Состав и структура фитоценозов урочища Поднависла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломная работа

Состав и структура фитоценозов урочища Поднависла

Введение

урочище природный экосистема

Горячеключевской район отличается уникальным комплексом климатических и орографических элементов, что создает благоприятные условия для развития здесь экосистем широколиственных лесов. Лесные ресурсы Горячеключевского района отличается максимальной природной целостностью. В южной части расположен Горячеключевский государственный заповедник.

Данный район является одним из районов Краснодарского края, большая часть территории которого покрыта лесами.

Горячеключевской район обладает уникальными рекреационными ресурсами, многочисленными историческими памятниками, дольменами, водопадами, пещерами, что привлекает сюда поток рекреантов.

Поэтому актуальность работы заключается в изучении экосистем этого района с целью их дальнейшего сохранения и предотвращения антропогенного воздействия.

Объектом исследования данной работы являются экосистемы различного типа и состава.

Предмет исследования - выделение типов экосистем с различным видовым составом в зависимости от экспозиции склона.

Целью работы является изучение экосистем урочища Поднависла и проведение анализа их эколого-биологической и фитоценотической структуры.

В соответствии с поставленной целью в данной работе решались следующие задачи:

– изучить природные условия окрестностей урочища Поднависла;

– составить список биологического разнообразия района исследования;

– дать анализ систематической, биоморфологической и эколого-ценотической структуры флоры фитоценозов урочища Поднависла;

– дать фитоценотический анализ основных экосистем района;

– выявить и дать характеристику редким видам района исследования.

1. История изучения района исследования

История изучения и выявления редких видов в регионе берет начало в конце XIX - начале XX в., когда началось интенсивное изучение флоры и растительности Кавказа в целом и Северо-Западного Кавказа в частности (Альбов, 1894, 1895; Липский, 1891, 1894; Краснов, 1901; Буш, 1909; Угрицкий, 1912; Пастухов, 1917 и др.) Впервые основные положения, цели, задачи сохранения региональной флоры были высказаны И.С. Косенко в 1972 г. в связи с работой над редкими видами СССР (Редкие и исчезающие…, 1981). Первая региональная сводка по редкой флоре дана в 1983 г. (Литвинская и др., 1983). О необходимости охраны видов на Северо-Западном Кавказе указывали М.Д. Алтухов (1971, 1985, 1989); Р.М. Середин (1980,1981); П.Д. Лазук (1960, 1967); К.Ю. Голгофская (1971, 1977, 1987); М.В. Придня (1981); О.Н. Дубовик (1981, 1986, 1989) и др. [Литвинская, 1993].

Для истории изучения района исследования была использована книга С.А. Литвинской «Летопись ботанической науки Кубани…», в которой представлен справочно-информационный материал по истории изучения флоры и растительности, биологического разнообразия, лесопользования Кубани (северо-западной части Большого Кавказа) [Литвинская, 2010].

Так, в 1937 году Роговским П. были опубликованы Материалы по лесной растительности Псекупского лесничества [Роговской, 1937], что непосредственно касается нашего района исследования. Грудзинской Н.А. в 1953 году была опубликована работа по широколиственным лесам предгорий Северо-Западного Кавказа. Она описывает различные типы дубовых лесов с подробным описанием всех ярусов. [Грудзинская, 1953]. В этом же году Орлов А.Я. написал работу Буковые леса Северо-Западного Кавказа [Орлов, 1953]. Полежай П.М. изучал ареалы видов дуба на Северо-Западном Кавказе [Полежай, 1978]. Также, дубами Кавказа занимался Меницкий Ю.Л. [Меницкий, 1971]. В 1968 году Остапенко Б.Ф. была опубликована работа Классификация типов леса и лесотипологическое районирование северного склона Большого Кавказа [Остапенко, 1968].

Сведения о флоре Северо-Западного Кавказа в целом систематизированы и дополнены оригинальными данными в труде А.С. Зернова [Зернов, 2006]. В работе А.П. Тильбы дана краткая характеристика предгорных и горных лесов [Тильба, 1981]. Данные по флоре и растительности района исследования указываются и в работе С.В. Бондаренко Анализ лесной флоры Северо-Западного Кавказа [Бондаренко, 2011].

В 1994 году С.А. Литвинской была опубликована работа о состоянии биоразнообразия лесных экосистем Северо-Западного Кавказа [Литвинская, 1996]. С.А. Литвинской в 1988 году был описан краснокнижный вид Цикламен кавказский - Cyclamen coum Mill. subsp. Caucasicum (С. Koch) O. Schwarz [Литвинская, 1988]. Этот вид был обнаружен в нашем районе исследования. В 2009 году С.А. Литвинской была опубликована работа Эколого-ценотический анализ дендрофлоры Западного Кавказа [Литвинская, 2009].

Данные о редких видах района исследования указаны в Красной книге Краснодарского края (Растения и грибы) [Литвинская, 2007]. В ходе работы нами было обнаружено 7 краснокнижных видов: клекачка перистая, пион кавказский, любка двулистная, зимовник кавказский, лилия кавказская, цикламен косский и кирказон штейпа.

2. Природные условия окрестностей урочища Поднависла

2.1 Геология и рельеф

В районе Горячего Ключа выделяется сложный комплекс осадочных и метаморфических горных пород, охватывающих период с юры до голоцена.

Описание стратиграфического разреза отложений, участвующих в строении бассейна р. Псекупс, осуществляется от древних к более молодым. Принимают участие юрские, меловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные отложения. Породы верхнемелового и нижнемелового возраста более древние, образуют наиболее высокие горные хребты, занимающие значительную часть района исследований. Вышележащие палеогеновые и неогеновые отложения являются самыми распространенными в среднем течении р. Псекупс, которые образуют ряд невысоких горных хребтов, простирающихся в юго-восточном и северо-западном направлении [Андрушук, 1968, с. 46]. Четвертичные отложения залегают сплошным покровом на коренных породах и достаточно распространены.

Юрская система. Средний отдел. Ааленский ярус представлен Пшишской свитой (аргиллиты, сидериты, алевриты). Отложения этой свиты встречаются в нижнем и среднем течении р. Грязная, в верховьях рек Псекупс и Псиф, в районе сел Садовое и Афанасьевский Постик.

Байосский ярус представлен Сосновской свитой. Отложения в нижнем течении рек Грязная, Чепси, среднем и верхнем течении р. Каверзе.

Верхний отдел. Титонский ярус представлен свитой Поднависла (глины, мергели, песчаники, известняки). Мощность свиты 475 м. Отложения встречаются в долине р. Большая Собачка, Адова Щель, в среднем течении р. Чепси, верховьях р. Каверзе.

Меловая система. Нижний отдел. Беррнаский ярус представлен Запорожской и Мачмаловской свитами (конгломераты, песчаники, глины). Широкое распространение имеет в бассейне р. Чепси. Мачмаловская свита (известняковые глины с прослоями песчаников, алевритов, сидеритов). Отложения свиты встречаются в долине р. Чепси и нижнем течении р. Каверзе.

Валанжинский ярус представлен свитой Дерби. Отложения свиты распространены в нижнем течении р. Каверзе и верховьях р. Грязная. Готеривский ярус представлен свитой Чепси, Солодинской, Шишанской, Фонарской свитой. Свита Чепси (глины, сидериты, алевриты). Расположена в бассейне р. Чепси, левобережье р. Псекупс.

Солодинская свита (конгломераты, песчаники) встречаются в нижнем течении р. Каверзе. Фонарская свита (доломитовые и кварцевые песчаники, конгломераты, серые глины). Мощность свиты 150-180 м. Встречаются в долинах рек Чпеси, Каверзе, Псекупс, в среднем течении р. Грязной [Андрушук, 1968, с. 48].

Верхний отдел. Сеноманский ярус представлен свитой Паук (мергели, туфы, песчаники). Распространение - верховье рек Псекупс, Псиф, Грязная.

Компанский ярус представлен Натуханской свитой (мергели, известняки, глины, песчаники). Мощность свиты 200-350 м. Отложения этого яруса встречаются в окрестностях гор Горячий Ключ и на правом берегу р. Псекупс, на склонах горы Почепсуха.

Палеогеновая система. Палеоцен. Представлен свитами Цеце, Горячего Ключа, Ильской и Зыбзинской. Наиболее распространены свиты Горячего Ключа и Цеце, которые протягиваются по району и участвуют в строении хребтов Котх и Пшаф.

Неогеновая система. Миоцен. Отложения неогена слагают северо-восточную часть Горячеключевского района.

Сарматский ярус. Отложения этого яруса представлены серыми и темно-серыми глинами с тонкими прослоями известняков, песчаников и конгломератов. Меотический ярус. Представлен в основном серыми глинами с прослоями известняков и алевритов (мощность до 1,5 м).

Четвертичная система. Аллювиальные отложения. Широко развиты по всей территории и подразделяются на современные и верхнечетвертичные. Современные пойменные и аллювиальные отложения развиты в виде узких полос по всем рекам и крупным балкам. Представлены валунами, галькой и песком.

Делювиальные отложения. Распространены на большей части горных склонов, за исключением скальных выходов коренных пород. Наиболее развиты в бассейнах рек Псекупс и Чепси. Состав целиком зависит от подстилающих пород. Мощность в зависимости от рельефа от 0,5-2 до 5 м.

Гравитационные отложения. Подразделяются на обвально-осыпные и оползневые. Обвально-осыпные развиты в районе г. Обвалистая, хутора Поднависла и у других скальных обнажений. Сложены они обломками песчаников, известняков, алевритов. Величина обломков достигает 1,5-2 м в поперечнике. Мощность накопления 2-3 м. Оползни развиты на склонах, сложенными глинами [Андрушук, 1968, с. 54].

Морфоструктура. Долина р. Псекупс в верхнем и среднем течении пролегает по территории, для которой характерны прямые соотношения рельефа и структур, созданных на неотектоническом этапе его развития. Структуры более высоких порядков, подчиненные этому тектоническому плану, имеют различное выражение в рельефе. В пределах развития мезоструктур различных порядков соотношения с рельефом могут быть различными. Различный тип взаимоотношений рельефа и тектонического строения тесно связан с геологическим возрастом.

Большой Кавказ представляет собой сложное мегаантиклинарное горное сооружение. На северном склоне и в области северо-западного погружения в связи с менее интенсивными поднятиями господствует среднегорный, а на перифирии низкогорный эрозионно-денудационный рельеф. Характерный линейно вытянутые грабены - синклинальные внутригорные котловины с эрозионно-денудационным и частично аккумулятивным рельефом.

По особенностям развития и тектонической структуре на Большом Кавказе выделяют морфоструктурные области Северо-Западного Кавказа. Среднегорные хребты в пределах северного склона Северо-Западного Кавказа соответствуют мезозойским структурам, к периферии сменяются палеогеновыми и неогеновыми отложениями, которые распространены обычно в предгорных и низкогорных районах.

Межгорные котловины связаны с продольными разломами и сложены метаморфизированными нижне- и среднегорными породами. В периферических частях хребтов Большого Кавказа в пассивных морфоструктурах на крыльях блоковых и сводово-глыбовых поднятий и в крупных синклинарных зонах, отличающихся меньшей новейшей тектонической активностью, распространен преимущественно эрозионно-денудационный рельеф со смешанными, прямыми и обратными морфоструктурными соотношениями, образовавшийся в условиях частичной компенсации поднятий денудацией и аккумуляцией и пассивной препарировки тектонических форм.

Характерной особенностью его являются хорошо сохранившиеся поверхности выравнивания, созданные в периоды равновесия денудации и восходящих движений или опусканий и аккумуляции, так как эрозионное расчленение во время поднятий в этих областях было менее интенсивным, чем в зонах прямого возрожденного рельефа [Андрушук, 1968, с. 67].

На Северо-Западном Кавказе рельеф в пассивных структурах в основном соответствует литологическим комплексам, которые являются решающим морфологическим фактором. В связи с погружением Северо-Западного Кавказа в сторону Таманского полуострова происходит смена древних литолого-стратиграфических комплексов более молодыми и соответственно смена преобладающих морфоструктурных соотношений. Эту общую схему нарушают разломы; блоковые подвижки создают гореты с синклинальной структурой или грабены с антиклинальным строением, характеризующиеся прямыми и обратными соотношениями рельефа и структур [Андрушук, 1968, с. 76].

2.2 Климат

Климат района исследования умеренно-континентальный, неустойчивый с очень теплым летом и мягкой умеренно-влажной зимой. Основными факторами, влияющими на климат, являются специфические физико-географические условия района, близость Черного моря и Кавказских гор.

Лето теплое, малооблачное. Средняя температура воздуха в июле составляет +22^оС. Мягкая зима характеризуется неустойчивостью снежного покрова. В зимние месяцы погода определяется выносом с востока малоувлажненного воздуха, а в весенние - теплого, сухого. При этом ветры достигают большей силы в районе Геленджика, Новороссийска, а в зоне Горячего Ключа они слабеют, поскольку город-курорт расположен в долине реки Псекупс и окружен с трех сторон отрогами Кавказского хребта. Другой характерной чертой атмосферной циркуляции в холодный период является довольно частые выносы масс теплого воздуха из района Черного и Средиземного морей. Обычно это бывает при перемещении так называемых южных и западных циклонов, вызывающих сильные ливневые дожди с градами. Воздействуют на климат также и местные ветры. К ним относятся горно-долинные ветры и фены. Летняя погода начинается с мая, когда наступает переход среднесуточной температуры воздуха больше, чем +15^°С и длится до октября [Погорелов, 2000, с. 36].

Зима непродолжительная. Снег выпадает 3-4 раза и быстро тает. Средняя температура в зимние месяцы +0,8^°С, в весенние +10,5^°С, в осенние +14,5^°С.

Средняя относительная влажность воздуха несколько завышена - 70-78%. Осадков выпадает за год в среднем 850-1000 мм. Наибольшее количество осадков наблюдается в течение апреля-октября - 450 мм. Среднегодовое атмосферное давление воздуха составляет 1007 гектопаскалей или 755 мм. рт. ст.

Колебания атмосферного давления связаны с приходом циклонов и сменных воздушных масс. Среднегодовая скорость ветра 1,5 м/с. В дневные часы дует более теплый (северо-восточный) ветер с равнины в горы, а с вечера до утра более холодный (юго-западный) с гор. В году много безветренных дней. В описываемом районе преобладают ветры юго-западного направления, имеющие небольшую скорость, что характерно для защищенных горных долин.

Самым теплым месяцем является июль со средней температурой воздуха +24,6^°С. Влажно-тропические погоды при высоких суточных температурах и относительно большой влажности наблюдаются с июня по сентябрь, но повторяемость их небольшая.

За вегетационный период выпадает 470 мм осадков, что составляет около половины годовой нормы. На летние месяцы приходится ѕ осадков.

Осенью тепло. В октябре среднесуточная температура около +10^°С, число часов солнечного сияния составляет 480. Самый холодный месяц - январь, средняя температура которого -1^°С, а число часов солнечного сияния составляет около 170. Абсолютный максимум температуры воздуха отмечается в июле и достигает +38^°+39^°С. Абсолютный среднемесячный минимум достигает -25,4^°С.

Снег ложится во второй половине декабря, иногда в первой декаде ноября. Число дней в году со снежным покровом 47. Снежный покров обычно сходит около 22 марта, самое раннее 22 февраля, самое позднее 30 апреля.

Максимальное количество осадков приходится на январь-февраль. Минимальное количество осадков наблюдается в октябре и составляет 51,1-53,6 мм. Влажность воздуха в холодный период составляет 78-81%, в теплый период от 52 до 76%. Наиболее низкая влажность отмечается в апреле и составляет 52%. В холодный период года наблюдается в пасмурную погоду, число часов солнечного сияния свыше 2056 в году [Погорелов, 2000, с. 39].

2.3 Поверхностные и подземные воды

Река Псекупс относится к рекам Черноморского бассейна и является левым притоком реки Кубань. В самом верховье река Псекупс падает тонким ручейком с тридцати метровой высоты, образуя водопад Псекупский Верхний. В нескольких десятках метров выше водопада находится чаша диаметром около 2 м - исток р. Псекупс. В верховьях - это типичная горная река шириной до 0,25 км, с долиной и крутыми склонами.

На этом участке река малоподвижна, порожиста. Постепенно расширяясь, река делается многоводной за счет притоков, ее долина становится более выработанной. От села Садового река Псекупс почти на всем протяжении Псекупс впадала в р. Кубань, а после строительства Краснодарского водохранилища впадает в него у аула Вочепший.

Протяженность реки от верховья до города Горячий Ключ составляет 62 км. Общая длина реки 129 км. Площадь всего бассейна 1470 км². Водосборная площадь о верховьев до Горячего Ключа 763 км².

Река имеет смешанное питание: за счет дождевых вод - 70%, талых и весенних - 20%, подземных - 10%. Псекупс относится к рекам с паводками в течение года, которые наиболее активны в холодное время года. Расход и уровень воды находится в прямой зависимости от количество выпадающих осадков. Средний уклон водосбора - 160%. Средняя высота на которой протекает река 310 м.

В районе города Горячий Ключ среднегодовой расход воды в реке равен 14,2 м². Средний сток за год составляет 448 млн. м². Водный режим рек находится в прямой зависимости от выпадающих атмосферных осадков и потому в течение года крайне неравномерен. Наибольшее количество осадков выпадает в зимнее время в виде дождя и снега [Коровин, 1981, с. 43].

Летние дожди обычно кратковременны и преобладают в конце весны и первой половине лета. Наиболее сухие - осенние месяцы, реже июль и август. Во время интенсивного таяния снега и ливневых дождей реки бассейна Псекупс становятся многоводными и бурными. В засушливое время они мелководны или пересыхают.

Долины рек, в зависимости от участков пересечения с литологическими комплексами носят различный характер. В южной части, где развиты устойчивые горные породы, базис эрозии еще недостаточно выработанный. Реки имеют довольно быстрое течение, прямолинейны и в большинстве своем изгибы рек подчеркивают проявление нетектонических движений. На мягких горных породах течение становится замедленным, реки меандрируют, долины расширяются. Склоны долин в верховьях рек крутые, а к северу они выполаживаются.

В долине Псекупса выделяются пойма и три надпойменных террасы. В период выпадения ливневых дождей река разливается, затопляя берега. После спада паводка, вода, оставшаяся в локальных понижениях, приводит к заболачиванию пойменной части. Большая часть бассейна реки Псекупс покрыта лесов (95%), распахана менее 5%.

Район относится к юго-западному крылу Азово-Кубанского бассейна и приурочен юго-восточной части Западно-Кубанского прогиба. Здесь водоносны четвертичные, неогеновые, палеогеновые и меловые отложения. Глинистые образования олигоцена (майкопская толща) и эоцена составляют толщу водоупорных пород [Коровин, 1981, с. 46].

По приуроченности к определенным литолого-стратиграфическим образованиям формирования, залегания циркуляции режима и химического состава можно выделить 3 типа подземных вод:

1. Пресные и слабоминерализованные воды четвертичных отложений со свободной поверхностью;

2. Пресные напорные воды отложений плиоцена приуроченные к пластам и прослоям песков в толще глинистых отложений;

3. Глубокозалегающие низкодебитные пластовые, пластово-трещинные и трещинные напорные воды отложений миоцена, палеогена и верхнего мела.

К первому типу подземных вод относится водоносный горизонт современных аллювиальных отложений долины р. Псекупс и ее притоков. Водовмещающими породами служат гравийно-галечниковые отложения с песчано-глинистым заполнителем современных русел и пойменных террас. Распространение их по площади и в разрезе зависит от степени разработанности долин.

Наиболее мощные и выдержанные по площади гравийно-галечниковые отложения принадлежат долине р. Псекупс. Глинизация гравий но-галечниковых отложений по площади весьма неравномерна. Чистые галечники встречаются очень редко, и обычно вблизи реки. Мощность гравийно-галечниковых отложений по площади весьма неравномерна. Чистые галечники встречаются очень редко, и обычно вблизи реки. Мощность гравийно-галечниковых отложений изменяется от 16 до 20 км. Водоносные породы залегают на плотных глинах верхнего плиоцена, служащих водоупором.

Фильтрационные свойства водовмещающих пород находятся в прямой зависимости от степени их глинизации. Величина коэффициента фильтрации изменяется в очень широких пределах. В наиболее промытых и чистых галечниках она составляет от 15,5 до 166 м³/сутки, в сильно заглинизированных галечниках практически равна нулю. Подземные воды в этих отложениях вскрываются на глубинах от 1,0 до 7,0 м в повышенных частях пойменных террас. Водоносный горизонт, как правило, имеет свободную поверхность. Водообильность водоносного горизонта не высока.

Воды аллювия в основном пресные. По химическому составу - гидрокарбонатно-кальциевые с общей жесткостью 3-10 мг/л [Коровин, 1981, с. 49].

Питание водоносного горизонта происходит по всей площади его распространения за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхностного стока, поступающего в долину со склонов, а также подпитыванием рекой в периоды высоких паводков и естественного притока в соответсвии с региональным движением потока веществ к устью. В отдельных случаях возможно подпитывание горизонта за счет минерализованных вод тектонических зон нарушений. Так, в районе Горячего Ключа скважиной №58 в аллювии была встречена вода повышенной минерализации (4,19 г./л) хлоридно-натриевого состава.

Разгрузка подземных вод аллювиальных отложений происходит несколькими путями. Главные из них: естественный отток вниз по долине, питание поверхностных потоков в меженный период, испарение с поверхности подземных вод и транспирация их влаголюбивой растительностью. Некоторую роль в процессе разгрузки играет также отбор подземных вод на хозяйственно-питьевые и прочие нужды из колодцев и скважин. Использование подземных вод аллювиальных отложений в хозяйственно-питьевых целях ограниченно из-за неравномерной по площади обильности водоносного горизонта.

Ко второму типу подземных вод относятся водоносный комплекс нерасчлененных средне-верхнеплиоценовых образований, водоносный горизонт киммерийских и водоносный комплекс понтических отложений.

Водоносный комплекс нерасчлененных средневерхнеплиоценовых отложений N₂. Этот водоносный комплекс включает в себя серию редких, обычно маломощных водоносных прослоев и линз песков, залегающих среди монотонной глинистой толщи. Количество песчаных прослоев при общей мощности отложений до 500 м не превышает 12.

Прослой и линзы песков не выдержаны по простиранию и мощности, фациально замещаются глинами. Мощность отдельных прослоев от 0,8-, 0 до 10-15 м [Коровин, 1981, с. 51].

В подошве комплекса залегает выдержанный слой плотных серых глин мощностью от 6, % до 42,0 м. Водовмещающие породы представлены песками средне и мелкозернистыми. Высокое содержание глинистой фракции в песках отдельных горизонтов обуславливает их низкие фильтрационные свойства и соответственно невысокую водообильность. Водоносные горизонты комплекса содержат напорные воды. В зависимости от глубины их залегания величины напора изменяются от 14 до 366 м. По качеству вода пресная (0,3-0,5 г/л по сухому остатку) гидрокарбонатная кальциевая.

Область питания комплекса находится на юго-западном фланге описываемого района, где песчаные пласты выходят непосредственно под покровные четвертичные отложения. Питание здесь происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхностного стока.

В пределах описываемого района можно достоверно сказать лишь о разгрузке вод за счет естественного оттока в северо-западном направлении и за счет отбора воды из эксплуатационных скважин. Водоносный горизонт киммерийских отложений N₂.

Водоносный горизонт киммерийских отложений приурочены к довольно мощной (19-67 м) толще серых кварцевых разнозернистых песков, гранулометрический состав которых изменяется по площади и в разрезе. От выходов на поверхность в направлении погружения среднезернистые пески замещаются мелкозернистыми, от кровли к подошве мелко- и среднезернистые пески замещаются тонкозернистыми глинистыми, местами пылеватыми.

В кровле водоносного горизонта залегают плотные серые и желтые глины нерасчлененных средне-верхнеплиоценовых отложений. Нижним водоупором служит повсеместно протягивающийся пласт глин понта мощностью от 10 до 60 м.

Воды киммерийских отложений напорные. Величина напора увеличивается по мере погружения кровли водоносных песков в северо-западном направлении от 86 до 582 м.

Водообильность водоносного горизонта характеризуется удельными дебитами скважин 0,024-1,26 л/с, преобладают 0,3-0,6 л/с.

Воды киммерийских отложений пресные, с сухим остатком 0,3-0; г/л, гидрокарбонатно-кальциево-натриевые, реже натриевые с общей жесткостью до 5 мг-экв/л. Содержание токсичных микрокомпонентов не превышает допустимых для питьевых вод норм [Коровин, 1981, с. 54].

Питание водоносного горизонта происходит как в области выхода песков киммерия к дневной поверхности под делювиальными и аллювиальными отложениями на юго-западе описываемого района за счет инфильтрации поверхностных вод, так и на восточном крыле Азово-Кубанского бассейна, где по условиям распространения его связь с поверхностью затруднена и возможен только переток подземных вод из горизонтов нерасчлененного среднего и верхнего плиоцена, что определяет северо-западное направление потока. Общая картина движения подземных вод нарушается депрессионными воронками водозаборных сооружений. Основными факторами разгрузки является отток подземных вод в северо-западном направлении и отбор воды для хозяйственно-питьевых целей водозаборными скважинами.

В толще глинистых отложений понта водоносны прослои песка. Всего в разрезе понтических отложений встречены 2-3 прослоя песка, их которых только верхний относительно выражен. Песчаные послои разделены пластами плотных глин мощностью от 8 до 64 м. Водовмещающие породы - пески серо-тонкозернистые. Мощностью прослоев от 1,3 до 25 м.

Глубина залегания кровли верхнего горизонта от 2-5 до 480 м. Характер вод напорный, величина напоров увеличивается в северо-западном направлении от 27 до 43,3 м. Воды понтического водоносного комплекса могут служить дополнительным источником централизованного водоснабжения города Горячий Ключ.

К третьему типу подземных вод отнесены воды, приуроченные к прослоям песков, трещиноватых мергелей, известняков и песчаников в толще глин миоцена и алевролитово-песчаниково-известняково-мергельной толще миоцена, палеогена и верхнего мела. Для водоснабжения населения района города Горячий Ключ третьего типа значения не имеют [Коровин, 1981, с. 65].

2.4 Почвы

Разнообразие почв определяется местом пролегания русла реки (средневысотных гор и низкогорий). В долине р. Псекупс основными видами почв являются серые лесные, бурые горно-лесные и дерново-карбонатные, а в районе города Горячий Ключ и луговые почвы.

Серые лесные почвы распространены в пределах низкогорий, на плоских водоразделах и террасах рек, где растительность представлена лиственными лесами и кустарниковым подлеском Почвообразующими породами являются делювиальные и пролювиальные отложения, местами карбонатные или гипсоносные глины.

Механический состав серых лесных почв чаще суглинистый, утяжеляющийся к низу. Содержание гумуса в них от 2 до 7% и резко уменьшается с глубиной. Содержание основных элементов питания растений недостаточно. Водно-физические свойства этих почв неудовлетворительны из-за плотности горизонта В. Обычная верхняя часть профиля имеет рыхлое или уплотненное сложение и комковато-ореховую структуру; в этом случае горизонт В становится плотным, глыбистым, водонепроницаемым. По всему профилю наблюдается мелкие зерна.

Бурые горно-лесные почвы распространены по узким водоразделам и нешироким долинам рек под широколиственными, хвойными и смешанными лесами. Бурые почвы из-за неоднородности условий развития весьма разнообразны. Общими для них морфологическими показателями являются: темно-коричневая окраска, на глубин бурая, суглинистый механический состав, комковатая структура и глыбистость.

Подвижными соединениями азота, фосфора, калия бедна. Содержание гумуса может достигать 7-10%. Физические свойства верхнего горизонта удовлетворительные, но с глубиной ухудшаются. При проведении мелиоративных мероприятий возможно использование этих почв в земледелии, в частности, в садоводстве. В естественных условиях эти почвы эрозийно устойчивы, но в результате вырубки лесов и распашки подвергаются смыву [Соляник, 2005, с. 24].

Дерново-карбонатные почвы распространены большей частью в районах низких гор, на склонах. Развиваются под широколиственными и хвойными лесами на элювиальных и делювиальных карбонатных образованиях (мергели, известняки). Образуются они в результате гумусонакопления, выщелачивания и оглинивания. Эти почвы имеют темно-серую окраску; глинистый или суглинистый механический состав; комковато-зернистую структуру, рыхлое сложение. Содержание гумуса равно 6-8%. Физические свойства верхнего горизонта удовлетворительные, на глубине несколько уплотнены, в результате чего становятся вязкими.

Луговыми почвы. Эти почвы формируются при близком залегании грунтовых вод, то есть при переувлажнении. Почвообразующими породами являются аллювиальные оглеенные глины. Мощный гумусовый горизонт 60-70 см.

Горизонт А - темно-серый буроватый, ореховато-глыбистой структуры. Горизонт В-сизовато-серая с бурым оттенком окраска, структура глыбистая. Механический состав легкоглинистый с содержанием глины в верхнем горизонте около 70%. Во влажном состоянии эти почвы вязкие, в сухом - плотные, покрытые широкими и глубокими трещинами.

В связи с плохими водно-физическими свойствами во влажных луговых почвах нарушен азотно-фосфорный режим. Тяжелый механический состав, уплотненное сложение почвенного профиля, а также его длительное переувлажнение ограничивают возможность их сельскохозяйственного использования. Эти почвы пригодны и используются под пастбища.

Район почти полностью покрыт лесом, за исключением отдельных открытых участков по долинам крупных рек и вырубок. Среди древесной растительности преобладают породы ценных видов - бук, дуб, граб, реже осина, ольха, орешник, дикая груша и яблоня, каштаны. Лес преимущественно лиственный, есть ясень, клен, грецкий орех. Из кустарниковых преобладают рододендрон, шиповник, ежевика [Соляник, 2005, с. 26].

Серая лесная маломощная среднесуглинистая почва на элювии ожелезненных песчаников. Местоположение: Краснодарский край, Горячеключевской район, 8 км на юго-запад от мемориального комплекса урочища Поднависла. Рельеф: верхняя выположенная часть склона северо-западной экспозиции, уклон 1^°. Тип леса: грабово-буковый мертвопокровный.

А₁/3-10 см - темно-серый, сырой, мелко-комковатый, среднесуглинистый, обильно пронизан корнями растений;

А₁А₂/10-15 см - серый, сырой, уплотненный, мелко-комковатый, среднесуглинистый, обильно пронизан корнями растений;

АВ/15-25 см - серовато-коричневый, сырой, глыбисто-комковатый, тяжело суглинистый, пронизан корнями растений, граница волнистая, переход ясный, заметный по цвету и сложению;

В₁/25-51 см - светло-коричневый, влажный, плотный, тонкопористый, глыбистый, тяжело-суглинистый, стяжки железа в виде охристых пятен, единичные корни растений;

ВС/51-80 см - неровный по окраске серовато-сизый с многочисленными охристыми пятнами различной величины, влажный комковато-глыбистый, обломки материнской породы различной степени выветривания, единичные корни растений. Вскипание от 10% HCl отсутствует по всему профилю.

Бурая лесная малогумусная среднесуглинистая почва на элювии-делювии осадочных пород (песчаник). Местоположение: Краснодарский край, Горячеключевской район, щель Кислецова в 6 км от урочища Поднависла. Рельеф: выположенная средняя часть склона восточной экспозиции. Растительность: мертвопокровный грабово-буковый лес, редко подрост древесных пород.

А₀/0-3 см - лесная подстилка, состоящая из опада древесных пород различной степени разложения, серо-бурый, сырой;

А₁/3-20 см - серо-коричневый, сырой, мелкокомковатый, тонко-пористый, уплотненный, средне-суглинистый, сильно пронизан корневой системой, червоточины, редко обломки материнской породы;

АВ/20-31 см - буровато-коричневатый, сырой, комковато-ореховатый, плотный тонкопористый, среднесуглинистый, пронизан корневой системой, единичные обломки материнской породы [Соляник, 2005, с. 28].

В_t/31-44 - неровный по окраске, бурый с многочисленными охристыми пятнами, влажный, ореховато-глыбистый, плотный, тонкопористый, единичные корни, осколки материнской породы разной степени выветривания;

В_tg/44-93 см - неровный по окраске коричневато-сизый с многочисленными охристыми пятнами окислов железа, влажный, плотный, тонкопористый, ореховато-глыбистый, редко осколки материнской породы разной степени выветривания;

ВС/93-98 см - сизовато-коричневый, скелетный, многочисленные осколки песчаника различной величины. Вскипание от 10% HCl отсутствует по всему профилю.

Аллювиальная луговая среднесуглинистая почва на разнофазном аллювии. Местоположение: Краснодарский край, Горячеключевской район, урочище Поднависла, в 25 м на северо-восток от памятника бойцам 76 дивизии. Рельеф: первая надпойменная терраса р. Чепси (правый берег). Тип леса: грабовый, букняк.

А₀/0-1 см - серовато-коричневый, сухой, состоит из опада древесных пород, разной степени разложения;

А₁/1-18 см - темно-серый, сырой, мелко-комковатый, уплотненный, тонкопористый, обильно пронизан корнями растений.

АВ/18-30 см - коричнево-серый, сырой, глыбисто-комковатый, плотный, тонкопористый, тяжелосуглинистый, обильно пронизан корнями растений, но меньше, чем в выше лежащем горизонте;

В₁/3067 см - серовато-коричневый, влажный, плотный, комковато-глыбистый, тонкопористый, тяжелосуглинистый, встречаются корни растений, скелетный материал окатанный, слабое проявление гидроморфизма в виде сизых бликов и единичных охристых пятен;

ВС/67-75 см - сизовато-серо-бурый, преобладает окатанная скелетная фракция. Вскипание от 10% HCl отсутствует по всему профилю [Соляник, 2005, с. 29].

Аллювиальная дерново-луговая почва сложная среднесуглинистая на разнофазном аллювии. Местоположение: Краснодарском край, Горячеключевсой район, урочище Поднависла; 1 км в юго-западном направлении от мемориального комплекса. Рельеф: выположенный участок в пойме р. Чепси. Растительность: разнотравный луг с признаками интенсивного антропогенного воздействия; клевер, крапива, ежевика и др.

А_g/0-4 см - темно-серый, комковато порошистый, уплотненный, тонкопористый, сырой, среднесуглинистый, обильно пронизан корнями;

А₁/4-28 см - темно-серый, комковатый, плотный, тонкопористый, сырой, обильно пронизан корнями растений, тяжелосуглинистый, единичные охристые пятна диаметром до 5 мм и включениями гальки;

С/28-62 см - сизовато-серый, неровный по окраске с охристыми пятнами, встречаются железисто-марганцевые образования, слоистый, перемещение слоев галечного и песчаного материала, живые и мертвые корни растений, мертвые корневища болотных растений;

А_погр./62-107 см - коричневато-серый, влажный, плотный, тонкопористый, комковато-ореховатый, тяжелосуглинистый, имеются червоточины, многочисленные включения корневищ и клубней болотных растений, железисто-марганцевые конкреции и охристые стяжки окислов железа;

АВ_погр./107-117 см - неровный по окраске, сизовато-коричневато-серый, комковатый, плотный, тонкопористый, многочисленные включения аллювиального материала. Вскипание от 10% HCl отсутствует по всему профилю [Соляник, 2005, с. 46].

2.5 Растительный и животный мир

Район почти полностью покрыт лесом, за исключением некоторых открытых участков по долинам крупных рек и вырубок. Среди древесной растительности преобладают породы ценных видов: бук, дуб, граб, реже осина, ольха, орешник, дикая груша, яблоня, каштаны. Лес преимущественно лиственный, есть ясень, клен, грецкий орех. Из кустарников преобладают породы рододендрона, шиповника, ежевики, терна.

В верховьях Псекупса встречается пихта. В районе р. Псекупс в прирусловой части распространены леса из ольхи, ивы, тополя с подлеском из лещины, бузины, бересклета, заросшие ежевикой и хмелем. Кустарниковый ярус в дубравах чаще всего представлен азалией, крушиной, боярышником.

Подлесок создает густую тень, которая препятствует росту трав, большое распространение имеют грушевые леса, которые приурочены к полосе дубовых лесов. Широко распространены буковые леса, в долине р. Псекупс, имеющие в подлеске азалию, чернику, лавровишню, падуб.

Район относится к Крымско-Новороссийской провинции, хотя и концентрирует средиземноморские гемиксерофильные виды, но является значительно обедненным средиземноморский флорой. Он отличается присутствием ряда родов не встречающихся в области Европейских широколиственных лесов, но составляющих флористическое ядро средиземноморья: Achatherum, андранка (andracne), фибия (Fibigia), сумак (Rhus), витекс (Vitex), Ruscus. В нем отсутствуют такие доминанты, как каштан посевной (Castaneafsativa), лавровишня (Laurocerasus officinalis), волчеягодник понтийский (Daphne ponilica), составляющие флористическое ядро и фитоценотицеское ядро особенно колхиды, севера Малой Азии и юго-востока Балкан.

Специфику Крымско-Новороссийской провинции составляют иные доминанты: сосна пицундская (Pinus pitynsu), сосна крымская (P.pallasiana), дуб пушистый (Quercus pubescus), грабинник (Carpinus orientalis).

Новомихайловский район включает территорию от рек Шанадыо-Шит до Аной Пишии. В связи с повышением рельефа климт изменяется в сторону большей влажности, а на северном макросклоне - 1400 мм. Почвы перегнойно-карбонатные бурые, горное-лесные [Растительные ресурсы Северо-Западного Кавказа, 1984, с. 36].

В верховьях Чепси на водоразделе по северным склонам появляются пихта (Abies nordmanniana). По долинам рек на аллювиальных почвах произрастают смешанные леса из граба, дуба черешчатого с примесью ясеня, клена татарского. Предгорья покрыты сообществами из дуба черешчатого с примесью ясеня, клена татарского.

Характерными видами флоры района являются: колокольчик Шилкина (Campanula schiscnninil), каштан (Castaneasativa), василе Барбея (Cantaurea barbeyi), дуб Гартвиса (Quercus hartwissiana), жимолость (Pesphunium aibiflorum).

Флористические особенности заключаются в появлении колхидских вечнозеленых элементов: падуба колхидского, лавровишни, листовника сколопендрового, которые еще не являются доминантами.

В районе выделяются два подрайона: на южном макросклоне - Новомихайловский и на северном - Псекупский. Последний граничит с северо-западным подрайоном, южная граница пролегает по водоразделльному хребту, восточная от верховий Псекупса, по долине Пшиша. Грабинник в подлеске присутствует только на южных экспозициях. В горной части развиты буковые, буково-грабовые и скально-дубовые леса (рисунок 1).

Рисунок 1 - Урочище Поднависла [Савушкина, 2011]

По долинам рек произрастают высокопроизводительные широколиственные леса из дуба, граба с примесью ясеня (Fraxinus excusior), татарского, клена полевого. Северная граница предгорных лесов проходит по линии Новодмитриевская-Саратовская-Тверская. Здесь коренным типом растительности являются леса из дуба черешчатого. Бук почти исчезает, отсутствуют и дубовые леса с грабинником. В подлеске нередко доминирует азалия или рододендрон желтый. Не вызывает сомнений лесная природа равнинных территорий. Всего 80 лет назад в окрестностях района были лесные массивы. В настоящее время можно встретить остатки равнинных лесов диаметром более метра. Большая часть этой территории находится под водами Краснодарского водохранилища.

На Западном Кавказе можно выделить несколько типов поясности. Прежде всего - Кавказский Кубанский тип поясности. Он выращен на северном макросклоне. Начинается он в нижнем лесостепном поясе - до 500-600 м над уровнем моря; средний лесной пояс от 600 до 800 м над уровнем моря; верхний лесной пояс: от 800 до 1500-1600 м над уровнем моря. В районе средней лесной пояс скалодубовых лесов в поясе с грабовыми, грабово-буковыми сообществами. Занимают высоты от 600 до 800 м над уровнем моря, где распространены бурые горнолесные оподзоленные почвы. Климат умеренно-континентальный. Осадков выпадает 800-1000 мм в год. Среднегодовая температура 7-8^°С.

Наличие животных и птиц - необходимое условие для функционирования экосистем, их восстановления. Они имеют значение и для экскурсий, оживляя пейзаж и создавая благозвучный акустический фон.

Наличие и численность некоторых видов района: дикий кабан - 1000 особей, олень - 515, косуля - 600, енотовидная собака - 250, енот - 360, лисица - 120, заяц-русак - 4000, барсук - 90, куница - 150, рысь - 10, волк -60, шакал - 120.

Из птиц наиболее многочисленны и разнообразны по видовому составу: синицы, славки, дрозды.

В водах Псекупса и его притоках водятся: головань, густера, плотва. В верховьях встречается форель [Плотников, 2000, с. 83].

3. Материалы и методы исследования

В работе использован фактический материал, собранный нами в течение летнего периода 2011-2012 гг. Изучению подверглись фитоценозы урочища Поднависла. Исследования проводились в Горячеключевском районе, в 9 километрах от с. Фанагорийское (рисунок 2).

Рисунок 2 - Карта района исследования (Горячеключевской район, в 9 км от с. Фанагорийское, урочище Поднависла) [http://www.rusadventures.ru/map_info.aspx? mapID=218]

Мною была изучена соответствующая литература по полевой практике: Геоботаника [Быков, 1978], Жизненные формы лесных фитоценозов [Крылов, 1984], Методические указания к изучению типов леса [Сукачев, 1961], Изучение лесных биогеоценозов [Уткин, 1974], Летняя учебная практика по ботанике [Федяева, 2009].

Для решения поставленных задач применялись различные методы, основным из которых был экспедиционно-полевой. Изучение фитоценозов и видового разнообразия велось по общепринятым геоботаническим методикам: метод пробных площадей (ПП), картирование лесных участков, гербаризация, фотографирование и др.

Маршрутными исследованиями были охвачены следующие территории: г. Нависла, река Чепси, водопах Кесух и его окрестности, дольмены. В результате исследований было собрано около 600 листов гербарных образцов.

В ходе работы было сделано 40 полных геоботанических описаний. С целью изучения горизонтальной структуры травяного яруса был закартирован напочвенный покров трех фитоценозов.

Картирование проводилось квадрат-сетками. При картировании учетной площадки на план в масштабе условными знаками наносились все находящиеся виды растений, их истинное и проективное покрытие.

Растительные сообщества изучались методом пробных площадей (ПП) площадью 25х25 м. При геоботаническом описании учитывался видовой состав всех ярусов, их высота, диаметр стволов и их возраст, сомкнутость крон древостоя, класс бонитета, установление формулы состава древостоя, состав подлеска и подроста, обилие кустарников, проективное покрытие и обилие видов травяного покрова по шкале Друде, которая имеет следующее содержание:

r - вид чрезвычайно редок, покрытие менее 1%;

sol - вид растет рассеяно, проективное покрытие 3-5%;

sp - вид обилен, но сплошного покрова не образует, проективное покрытие

10-20%;

сор 1 - вид довольно обилен, проективное покрытие 30-40%;

сор 2 - вид обилен, проективное покрытие 50-60%;

сор 3 - вид очень обильно проективное покрытие 70-90%;

soc - вид встречается в очень большом количестве, сплошь или почти

сплошь покрывает ПП, проективное покрытие более 95%.

Также при заполнении бланков геоботанического описания лесных фитоценозов указывают микрорельеф, условия увлажнения, мертвый покров (указывают степень покрытия почвы подстилкой, ее толщину, компоненты, также указывается тип почвы.

В результате обработки геоботанических описаний были выделены 6 наиболее распространенных фитоценозов. Анализ фитоценотических данных обрабатывался методом перекомпановки фитоценотических таблиц. Сравнивая геоботанические описания, полученные на всех пробных площадях, вычисляют «встречаемость» видов. Встречаемость определяют как процент площадок, на которых встречается данный вид вне зависимости от его обилия.

Устанавливают следующие классы встречаемости: (V - класс - от 81 до 100%), IV - от 61 до 80, III - от 41 до 60, II - от 21 до 40, I - класс - от 0 до 20%. Все виды группируют по классам встречаемости.

Изучение флоры, которое является необходимой предпосылкой для изучения растительности, велось путем сбора и гербаризации растений. Уже ранее я ознакомилась с данной методикой и приобрела навыки пользования литературой по определению семейств, родов и видов растений. В ходе проведения экологического анализа флоры была использована следующая литература: Атлас растений природной флоры Кавказа [Литвинская, 2011]; Атлас растений северо-западной части Большого Кавказа [Литвинская, 2001]; Экологическая энциклопедия деревьев и кустарников (экология, география, полезные свойства) [Литвинская, 2006]; Флора Северо-Западного Кавказа [Зернов, 2006]; Кавказский элемент во флоре Российского Кавказа: география, созология, экология [Литвинская, Муртазалиев, 2009]; Флора СССР под редакцией В.А. Комарова: Т. 2-5, Т. 8, 10, 17, 23, 26 [Флора СССР…] и Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья [Косенко, 1970].

Экологический анализ флоры включает следующие составные части:

- систематическую структура, т.е. распределение видов по более крупным таксонам (родам, семействам, классам) в соответствии с определенной системой, принятой в определителях, составление систематического спектра флоры и подсчет процента участия того или иного рода или семейства в сложении флоры, а также расчет количественных показателей ведущих семейств во флоре.

- биоморфологическая структура, т.е. выявление состава, подсчет и последующий анализ распределения видов по жизненным формам, по типу надземных и подземных побегов, пространственному размещению побегов, по строению корневой системы и др.);

- эколого-ценотическая структура (выделение экологических групп по отношению к водному режиму (гидроморфа), по отношению к свету (гелиоморфа), по отношению к температуре (теромоморфа) и экоценоморфа.

Сведения по биоэкологической и фитоценотической характеристике видов приводятся по определенному плану. Схема описания каждого вида выглядит следующим образом:

а) жизненная форма по Раункиеру: мегафанерофит (выше 35 м), мезофанерофит (высота 20 и более метров), микрофанерофит (высота до 8 м), нанофанерофит (высота до 2 м), хамефиты (растения, у которых почки возобновления находятся в приземных частях побегов, защищаемых снежным покровом), гемикриптофиты (многолетние травы, у которых почки возобновления закладываются на уровне поверхности почвы), криптофиты (многолетние травянистые растения, надземные органы которых на зиму отмирают, а почки возобновления закладываются на корневищах, клубнях, луковицах и скрыты в почве, терофиты (однолетние растения, перезимовывающие в виде семян и спор) [Быков, 1978, с. 36];

б) жизненная форма по Серебрякову. Он выделяет следующие основные формы: дерево, кустарник, лиановидный кустарник, кустарнички, полукустарники, полукустарнички, многолетники, двулетники, однолетники и др. [Серебряков, 1964];

в) тип надземных побегов: розеточный, полурозеточный и безрозеточный;

г) тип подземных побегов: длиннокорневищный, короткокорневищный, луковичный, клубнекорневищный, надземностлоный, подземностлонный, куадексовый, без корневищной структуры;

д) тип корневой системы: стержнекорневой, кистекорневой, без корневой системы;

е) пространственное размещение побегов: эректоидное, лианоидное, рыхлоподушечное, стелющееся;

ж) отношение к температуре (термоморфа): мегатермы - растения тропической зоны, мезотермы - растения субтропической зоны, микротермы - растения бореальной зоны;

з) отношение к воде (гидроморфа): гигрофиты (растения, обладающие приспособлениями к жизни в избыточно увлажненных местообитаниях), ксерофиты (растения, приспособившиеся к жизни в засушливых местообитаниях, мезофиты (растения, обитающие в местах со средней степенью увлажнения почвы), ксеромезофиты (мезофиты, приближающиеся по своим признакам к ксерофитам), мезогигрофиты (мезофиты, приближающиеся по своим признакам к гигрофитам) [Горышина, 1979, с. 119];

и) отношение к свету (гелиоморфа): гелиофиты (светолюбивые растения), сциофиты (тенелюбивые растения), гелиосциофиты (теневыносливые растения), сциогелиофиты (растения, предпочитающие полностью открытые места, но могут расти при небольшом затенении) [Горышина, 1979, с. 34];

к) экоценоморфа: в экоценотической структуре различают следующие экоценоморфы: сильвант (лесные виды), пратант (луговые), маргант (опушечные), степант (степные), петрофант (произрастающие на скальных экотопах), палюдант (на перувлажненных местообитаниях), псаммофант (на песчаных субстратах), синантропофант (сорные, рудеральные виды), литоралофант (литоральные виды) [Литвинская, 2001, с. 7].

Итогом проведенного экологического анализа стала сводная таблица, в которую были занесены все сведения по биоэкологической и фитоценотической характеристике видов (приложение В). По приведенным данным в таблице В.1 были построены диаграммы и графики по каждому показателю и проведен их анализ.

4. Экологический анализ флоры урочища Поднависла

4.1 Систематическая структура