Пензенской области

Оценка экологического состояния исследуемых ключевых участков.

3.Заключение.

Изученные охраняемые территории Пензенской области свидетельствуют о разнообразии ландшафтов встречаемых на территории области. Встречаются как зональные, так и азональные природные ландшафты. Были изучены растительные сообщества: смешанные и широколиственные леса, опустыненные степи, настоящие степи, остепенённые луга, надпойменные луга.

Мы смогли проследить взаимосвязь особенности рельефа и растительных сообществ. Например, в Арбековском лесу, лесные сообщества, в зависимости от положения в рельефе, меняют свой состав: на повышенных элементах и склонах - дубняки осоково-снытевые с участием липы сердцевидной, клена остролистного и ильма горного, на пониженных - ольшаники и осинники разнотравные.

На вершине Ардымского шихана образцы настоящих и опустыненных степей. В нижней части склона ассоциации луговых степей с господством лугово-степного разнотравья.

Особый интерес вызвало изменение растительных сообществ на речных террасах ООПТ Борок. Большая часть территории участка занята лесами. Главной лесообразующей породой является сосна. Преобладают коренные сосновые боры высокой производительности. В подлеске - рябина обыкновенная, клен татарский, калина обыкновенная, крушина ломкая, лещина обыкновенная, бересклет бородавчатый, жимолость лесная, крушина ломкая, черемуха обыкновенная, малина обыкновенная, ракитник русский. В пойме представлены леса из ольхи черной и ивы. Участок Борок смог избежать сплошных рубок только благодаря тому, что с 1965 года до образования заповедника этот лесной массив имел статус памятника природы. Помимо лесной растительности, на высоком берегу Кадады имеются пойменные луга, находящиеся на стадии активного восстановления после неумеренного выпаса крупного рогатого скота.

Гипотеза подтвердилась, существует взаимосвязь особенности рельефа и растительных сообществ ООПТ.

На формирование ландшафтной структуры лесостепи оказывают влияние как природные, так и антропогенные факторы.

На локальном уровне при крупномасштабном картографировании выделение природных границ восстановленных коренных ландшафтов затруднительно, т.к. они сильно изменены хозяйственной деятельностью. Современные ландшафты отражают предыдущий этап хозяйствования, и биота играет ведущую роль ландшафтогенеза. На региональном уровне при мелколандшафтном картографировании ведущими остаются природные процессы.

В пределах высокого плато Приволжской возвышенности с господством лесной растительности ведущим фактором ландшафтной дифференциации является морфолитогенная основа и характер экзогеодинамических процессов. Ведущими процессами являются: эрозионный, суффозионный и солифлюкционный. Наиболее выражены латеральные связи в склоновых типах местностей.

Растительный покров ландшафтов верхнего плато Приволжской возвышенности представляет собой сочетание фитоценозов, относящихся к формациям сосновых, березовых, дубовых, осиновых и черноольховых лесов.

Главные цели и задачи выполнены. Изучили литературу по ООПТ Пензенской области. Посетили ООПТ Пензы и области и составили описание ландшафтов исследуемых территорий. Составили сравнительную характеристику зональных ландшафтов ООПТ Пензенской области и сделали выводы. Создали проект сборника «Природные уникумы и малоизученные природные объекты Пензенской области (итоги экспедиций 2017)».

4.Библиографический список

1.Рябов А.М. Особо охраняемые природные территории / Пензенская энциклопедия. М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2001, с. 421-422.

2. Добролюбова Т.В. Заповедник «Приволжская лесостепь» / Пензенская энциклопедия. М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2001, с. 190-191. Пензенская энциклопедия. М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2001, Приложение 14. Особо охраняемые природные территории Пензенской области на 1 июня 2000 г., с. 713-714.

3. Солянов А. А. Флора и растительность Пензенской области и некоторые вопросы их рационального использования //Уч. зап. Вып. 10 / ПГПИ. П., 1964; Спрыгин. Новикова Л.А. Ардымский шихан / Пензенская энциклопедия. М.: Научное издательство

4.Спрыгин И. И. О находке Anemone altaica в Арбековском заповеднике около Пензы. М., 1925. [Иванов А.И., Чистякова А.А. Арбековский лес / Пензенская энциклопедия. М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2001, с. 25]

5.Артемова С.Н., Леонова Н.А. ФОРМИРОВАНИЕ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ (НА ПРИМЕРЕ ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ) // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11-10. – С. 2180-2184;

5.Приложение.

Таблица №1 Шкала оценки состояния деревьев по внешним признакам

Определили коэффициенты состояния древесных пород. Коэффициенты состояния (К1, К2, К3 и т.д.) определяют для каждого вида деревьев по формуле:

К1=Σb1 ∙ n1 : N;

где К1 – коэффициент состояния конкретного вида дерева;

b1 – баллы состояния отдельных деревьев одного вида;

N – общее число учтенных деревьев каждого вида.

Таблица №2. Описание видового состава и состояния дендрофлоры памятника природы Арбековский лес

Таблица 3 . Описание видового состава и состояния ООПТ Борок Приволжской лесостепи.

Таблица 4. Изучение состава дедрофлоры ООПТ Ардымский Шихан.