Влияние катастрофического наводнения 2013 г. на флору амурской поймы в окрестностях г. Комсомольск-на-Амуре

Размещено на http://www.allbest.ru

Влияние катастрофического наводнения 2013 г. на флору амурской поймы в окрестностях г. Комсомольск-на-Амуре

П.С. Шеенко

Рассмотрены различия в локальной флоре амурской поймы до и после катастрофического наводнения 2013 г. Выявлены изменения в видовом составе, спектрах семейств и эколого-ценотических групп высших растений в высокой и низкой пойме у г. Комсомольск-на-Амуре под влиянием наводнения. Установлено, что после катастрофы растительное сообщество низкой поймы меньше изменило свою таксономическую и экологическую структуру, чем высокой, однако восстановительные процессы в низкой пойме протекали медленнее.

Ключевые слова: катастрофическое наводнение, пойма, флора, таксономическая структура, эколого-ценотические группы.

The impact of catastrophic flood in 2013 on the flora of the Amur floodplain near Komsomolsk-on-Amur.

P.S. SHEHENKO (Amur State University of Humanities and Pedagogy, Komsomolsk-on-Amur).

The local flora differences of the Amur flood plain after and before the catastrophic flood in 2013 have been considered. The flood impact on the modification of species checklist, family and ecological-coenotic spectra of the higher plants in the high and low flood plain in the vicinity of Komsomolsk-on-Amur have been revealed. It was claimed that after the catastrophe the low flood plain plant community had changed its taxonomic and ecological structure to a lesser degree than that of the high one. However the renewal process was stated to be slower in the low flood plain.

Key words: catastrophic flood, flood plain, flora, taxonomic structure, ecology-coenotic groups.

1. Материалы и методы

В 2019 г. паводок на Нижнем Амуре стал вторым по высоте за всю историю наблюдений. Предыдущее катастрофическое наводнение 2013 г. было рекордным не только по пику подъема воды, но и по длительности. Амурские паводки возникают в результате выпадения летних муссонных осадков, в районе Комсомольска-на-Амуре наиболее высокая вода стоит в августе и сентябре. Однако редкое обилие снегов зимой 2012/13 г. вызвало аномальное весеннее наводнение [8], у Комсомольска-на-Амуре весенний паводок наблюдался с мая по июнь, и после кратковременного спада воды в середине июля началось бурное летнее наводнение как результат выпадения уже аномальных дождевых осадков июля-августа, и оно продолжилось до ноября [9]. По мнению А.Н. Махинова, Амур входит в многолетнюю фазу повышенной водности, начавшуюся в 2009 г. [7]. Ниже мы рассмотрим, как реагирует локальное растительное сообщество на такие мощные затопления.

Мы исследовали флору двух смежных пойменных участков, которые далее будем называть высокой и низкой поймой, расположенных на окраине г. Комсомольск-на- Амуре в долине Тёплого ключа при впадении его в Амур. В низкой пойме Тёплый ключ представляет собой систему озер, разграниченных тремя-четырьмя прирусловыми валами (рис. 1). Пойменный участок с трех сторон охватывается городской застройкой, четвертой примыкает к Амуру, причем по амурскому берегу он смыкается с внешним пойменным растительным массивом, неразрывной полосой тянущимся на много километров вдоль реки. Наблюдения в низкой пойме выполнены на полигоне площадью приблизительно 0,58 км2, располагающемся на высотах до 3,5 м от нулевой точки р. Амур у водпоста г. Комсомольск-на-Амуре. Растительность низкой поймы представлена перемежающимися ивняками и кочкарниковыми болотами с вейниковыми и разнотравными лугами между ними. Полностью низкая пойма заливается один раз в несколько лет, в понижениях травы покрывались водой ежегодно. Исследованный участок высокой поймы отделен от низкой поймы дамбой со шлюзом, раньше он подтапливался один раз в одно-два десятилетия. Его площадь около 0,33 км2, расположен на высотах 5-3,5 м от нулевой точки у водпоста г. Комсомольск-на-Амуре. Это плавный градиент растительных сообществ от сырого луга до урёмного леса с примесью рудеральных и сегетальных растений, вклинивающихся сюда из близкой жилой зоны крупного города. И в высокой, и в низкой поймах имеются постоянные мелководные заводи, связанные между собою ручьями с достаточно выраженным течением и низкими берегами. Летом 2013 г. низкая пойма находилась под водой почти весь вегетационный период, высокая - с середины августа по середину октября.

Рис. 1 Схема поймы в низовьях Тёплого ключа в низкую воду. Косой штриховкой отмечена антропогенная зона, пунктирной линией - границы исследованных участков

Флора данного участка хорошо изучена до наводнения 2013 г. Он являлся удобным полигоном для ботаников АмГПГУ - там проводились экскурсии летних полевых практик, за последнее десятилетие его растительность дала материал для трех дипломных работ, частично - одной кандидатской диссертации [2] и фотоархива, использованного в двух монографиях [3, 4], проанализирована в работе [1]. В 2014 г. автором с группой студентов проведены маршрутные учеты выживших растений 8-10 мая, 8 июня, 4, 11-12 и 26 июля. В 2015 г. учеты проведены 10 и 16 мая, 15 июня, 15 и 21 июля, 22 сентября и 17 октября, в 2016 г. - 24 июня и 28 августа, в 2017 г. - 2 июля.

2. Результаты и обсуждение

До затопления на данном участке обнаружены 224 вида сосудистых растений из 153 родов и 49 семейств, летом 2014 г. - 119 видов, 85 родов из 31 семейства, в 2015 г. - 173 вида, 115 родов из 37 семейств (см. таблицу). Хотя наблюдения 2016-2017 гг. были редкими, они показывают, что к 2018 г. сообщество восстановилось полностью, поскольку за исключением трав, которые ранее отмечены там единично и одноразово, все виды, более или менее регулярно встречавшиеся до катастрофы, возвратились в состав сообщества.

Изменения в спектрах семейств и числе родов. По критерию хи-квадрат Пирсона сравнивались частоты видов в семействах, имеющих больше 3 видов в общем списке, до и после затопления. Различия в высокой пойме составили х2 = 47,45249 (р = 0,000016), в то время как в низкой х2 = 7,677778 (р = 0,905). Рассмотрим список семейств, для которых частное значение х2 > 3 (см. также рис. 2). В высокой пойме наибольший вклад в сумму различий х2 (по порядку значимости) вносят: Asteraceae (выпал 21 вид, или -75 % общего количества), Poaceae (-11 видов, -69 %), Brassicaceae (-6 видов, -75 %), Lamiaceae (-5 видов, -83 %), Apiaceae (-4 вида, -100 %), Fabaceae (-7 видов, -47 %), Rosaceae (-7 видов, -44 %). В низкой пойме (рис. 3) частные различия по х2 не более 2, наибольшие у Lamiaceae (-2 вида, -100 %), Caryophyllaceae (-3 вида, -50 %), Asteraceae (-4 вида; -25 %) и Chenopodiaceae (-2 вида, -50 %).

Рис. 2 Динамика изменения числа видов в семействах сосудистых растений после катастрофического затопления высокой поймы у г. Комсомольск-на-Амуре в 2013 г.

В высокой пойме к 2014 г. исчезли 59 родов из 129 (46 %), из них 12 с двумя и более видами, в низкой - 24 из 81 (30 %), за единственным исключением (Silene) одновидовые.

Изменения в спектрах эколого-ценотических групп. Пойма в целом содержит виды, относящиеся к 16 эколого-ценотическим группам (ЭЦГ [6]). Различия в количестве членов ЭЦГ до и после паводка 2013 г. очень напоминают различия в распределении семейств. Для высокой поймы сумма х2 составила 51,6 (р = 0, 000006) с ведущими слагаемыми по порядку значимости от 17 до 3,6: рудеральная ЭЦГ (-27 видов, или -61 % от общего количества), луговая (-17, -61 %), опушечно-луговая (-10, -71 %), отмельно-луговая (-12, -55 %), опушечно-лесная (-5, -71 %). В низкой пойме, соответственно, сумма х2 = 11,1 (р = 0,752), ведущие слагаемые 3,0 и 2,2: рудеральная ЭЦГ (-8, -38 %) и прибрежно-болотная (-3, -75 %).

Рис. 3 Динамика изменения числа видов в семействах сосудистых растений после катастрофического затопления низкой поймы у г. Комсомольск-на-Амуре в 2013 г.

На видовом уровне можно выделить две условные группировки растений: первая - практически не выходящие за пределы собственно пойменного участка на соседние территории, вторая - растения, встречающиеся как в пойме, так и на ближайшем суходоле - непосредственно прилегающих к пойме незатопляемых местах. В высокой пойме до катастрофического паводка обитало 80 видов «пойменных» и 102 вида «суходольных» растений, после, соответственно, - 54 и 40, в низкой пойме до 2013 г. - 64 вида «пойменных» и 41 вид «суходольных», в 2014 г. таковых 48 и 25, причем из числа полупогруженных растений исчезли Acorus calamus, Nymphoides peltata, Typha laxmannii, Scipus tabernaemontani и Comarum palustre.

Таблица 1 Флористический список исследованного участка амурской поймы