Книги, научные публикации
Pages: | 1 | 2 | 3 | 4,5 до 18, 1 %, а у образцов, собранных в зоне действия Ключевского завода ферросплавов - от 34,4 до 42,8 %. Таким образом, несмотря на высокую внутривидовую изменчивость признака стерилизации мужского ...
-- [ Страница 2 ] --сосняк зеленомошно-разнотравный приспевающий в возрасте 85 лет (бывший сосняк, 55 лет). Молодые формирующиеся лесные экосистемы представляют собой мощный резервуар аккумуляции углерода за счет образования продукции, увеличения с возрастом запаса мертвого органического вещества на поверхности и в толще почвы, несбалансированности процессов ежегодного прироста, опада и разложения органического растительного материала (Шугалей, 1996). Активное влияние лесного полога на свойства почвы начинается с момента образования специфического горизонта лесных почв - лесной подстилки. Явление стратификации лесной подстилки - наиболее наглядный результат протекающей сукцессии. Естественное разделение на слои, разные по степени разложения материала, отражается в генетической классификации почвенного профиля. В районе наших исследований при зарастании заброшенных пашен сосновым лесом, последующей трансформации агроценозов и формировании лесных экосистем образуется органогенный слой - лесная подстилка. Для объективной оценки степени пространственного варьирования мощности подстилки и гумусово-аккумулятивного горизонта (бывшего пахотного слоя) закладывали трансекты, которые проходили через зоны действия стволов, крон и локон. Проводили замеры мощности этих верхних слоев почвы. В мертвопокровном жердняке 25- летнего возраста при значительной сомкнутости древесного полога и высокой густоте насаждений (полнота 1,2), с почти невыраженным микрорельефом и отсутствием травяного покрова проводили замеры в 23 кратной повторности. В средневозрастном разнотравном 55- летнем сосняке при достаточной изреженности древостоя, значительно меньшей его полноте (0,76), довольно равномерном и хорошо выраженном травяном покрове со слабо выраженным микрорельефом определения мощности указанных слоев были 35 кратные. Самая большая повторность измерений мощности (40) характерна для 85- летних приспевающих сосняков. По результатам статистической обработки средняя мощность лесной подстилки в молодых сосняках составила 3,61см при коэффициенте варьирования 20%. В более взрослом сосняке она равнялась 3,24 см с коэффициентом пространственного варьирования, составляющим 17,3%. Максимальная толщина лесной подстилки отмечена в приспевающем зеленомошно-разнотравном сосняке 85- летнего возраста (6,2 см с коэффициентом вариации 25%). Различия по мощности подстилки в почвах этих объектов статистически значимы (критерий Стьюдента Цt факт.- 2,42 при t теор.-2,1). Мощность гумусово-аккумулятивного горизонта в почвах указанного возрастного ряда снижается с 16,0 до 14,19 и 8,5 см с коэффициентами пространственной изменчивости этого показателя от 28,0 до 11,2%. В зависимости от степени разложения, наличия растительных остатков, образования грибного мицелия и т. д. выделили два слоя подстилки в 25 летнем сосняке: L - неразложившиеся остатки и F - полуразложившиеся остатки. Под 55- летними и 85- летними древостоями выделили третий слой H, представляющий однородную темную массу без ясно различимых остатков (труху). Суммарная мощность слоев F и H во всех случаях превышает мощность слоя L почти вдвое. Минимальную мощность во взрослых сосняках имеет слой Н. Так, в сосняке 55- летнего возраста из-за малой мощности мы включили его в слой F. Как правило, мощность подстилки в пределах сосняков одного возраста повышалась на 0,5-1,5см у приствольных кругов сосны. Наибольшей вариабельностью морфологических свойств отличается верхний слой L в более взрослых сосняках. Он состоит из растительных остатков, еще сохранивших свою структуру. В этом слое отмечаются наибольшие сезонные и годовые колебания массы. Относительно однороден и более устойчив по толщине, плотности и составу компонентов ферментативный горизонт F, густо пронизанный гифами грибов в плохо отделяемую сплошную массу. Эта однородность нарушается трудно разлагающимися компонентами (шишки, куски коры, веточки), которые погребаются в этом слое. По морфологическим признакам слой Н характеризуется наибольшей однородностью, так как представляет собой труху - порошкообразный мулль, продукт глубокой переработки органического вещества разнообразными живыми организмами. Определяли фракционный состав и запасы подстилки в сосняках разного возраста. В сосновом жердняке более 90-99% от общих запасов подстилки приходится на мягкую часть (1 фракция), представляющую собой преимущественно хвою сосны и редкие травянистые остатки, так как эти сосняки мертвопокровные. В зависимости от гидрометеорологических условий года и сроков определения запасы этой фракции в 25 летнем сосняке составляют от 11,3 до 22,59 т/га. На вторую фракцию (трудноразлагаемые остатки) здесь приходится от 0,25 до 7 т/га. Доля участия мягкой части в общих запасах подстилки почв более взрослых сосняков несколько снижается за счет увеличения трудноразлагаемой фракции. Так запасы подстилки в сосняке 55 летнего возраста колеблются от 14,1 до 59,9 т/га. При этом запасы мягкой части составляют от 10,7 до 24,74 т/га. Расчет соотношений подстилки к опаду (подстилочно-опадный коэффициент) дает колебания от 4,3 (сосняк 55 лет) до 6 (сосняк 25 лет).. Отмечается более высокая скорость разложения органического вещества в сосняке 55 летнего возраста. Интенсивность круговорота здесь также выше, что следует из анализа данных по соотношению зольных элементов в опаде к таковым в подстилке (соответственно от 35,6 до 30,6) в зависимости от возраста древостоев. В результате смены агробиоценоза лесной растительностью и увеличении возраста соснового леса резко меняется масштаб и характер круговорота органического вещества и минеральных элементов. Высокая полнота древостоев в 25 летнем загущенном мертвопокровном жердняке ведет к слабой прогреваемости почвы, длительному сохранению мерзлоты, задерживанию кронами осадков, большому десуктивному расходу влаги. Неблагоприятный гидротермический режим и низкая биологическая активность затормаживают процессы минерализации опада, ежегодно поступающего на поверхность почвы. Здесь формируется грубогумусная подстилка. Процесс биологической аккумуляции заторможен. При разреживании древостое и смене мертвопокровной стадии разнотравной улучшаются гидротермические условия и активизируются биологические процессы. Скорость разложения опада и интенсивность биокруговорота при этом повышаются. Превращение опада в почвенный гумус в 55 летнем сосняке характеризуется как среднегумусовый (модер-муллевый). Активизируется гумусово-аккумулятивный процесс. Увеличение продолжительности воздействия соснового леса на почву (от 25 до 85 лет) приводит к резкому уменьшению в составе микробных комплексов абсолютного и относительного содержания актиномицетов (от 397 до 230 тыс. КОЕ, соответственно) и одновременному увеличению доли микроскопических грибов (от 493 до 815 тыс. КОЕ) в лесной подстилке. В гумусово-аккумулятивном горизонте почв указанного возрастного ряда сосняков эти значения приобретают такую закономерность (от 513 до 140 тыс. КОЕ актиномицетов и от 225 до 489 тыс. КОЕ микроскопических грибов). Эти показатели указывают на приобретение микробоценозами лесных признаков. В почвенном профиле молодых сосняков в сравнении с более спелыми древостоями активнее идут процессы микробиологической минерализации и выше удельная дыхательная активность. Величины дыхательной активности в древостоях 55 и 85 летнего возраста самые высокие и не имеют достоверных различий. При меньшей интенсивности дыхания почвы сосняка 25 летнего возраста удельная дыхательная активность по отношению С-СО2 к С-биомассы микроорганизмов здесь самая высокая. Таким образом, в процессе биохимической трансформации опавший растительный материал на поверхности почвы в сосновых биоценозах последовательно проходит все стадии преобразования, характеризуясь определенным временем пребывания в каждой. В свою очередь это оказывает значительное влияние на свойства и облик верхней толщи почв. Скорость изменения во времени этих показателей чрезвычайно велика. Наиболее существенные изменения характерны при переходе от залежи к 25-летнему сосняку.
ЛИТЕРАТУРА Чернова Н.М. Экологические сукцессии при разложении растительных остатков. М.:Наука, 1977, 199с. Шугалей Л.С. Воздействие лесных культур на антропогенные почвы котловин юга Средней Сибири. Почвоведение, 1996, № 4, с.411-421.
УДК 502. ПРОГНОЗНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЕГРАДАЦИИ ПРИРОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПРИБАЙКАЛЬЯ И ВОЗМОЖНОЕ СНИЖЕНИЕ РЕКРЕАЦИННОЙ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ РЕГИОНА Н.Ю. ЛЕБЕДЕВА, В.Н. МОЛОЖНИКОВ Иркутская государственная сельскохозяйственная академия АННОТАЦИЯ В работе представлен анализ состояния природных экосистем Прибайкалья, показаны основные причины их деградации, а также предполагаемые последствия этих процессов.
В последние годы многие авторы высказывают не мало оптимистических надежд на развитие туризма в Байкальском регионе. Некоторые из них даже предлагают опоясать берега Байкала непрерывной туристической тропой (Сукнев, 1999). В основном, большинство разрабатываемых проектов направлено на получение прибыли, при этом не многих волнует современное и будущее экологическое состояние региона, а также: как скажется деструктивная деятельность человека на устойчивости природной среды Участка Всемирного наследия, каков предел терпения Байкала и как скоро будут разрушены его достопримечательности? В XX-м столетии озеро уже испытало со стороны человека шесть мощных экологических ударов (Моложников, 1999) и их разрушительные последствия до сих пор не утихают. На основе состоятельного и разностороннего анализа можно предположить, что в ближайшие 25-40 лет негативные процессы в этом регионе еще более усилятся и заметно снизят его рекреационную ценность. Среди наиболее опасных явлений можно отметить следующие: 1. Лесные пожары бушевали на берегах Байкала из покон веков. Сегодня в этом регионе практически невозможно найти участок, не пройденный огнем. Крупные пожары происходят здесь примерно через каждые 60 лет;
средние (по охваченной площади) - через 40 лет;
мелкие, но очень частые по возгоранию - через 10-20 лет. В последние годы не мало лесных пожаров возникает и по вине туристов. Так, изумительные по красоте леса уничтожены огнем на тысячах га в Баргузинском заповеднике (его главная усадьба сейчас стоит среди обширной гари). Не мало лесов выгорело в Байкало-Ленском и Байкальском заповедниках, в Прибайкальском, Тункинском и Забайкальском национальных парках, в заказниках "Фролихинский", "Прибайкальский" и др. Пострадали леса и в других уникальных уголках Байкала. А что будет, если вокруг озера пойдут нескончаемые толпы туристов? Через сколько лет неповторимая природа Прибайкалья превратиться в сплошную гарь? 2. Вырубки лесов в прибрежной полосе озера до начала "перестройки" не были массовым явлением. Сдерживание лесозаготовительной экспансии осуществлялось (правда, не всегда эффективно) государством. Не плохо работали по защите природы пресса, наука, писатели, художники и многие общественные организации. В настоящее время леса рубятся везде, где это возможно, даже в национальных парках! Неужели кто-то всерьез рассчитывает, что массовые вырубки на туристических маршрутах поднимут рекреационный имидж Байкала и не отпугнут его ежегодных посетителей? А, между тем, иностранных туристов в первую очередь привлекает нетронутая природа Байкала, его естественные первичные леса, то, чего уже почти не встретишь в Европе, северной Америке, Азии! 3. Усыхание уникальных лесов с третичными реликтами от газовых эмиссий наблюдается на северо-западных склонах хребта Хамар-Дабан уже более 30 лет. В разных стадиях отмирания существуют леса на площади до 500 тыс. га, причем 50 тыс. га лесов уже безвозвратно потеряны. Эти леса - феноменальное явление Байкальской природной территории. Сегодня они медленно погибают и их гибель ведет в неминуемой утрате рекреационных ресурсов Хамар-Дабана. Следовательно, туристические проекты, разрабатываемые для этого региона, требуют существенной корректировки. 4. Разрушение берегов водной эрозией началось после перекрытия р. Ангары плотиной Иркутской ГЭС (1959 г.). В результате этого явления многие уникальные участки побережья Байкала приобрели уродливые формы. За счет поднятия уровня озера (в среднем 1 м) происходит постоянный подмыв берегов, осыпание грунтов и быстрая эрозия склонов. На таких участках в буквальном смысле можно наблюдать оскальпированную землю. Этот разрушительный процесс усугубляют и многочисленные туристы, спускающие неустойчивый слой почвы и грунт со склонов к литорали Байкала. С годами экологическая ситуация на эродируемых участках будет только усложняться, привлекательность местности снижаться, а опасность нахождения здесь туристов усиливаться. 5. Рекреация оказывает заметное влияние на природу Прибайкалья уже более 40 лет. За прошедшее время в регионе появились "рекреационные язвы" в районе бухты Песчаной, на берегах Малого моря, на острове Ольхон, на мысе Тыя, в районе озера Фролиха, на перешейке полуострова Святой Нос, на озерах Котокель и Колок, в дельте р. Селенги и окрестностях городов Бабушкин, Байкальск, Слюдянка. Многие из названных участков уже потеряли значительную часть рекреационного ресурса территории. 6. Неконтролируемые застройки берегов могут существенно обезобразить байкальские ландшафты. Уже сегодня застроенные берега Байкала в районах населенных пунктов г. Бабушкин, пос. Клюевка, Танхой, городов Байкальск и Слюдянка, поселков Култук, Листвянка, Северобайкальск, Усть-Баргузин, Турка утратили всякую привлекательность для отдыхающих. Эти территории сейчас можно рассматривать всего лишь как места временного пребывания туристов, они, несомненно, снижают байкальский рекреационный имидж. Несмотря на рекомендации ТерКСОП "Байкал" сегодня на многих участках побережья озера в 500-метровой зоне возводятся туристические базы и коттеджи, что, безусловно, снижает самобытность и привлекательность озера. Ко всему этому следует прибавить и архитектурную безвкусицу, которая еще более усугубляет ситуацию. Например, новые коттеджи в Листвянке и Котах, уродливая переделка Посольского монастыря и пр. 7. Автомобильные и железные дороги позволяют неконтролируемым потокам туристов проникать в ранее недоступные участки побережий и наносить прибайкальском природе существенные разрушения в виде лесных пожаров, самовольных рубок леса, запрещенных способов охоты и рыбалки и пр. Первая железная дорога была построена на юге Байкала в начале XXЦго столетия. За время ее существования прибрежная полоса озера на протяжении 300 км превратилась в экологическую пустыню. Здесь появилось более 50 видов растений, чуждых аборигенной флоре. Многие из них могут представлять опасность для местных экосистем. В семидесятых годах этого же столетия на севере Байкала началось строительство Байкало-Амурской железнодорожной магистрали, которая еще более ухудшила экологическую ситуацию на Байкале и заметно снизила рекреационную ценность региона. Рядом с железными дорогами построены и автомобильные, также усложнившие экологическую обстановку. Одновременно со строительством дорог сооружены различные инженерные сооружения: укрепители берегов (уродливые рогатки, плиты, дамбы), противоселевые стены, дренажные спуски и пр. Все это не могло не сказаться на ухудшении внешнего облика местности, снижении биологического разнообразия региона и его рекреационного ресурса. 8. Строительство ЛЭП на берегах Байкала также не украсило его ландшафты. Особенно удручающие примеры безграмотного отношения к природе можно наблюдать в истоке реки Ангара, на участке единственной в Сибири крупной зимовки водоплавающих птиц. Сегодня не малая часть из них гибнет во время регулярных суточных перелетов, разбиваясь об электрические провода. Другой пример безобразного отношения к природе Байкала можно видеть на острове Ольхон, куда уже протянули линию ЛЭП и тем самым обезобразили уникальный степной ландшафт с реликтовыми степями. При этом особо следует подчеркнуть, что инициаторы этих разрушительных для Байкала проектов мотивируют свои действия заботой о развитии туризма. Вероятно, они совершенно не понимают природу нашего озера и пытаются привнести сюда туристический образ берегов Средиземного моря. 9. Байкал намечено опутать нитями газо- и нефтепроводов, а это может окончательно погубить его природу. При таком решении, о туристическом бизнесе можно забыть! До сих пор Байкал привлекал туристов своей особой энергетикой, исходившей от его могучей и мало испорченной человеком природой. Однако положение с благополучием озера быстро меняется, а рекреационные ресурсы стремительно разрушаются. Если в ближайшие годы не будут приняты необходимые стабилизационные меры, то Россия может потерять на Байкале значительно больше, чем заработает на продаже нефти и газа!
ЛИТЕРАТУРА Моложников В.Н. Байкал в 20-м веке. Ресурсы и проблемы: вчера, сегодня, завтра // Волна - 1999. - № 3-4 (20-21). - С.39-41. Сукнев А. Большая байкальская тропа - 2000 км по Участку Всемирного наследия // Волна. - 1999. - № 3-4 (20-21). - С. 67-72. УДК 630.228. ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ДРЕВЕСНОГО ЯРУСА В ЧЕРНЕВЫХ КЕДРОВНИКАХ ЗАПАДНОГО САЯНА П.М. ЕРМОЛЕНКО, Н.Ф. ОВЧИННИКОВА Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, institute@forest.akadem.ru АННОТАЦИЯ На основании результатов многолетних стационарных исследований возрастной динамики древостоев кедровников Западного Саяна утверждается, что в черневом поясе доминирование кедра в насаждении постепенно ослабевает, а роль пихты в сообществе усиливается благодаря разновозрастной структуре ее ценопопуляции. Высказывается предположение, что в недалеком будущем кедровники крупнотравнопапоротниковые в черневом поясе Западного Саяна сменятся на пихтарники того же типа леса.
В современных условиях лесные экосистемы Западного Саяна испытывают на себе не только влияние экстремальных природных факторов, но и антропогенный пресс. Перспектива дальнейшего развития хозяйственного комплекса в горных и предгорных районах на юге Сибири предопределяет необходимость сохранения природного экологического равновесия - гаранта успешности осуществления хозяйственных проектов. В первую очередь это относится к лесной компоненте, поддерживающей необходимый уровень гидрологического и углеродного баланса в оробиоме Западного Саяна. Наиболее полные результаты исследования динамических процессов в растительном покрове могут быть получены на постоянных, долговременных природных объектах (Основы Е, 1964). Одним из таких объектов является постоянная пробная площадь №5 Института леса СО РАН на Ермаковском горном стационаре. Район исследований находится в пределах Алтае-Саянской горной лесорастительной области в Джебашско-Амыльском округе черневых и горнотаежных пихтовых и кедровых лесов. Крупнотравнопапоротниковые кедровники черневого пояса распространены здесь в пределах высотных отметок 350-900 м (Типы Е, 1980). Постоянная пробная площадь №5 заложена в 1968 году в кедровнике крупнотравнопапоротниковом в черневом поясе. Средний возраст кедрового древостоя первого яруса - 230 лет, I класс бонитета. Второй ярус из пихты, со средним возрастом 120 лет. Кроме кедра и пихты в древостое отмечены отдельные деревья березы и осины. В составе подлеска - рябина, черемуха, бузина, ива (Ермоленко, 1985, 2000). За первые десять лет наблюдений не были выявлены существенные изменения в структуре спелого древостоя и подлесочном ярусе (Ермоленко, 1985). За последующие 20 лет запас древесины I яруса древостоя увеличился с 350 до 430 м3/га, II яруса - с 89 до 123 (Ермоленко, Кузьмичев и др., 2002). Однако в следующее десятилетие двумя прошедшими ураганами - в 1989 и 1995 гг. - было повалено или сломано много старовозрастных деревьев и в результате было потеряно около 200 м3/га древесного запаса. Результаты 30-летних стационарных исследований возрастной динамики численности ценопопуляций, биометрических показателей, пространственной структуры древостоя, различных древесных видов в кедровнике крупнотравно-папоротниковом послужили основанием для определения направления дальнейшего развития процесса возрастных изменений в лесных сообществах данного типа (Ермоленко, 1985, 2000;
Ермоленко, Кузьмичев и др., 2002). В настоящее время средний возраст древостоя в ценопопуляции кедра достиг 260 лет - или естественной спелости для кедровников (Соколов, Семечкин и др., 1998). Характерной особенностью структуры древостоя является отсутствие в нем деревьев кедра младших возрастных поколений (60-100 лет), необходимых для сохранения доминирующей роли кедра в насаждении после отмирания старовозрастных поколений древостоя. Исследование динамики возобновления древостоя кедра на стадии подроста показало, что молодые генерации кедра под пологом леса погибают до 90% в первое же десятилетие после появления. За 30 лет наблюдений лишь 2,5% общего количества подроста достигло высоты 1,3 м, размера, с которого нами, вслед за Дыренковым (1984), было принято считать как особи подроста, перешедшими уже в категорию деревьев (Ермоленко, 1985). За прошедшие 31 год численность ценопопуляции кедра уменьшилась на 44% ее величины в 1968 году (Ермоленко, 2000). Восполнение убыли древостоя из подроста за этот период составило 7 экз./га, два из которых усохли. На малое участие крупного подроста в структуре возобновления кедра в кедровниках крупнотравно-папоротниковых указывали и другие исследователи (Поликарпов, Бабинцева, 1963). В отличие от кедра возрастная структура ценопопуляции пихты включает в себя весь возрастной набор поколений древостоя - от подроста до старовозрастных отмирающих деревьев. Описывающие распределения деревьев по возрасту, толщине, высоте кривые имеют форму ниспадающих слева направо с максимумом их количества в низших значениях признака. Такая форма возрастного распределения особей в популяции свидетельствует о ее стабильности и устойчивости (Василевич, 1983). В продолжении 30-летнего периода возрастная композиция древостоя пихты оставалась неизменной. Процесс замены отмирающих особей молодыми идет непрерывно. Из общего количества деревьев пихт, фиксировавшихся нами на пробной площади через каждые 10 лет, 18% составляли деревья, перешедшие за десятилетие в древостой из подроста. Несмотря на то, что естественный процесс возрастной динамики древостоя дважды за 30 лет нарушался ураганным ветром - вертикальная сомкнутость древостоя пихты сохранилась, обусловливая тем самым неизменность направления возрастных смен поколений древостоя. Следствием прошедших ураганов явилось активизация в последнем десятилетии процесса естественного возобновления березового древостоя - численность подроста и молодых деревьев этой породы увеличилась в несколько раз, так же как и деревьев подлесочных пород (таблица), что связано с появлением минерализованных участков почвы в местах вывала ветром деревьев кедра и пихты. Стационарные многолетние исследования возрастной динамики древесного яруса кедровников в черневом поясе Западного Саяна показали, что процесс возрастных смен поколений древостоев в ценопопуляциях кедра и пихты имеет различное направление. Условноразновозрастный, перестойный кедровый древостой, не имеющий под своим пологом достаточного количества особей кедра молодых поколений деградирует и распадается под воздействием эндогенных и экзогенных факторов, теряя свою эдификаторную роль в сообществе. Возрастная динамика пихтового древостоя определяется Таблица. Динамика естественного отпада и восполнение из подроста деревьев различных древесных пород в кедровнике крупнотравно-папоротниковом в черневом поясе Западного Саяна Год учета Характеристика деревьев Кедр 112 4,5 2,7 110 10,0 2,0 101 36,6 3,0 66 53 44,5 7 2,5 Пихта 727 10,0 18,2 800 13,5 15,6 820 54,3 22,0 481 626 56,5 380 18,1 Древесная порода Береза Рябина Черемуха 11 163 270 9,1 50,0 20 35,0 23,5 17 41,2 84,0 64 15 19,0 68 61,3 15,9 27,9 190 26,3 42,4 243 65,1 38,4 138 234 62,9 209 36,6 21,1 42,0 367 44,1 64,9 584 76,4 53,7 298 665 69,0 693 55,5 Бузина 3 0 70,0 10 70,0 33,3 6 16,7 95,7 94 8 7,8 99 90,0 Ива 2 0 33,3 3 66,7 88,9 9 55,6 86,7 30 7 18,9 35 83, 1968 Всего растущие в 1968 г., шт./га Усохшие за 10 лет, % 1968 г. 1978 Перешли из подроста в древостой, % всего 1978 г. Всего растущие в 1978 г., шт./га Усохшие за 10 лет, % 1978 г. 1988 Перешли из подроста в древостой за 10 лет, % всего 1988 г. Всего растущие в 1988 г., шт./га Усохшие за 11 лет, % 1988 г. 1999 Перешли из подроста в древостой за 11 лет, % всего 1999 г. Всего растущие в 1999 г., шт./га 19681999 Всего усохшие за 31 год, шт.на га/% Перешли в древостой из подроста за 31 год, шт.на га/% непрерывностью смен возрастных поколений, возникновение которых идет постоянно в процессе естественного возобновления древостоя. В конечном итоге, после выпадения кедра из состава древостоя его место займет пихта, закрепляя за собой доминирующую роль в насаждении на долгие годы. Таким образом, следует признать, что в настоящее время в процессе возрастного развития кедровники крупнотравно-папоротниковые постепенно сменяются на пихтарники того же типа леса, в которых в дальнейшем кедр будет участвовать в составе древостоя в качестве примеси. Можно предположить, что в будущих пихтарниках крупнотравно-папоротниковых возрастная динамика древостоя будет носить циклический характер, который, по мнению В.Н. Сукачева (ОсновыЕ, 1964), присущ коренным лесным сообществам. Исследования проводятся при финансовой поддержке РФФИ (04-04-49279).
ЛИТЕРАТУРА Василевич В.И. Очерки теоретической фитоценологии. - Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1983. - 247 с. Дыренков С.А. Структура и динамика таежных ельников. - Л.: Наука, 1984. - 176 с. Ермоленко П.М. Пространственно-временная структура древостоев темнохвойных лесов Западного Саяна. // Продуктивность и структура лесных сообществ. - Красноярск: ИЛиД, 1985. - С. 59-70. Ермоленко П.М. Возрастная динамика древесного яруса в черневых кедровниках Западного Саяна // Ботан. исслед. в Сибири, - Вып. 8. - Красноярск, 2000. - С. 36-45. Основы лесной биогеоценологии. - М.: Наука, 1964. - 575 с. Соколов В.А., Семечкин И.В., Фарбер С.К., Зиганшин Р.А. Система экологического мониторинга лесов и лесоустройство // Сибирский экологический журнал. - 1998. - № 1. - С. 39-47. Типы лесов гор южной Сибири / Смагин В.Н, Ильинская С.А., Назимова Д.И., Новосельцева И.Ф., Чередникова Ю.С. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ие, 1980. - 336 с.
УДК 630* ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА РОСТА НИЖЕГОРОДСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ Д.В. ХЛЮСТОВ ФГУП Поволжский леспроект, dimi@sandy.ru И ПРОДУКТИВНОСТИ БЕРЕЗНЯКОВ АННОТАЦИЯ Рассмотрены закономерности возрастной динамики средних высот и запасов березовых древостоев по однометровым ступеням средних высот в 100-летнем возрасте. Показано изменение запаса сомкнутых березняков от средней высоты древостоев дифференцированных по уровням продуктивности.
Лесной фитоценоз представляет собой сложную структурную систему взаимодействий и взаимосвязей между растениями и средой, изучению которых в России и за рубежом уделяется большое внимание. Из существующих лесотаксационных нормативов важная роль отводится таблицам хода роста нормальных насаждений, имеющих максимальную сомкнутость. Составление таблиц возрастной динамики требует проведения значительных исследований, которые опираются на довольно подробно описанные методические подходы. Опытный материал, привлекаемый для этих разработок, должен быть всесторонне проанализирован и систематизирован, так как даже незначительные отклонения какого-либо таксационного показателя от реально существующих закономерностей приведут к недостоверным итоговым результатам. При проведении таких исследований следует соблюдать системность в компоновке опытного материала и лишь затем проводить его анализ с использованием многомерных методов моделирования процессов роста по каждому таксационному показателю, формируя оптимальную структуру каждой отдельной модели. В отличие от существующих методических приемов, анализ роста по уровням продуктивности (бонитетам) и типам кривых дал возможность получить модели динамики средней высоты древостоев по 1-метровым ступеням высот в 100-летнем возрасте. В результате была получена модель вида: HA = H100 exp {-5,1146 + 1,7876 lnA - 0,1470 ln2A} (1) R2 = 0,995 t = | 24,2;
37,2;
19,7 | Вторым элементом исследований возрастной динамики средней высоты следует считать оценку достоверности (адекватности) модели. Решение этой задачи осуществлено путем сопоставления трендов возрастной динамики, представленных точечно с линиями по данным эскизов таблиц хода роста, разработанных Поволжским лесоустроительным предприятием для березняков различных лесорастительных районов Нижегородской области. Наложение этих данных в общую систему динамики средних высот (рис. 1) позволило сделать заключение о целесообразности использования принятого методического подхода. Наряду со средними высотами, проведено моделирование возрастной динамики запаса древостоев по 1-метровым ступеням высот в 100-летнем возрасте древостоев в сочетании с уравнением (1). В результате получено уравнение регрессии вида: M = exp{0,2330 + 2,3080 lnA - 0,2655 ln2A - 1,0511 lnH + 0,3801 ln2H} (2) 2 R = 0,996 t = | 8,1;
11,0;
9,7;
5,9;
11,7 | Графическая интерпретация возрастной динамики продуктивности древостоев представлена на рисунке 2. Во всех случаях отмечается близкое друг к другу расположение линий возрастной динамики продуктивности, находящейся в допустимых пределах точности определения запаса.
Рис. 1. Сравнение возрастной динамики средней высоты сомкнутых березняков Среднего Поволжья с данными Поволжского лесоустроительного предприятия Рис. 2. Возрастная динамика средней высоты сомкнутых березняков Среднего Поволжья по 1-метровым ступеням высот в 100-летних древостоях Изложенные фрагменты возрастной динамики древостоев следует рассматривать в сочетании друг с другом в разрезе уровней продуктивности, что соответствует требованиям составления стандартных таблиц сомкнутых древостоев с полнотой 1,0. На рисунке Рис. 3. Сравнение взаимосвязей запаса сомкнутых березняков Среднего Поволжья со средней высотой по классам средней высоты древостоев в 100-летнем возрасте с данными Поволжского лесоустроительного предприятия показана взаимосвязь между этими показателями по уровням продуктивности. Сопоставление ее с усредненной линией регрессии, используемой при таксации запасов сомкнутых березовых древостоев, указывает на более детальное рассмотрение в проведенных нами исследованиях закономерностей продуктивности древостоев. Так, установлена закономерность: при более высоком уровне продуктивности кривая изменения запасов от средней высоты более вогнута по сравнению с уровнями более низкой продуктивности, что не отображают действующие в Среднем Поволжье нормативы. Изложенные методические приемы позволяют рассмотреть закономерности роста и продуктивности растущей части древостоев более детально при полной систематизации всего комплекса таксационных показателей, задействованных в лесотаксационных нормативах возрастной динамики.
ЛИТЕРАТУРА Хлюстов В.К., Харин О.А., Хлюстов Д. В. Ход роста и строение сомкнутых березовых древостоев Среднего Поволжья (с графическим приложением). Справочник. -Н.Новгород: ФГУП Поволжкий леспроект, 2004. - 101 с.
УДК 630*182.21(571.121) ВОССТАНОВИТЕЛЬНО-ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ЛЕСОВ В ДОЛИНЕ Р. НАДЫМ В.М.ГОРЯЧЕВ Институт экологии растений и животных УрО РАН, Екатеринбург, gor@ipae.uran.ru АННОТАЦИЯ На основе анализа пространственной структуры лесных экосистем и изучения морфометрических характеристик древесного яруса выявлены основные периоды, стадии их продолжительности и особенности изменения состава и возрастной структуры древесного яруса в долине р. Надым.
Известно, что изучение динамики лесных сообществ позволяет выявить не только закономерности их развития, но и особенности восстановления (Колесников, Смолоногов, 1960;
Коновалова, 2004). На северном пределе распространения лесов вопросы их динамики представляют особый интерес, так как здесь в случае возможных глобальных климатических изменений компоненты растительных сообществ могут проявить некоторые специфические реакции как на уровне внутриценозных, так и межценозных отношений, выявить которые возможно, только зная процессы их естественного развития (Изменение климата, 2003;
Горячев, 2003в). Поэтому, учитывая, что в условиях Субарктики лесные экосистемы являются фактически единственным местом сохранения региональной биоты, знание этих процессов является основой предвидения возможных климатогенных сукцессий.
В связи с этим целью исследования было изучение хода восстановительных смен лесных экосистем и факторов, их определяющих, в долине р. Надым Район исследований располагается в субарктической полосе Западной Сибири (Надымская низменность) и представляет собой пологоволнистую равнину с большим количеством болотных, озерно-соровых комплексов и рек, разделенных междуречными невысокими увалами с глубиной расчленения рельефа 3-40 метров. (Геология СССР, 1968). В климатическом отношении район располагается в пределах северо-западной климатической области. Особенностью мезоклимата долины реки являются его различия в водораздельной и пойменной части, где удлиняется безморозный период (Орлова, 1962). Леса поймы низкопродуктивные и представлены в зависимости от условий местообитания вариантами лишайникового, зеленомошно-кустарничкового и багульниково-сфагнового типов (Крылов, 1961). Оценка восстановительных смен древесного яруса выполнена на основе анализа ландшафтной структуры поймы и пространственной дифференциации лесных экосистем в районе нижнего, среднего и верхнего течения р. Надым (соответственно в 45, 100 и 135 км от Обской губы), где в сообществах разных периодов и стадий восстановления было заложено 37 пробных площадей (ПП). На каждой ПП проведен перечет древостоя и подроста хвойных пород по общепринятым методикам. Для определения возраста древостоя и дендрохронологического анализа с ныне живущих деревьев ели, кедра, лиственницы, березы и ивы собрано около 700 образцов древесины. При оценке возрастной структуры древостоев учтена информация, полученная на основе анализа 1000-летних дендрохронологических рядов (построенных нами ранее) по лиственнице сибирской, ели сибирской и кедру сибирскому (Горячев, 2003г). Вычисленные средние характеристики древостоев достоверны на 5% уровне значимости. Обобщенная таксационная характеристика древесного яруса лесных сообществ наиболее распространенного коренного типа леса в разных участках течения р. Надым представлена в таблице, а особенности прохождения их восстановления по периодам и стадиям приводятся ниже. Леса (зеленомошно-разнотравного типа) в нижней пойме формируют небольшие массивы, которые расположены на прирусловых гривах, возвышающихся на 2-4 м над наибольшим уровнем водной поверхности. Они вытянуты вдоль береговой линии шириной около 50 метров. На обследованном профиле хорошо выделяются только сообщества от начальных стадий зарастания элювиальных отложений до формирования хвойнолиственного леса, где возраст ели и кедра не превышает 120 - 160 лет. Это косвенно указывает на относительно небольшую продолжительность периода переформирования прирусловых ландшафтных комплексов в нижней пойме. В условиях средней поймы в связи с большей расчлененностью рельефа и формированием достаточно устойчивых первичных водораздельных комплексов (пойменные гривы в петлях русла) возрастает разнообразие морфоструктуры и состава пойменных лесов, что свидетельствует о множественности вариантов развития лесных сообществ, определяемых как локальными условиями экотопа, так и изменением ценотических условий. Рассмотрение восстановительного ряда кедро-ельника зеленомошно-кустарничковоягодникового типа показало, что от начала первичного заселения аллювиальных отложений до появления жизнеспособного подроста хвойных проходит не менее 45-50 лет. Далее через 60-80 лет под пологом лиственных пород (в основном березы) начинает формироваться нижний ярус, представленный хвойными деревьями и 2-ым разреженным поколением березы. Через 20-30 лет после начала активного распада первого поколения березы формируется полидоминантный хвойно-лиственный древесный ярус. Формирование устойчивого лесного сообщества, где хвойные деревья становятся кондоминантами и субэдификаторами, завершается через 140-170 лет. Достаточное количество подроста в стадиях второго периода определяет возрастную динамику и формирование поколений хвойных пород. В ходе третьего периода доминирующая роль переходит к кедру, и при условии стабильности ландшафтной структуры появляются новые поколения кедра. Так, например (см. таблицу), возраст наиболее старого кедровника с 3-мя поколениями ели и кедра составляет около 500 лет. В верхней пойме восстановительно-возрастная динамика наиболее распространенного здесь ельника-лиственничника зеленомошно-кустарничкового протекает по аналогичной схеме, однако в составе древостоя стадий второго периода кроме ели значительно увеличивается доля лиственницы и в небольшом количестве присутствует сосна, а доля кедра уменьшается. Возраст деревьев старших поколений в обследованных лесных сообществах не превышает 300 лет. Это указывает на уменьшение длительности 3 периода, что, по нашему мнению, обусловлено ухудшением мезоклиматических условий, обусловленным влиянием мерзлоты грунтов коренного берега, поскольку ширина поймы здесь в 1,5-2 раза уже, чем в средней пойме. Таким образом, в динамике экосистем хвойных лесов поймы р. Надым целесообразно выделить три основных периода: первый - зарастание аллювиальных отложений (10-20 лет), появление жизнеспособного подроста хвойных пород (на 45-60 годы после зарастания аллювиальных отложений);
второй - начало формирования яруса хвойных пород, в древостое формируется полидоминантный лиственно-хвойный древесный ярус (на 100Ц140 годы после зарастания аллювиальных отложений) и третий - хвойные породы становятся кондоминантами и субэдификаторами древесного яруса лесных сообществ (на 140Ц170 годы после зарастания аллювиальных отложений). В ходе этого периода прослеживается возрастная динамика доминантов и смена эдификаторной роли одних хвойных пород другими. Каждый период может быть разделен на 2-3 стадии, что определяется темпами роста и изменением состава лесообразователей. Статистический анализ показал, что наибольшие значения варьирования морфометрических характеристик древостоев наблюдаются во втором и начальных стадиях третьего периода восстановления пойменных лесов. Так, изменение возраста лесообразователей колеблется от 14 до 36 %, высоты - от 15 до 27 %, а диаметра - от 19 до 33 %, при этом наименьшие значения отмечаются в одновозрастных древостоях. Связь между высотой и возрастом деревьев составляет в среднем более 0,95, а между диаметром и возрастом - в среднем 0,87 у кедра, 0,93 у ели и 0,98 у лиственницы. Возрастная структура древостоя лесных сообществ изменяется от одновозрастной в первом периоде, ступенчаторазновозрастной - во втором и циклично- и условно разновозрастной в третьем периоде. Сравнительное сопоставление времени появления выделенных поколений лесообразователей в лесах поймы с древесно-кольцевыми хронологиями по ели, лиственнице и кедру показало, что за последние 500 лет возобновление хвойных деревьев было наиболее успешным в периоды высокого прироста (Горячев, 2003г).
Таблица. Краткая характеристика древостоя и подроста по периодам восстановления лесных сообществ в пойме на разных участках течения р. Надым Период (стадия) Состав древостоя (возраст по поколениям) Средние Высота, Диаметр, Полсм см нота Нижнее течение 4 5 10 13 12 16 Среднее течение 7 8 20 22 0,8 0,5 0,45 Запас, м3/ га 25 135 100 Состав подроста, кол-во шт/га (возраст, лет) Единично Е, 9Е1К, 760, (15-50) 6Е2Лц2К, 1100, (2070) 10Е, 650, (5-10) 5Е4К1Лц, 2400, (550) 5Е5К, 1200, (20-70) Единично Е, Лц 7Е2К1Лц, 1800 (560) 6Е3Лц1К, 1370(1560) I (3) II (1) II (3) 8Ив(40)2Б(35) 7Е(110)1Лц(120)2Б(80) ед К 6Е(130)3Лц(140)1К(125) I (3) II (1) III (3) I (3) II (1) III (1) 6Ив(50)4Б(40) 7Б(95, 50)2Е(75)1К(80)ед Лц 7К(495, 370, 195)3Е(280, 165, 85) 0,9 0,8 0,6 0,9 0,7 0, 35 225 175 30 180 17 28 Верхнее течение 7Ив(35)3Б(30) 5 6 4Лц(135)4Е(130)2Б(110) ед С(75), К 14 18 5Лц(180)4Е(170)1Б(90)ед К(260), С 15 Итак, процесс восстановительной динамики лесов не одинаков на разных участках поймы, что обусловлено ландшафтными и мезоклиматическими условиями, шириной поймы, формой и размером меандр. Смена состава лесообразователей пойменных лесов определяется как прохождением ими онтогенеза, так и особенностями структуры фитоценозов на разных стадиях. Относительное сходство динамики пойменных лесов указывает на то, что здесь на протяжении последних столетий русловые процессы определяли только положение в пространстве и стадии восстановительных смен лесных экосистем. Разная доля участия хвойных в составе сообществ указывает на то, что различия типов формирования фитоценозов обусловлены комплексом исходных факторов, определивших направление восстановительных смен развития коренного типа леса. Анализ возрастного строения лесов позволяет утверждать, что климатические факторы наибольшее влияние оказывают на периодичность возобновления и смену поколений.
ЛИТЕРАТУРА Геология СССР. М.: Высшая школа, 1968. 439 с. Горячев В.М. Древесно-кольцевая реконструкция летних температур и динамика лесных экосистем в условиях долины р. Надым // Всемирная конференция по изменению климата. Тезисы докладов М., 2003в. С. 403. Горячев В.М. Использование остатков древесины Надымского городища для построения длительных хронологий и реконструкции температурных условий // Экология древних и современных обществ / Доклады конференции. Вып.2. Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2003г. С. 30-33. Изменение климата, 2001г.: Обобщенный доклад / ЮНЕП;
под ред. Т. Уотсона. Норвегия, 2003. 220 с. Колесников Б.П., Смолоногов Е.П. Некоторые закономерности возрастной и восстановительной динамики кедровых лесов Зауральского Приобья // Проблемы кедра. Новосибирск, 1960. С. 21-31. Коновалова М.Е. Восстановительно-возрастная динамика лесных насаждений в низкогорных ландшафтах Восточного Саяна // Лесоведение, 2004. № 3. С. 44-50. Крылов Г.В. Леса Западной Сибири. М., 1961. 255 с. Орлова В.В. Западная Сибирь // Климат СССР. Л.: Гидрометеоролог. Изд-во, 1962. 360 с. УДК 630*182.2: 630* ДИНАМИКА СОСНОВО-ТЕМНОХВОЙНОЙ ТАЙГИ ЧУЛЫМО-ЕНИСЕЙСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ ПОСЛЕ ВСПЫШКИ МАССОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ СИБИРСКОГО ШЕЛКОПРЯДА И.Н. ПАВЛОВ, А.А. АГЕЕВ, В.В. РОССИНИН, А.Г. МИРОНОВ Сибирский государственный технологический университет, Красноярск, pavlov@sibstu.kts.ru АННОТАЦИЯ Установлены основные закономерности восстановления сосново-темнохвойной тайги после массового размножения сибирского шелкопряда. Факторами, определяющими направление и скорость сукцессии, являются: степень дефолиации, состав и структура древостоя до воздействия, наличие или отсутствие пожаров, рельеф, гранулометрический состав и гидрологический режим почв, близость семенных деревьев.
Среди факторов определяющих сукцессию темнохвойных лесов в Сибири массовое размножение сибирского шелкопряда (Dendrolimus superans sibiricus Tschetv.) является наиболее значимым. Сибирский шелкопряд - самый опасный вредитель кедровых, пихтовых, еловых и лиственничных лесов. Ареал его охватывает территорию от Предуралья до Сахалина и Курильских островов (Исаев и др., 2001). Насаждения, подвергшиеся значительному воздействию сибирского шелкопряда, теряют биологическую устойчивость, усыхают и разрушаются. Это приводит к нежелательной смене растительных и животных сообществ на обширных площадях. Особая вредоносность шелкопряда заключается в полном уничтожении в очагах темнохвойного древостоя (или лиственницы), включая возобновление, а также следующих за этим пожаров и (или) заболачивания (Дудин, 1958;
Фалалеев, 1962;
Коломиец, 1962;
Исаев и др., 2001). Из-за этого в погибших древостоях в большинстве случаев отсутствует удовлетворительное возобновление не только хвойных, но и лиственных пород. Самый первый известный очаг сибирского шелкопряда в Западной Сибири зафиксирован в Тегульдетском лесхозе в междуречье Чети и Долгауна в 1914 г. (Дудин, 1958). В 1953-1957 гг. в 50 км севернее формируется новая вспышка массового размножения сибирского шелкопряда, нанесшая огромный ущерб тайге (Фуряев, 1966). Имеются свидетельства о том, что территория Чулымо-Енисейского междуречья была также подвержена панзональным вспышкам размножения сибирского шелкопряда в 1920-1928 (Коломиец, 1966). В 1878-1889 очаги отмечались в западной части Красноярского края, в 1935-1947 гг. на территории Красноярского края и Томской области (Кондаков, 1974). Программа изучения динамики сосново-темнохвойной тайги предусматривала три сопряженных исследования: Х Динамика лесного фонда в пределах лесхоза. Анализ проводился в границах СреднеЧулымского лесхоза (1953 г.), значительно пострадавшего от сибирского шелкопряда. Х Динамика лесного фонда и естественного возобновления на сквозных выделах. Основной проблемой при использовании материалов лесоустройства для изучения динамики изменения таксационных и лесоводственных показателей является картографические ошибки (особенно при первых лесоинвентаризациях) и изменение границ выделов при последующем лесоустройстве. Для устранения этих проблем нами с использованием геоинформационных технологий (программа ESRI ArcGis) предложено использование технологии сквозных выделов. Сквозные выдела (новые замкнутые полигоны) образуются при наложении нескольких планов лесонасаждений (лесоустройство 1953, 1968, 1980, 1996 гг.) (рис.). Им присваиваются номера в пределах изучаемого района (лесничества). В дальнейшем изучается динамика именно на этих полигонах (сквозных выделах). ArcGis позволяет находить площади (для дальнейшего получения средневзвешенных значений). Для устранения существующего искажения более ранних планов лесонасаждений наложение проводится фрагментами (от части квартала до нескольких). База данных формируется на основе таксационных описаний. Дополнительно в базу помещается информация о рельефе, почве. Х Закладка постоянных пробных площадей на ключевых участках, выбранных по результатам предыдущего анализа. На пробных площадях осуществлялись (2002 г.) картирование, таксация, закладка почвенных разрезов, оценка возобновления, определение возраста пней, валежа и пр.
Рисунок. Фрагмент образования сквозных выделов путем наложения нескольких планов лесонасаждений (лесоинвентаризация 1953, 1968, 1980, 1996 гг.) в программе ArcMap Наши исследования проведены в Чулым-Улу-Юльском районе (по Непряхину, 1977). Район лежит в нелёдниковой зоне, которая представляет собой более приподнятую и расчлененную плоскоувалистую равнину с абсолютными отметками от 135м на западе до 180 м на востоке. Равнина покрыта толщей четвертичных аллювиальных и аллювиальноозерных отложений (Боярская, Малаева, 1967). В крайней юго-восточной части распространены покровные лессовидные карбонатные породы. Основу почвенного покрова составляют легкосуглинистые и суглинистые дерново-подзолистые, часто со вторым гумусовым горизонтом, почвы, залегающие в сочетании с болотно-подзолистыми, подзолистыми, светло-серыми лесными оподзоленными почвами и торфяниками верховых, переходных и низинных болот (Непряхин, 1977). Темнохвойные насаждения кедра, пихты, ели приурочены к суглинистым и глинистым почвам. По вершинам грив на почвах супесчаного и песчаного механического состава доминирует сосна обыкновенная. Практически повсеместно производными породами могут быть береза и осина. Нами установлено, что мозаичная структура исследуемой территории является результатом воздействия сибирского шелкопряда. Открытые пространства (очаги 1953-1957 гг.) чередуются с березово-осиновыми (очаги 1920-1930 и 1880-1890 гг.) и темнохвойными лесами (более ранние вспышки или не тронутые вредителем в обозримом прошлом леса). Вследствие непрерывной циклической сукцессии эти сегменты движутся, подобно волнам, через весь ландшафт. В любой момент времени здесь представлены все стадии сукцессии, предоставляющие множество местообитаний животным и более мелким растениям. Несмотря на некоторые различия восстановительной сукцессии на пробных площадях, имеющих сходные характеристики (вызванные причинами, имеющими случайный характер, как, например, наличие или отсутствие семенных деревьев в непосредственной близости, различная степень прогорания подстилки и пр.) существуют общие закономерности, которые мы и сделали попытку выявить. Последовательные стадии смены доминантных видов осуществляются до тех пор, пока не установится определенное сообщество, сохраняющее постоянство распределения видов в течение неограниченно долгого времени в отсутствие внешних возмущений (климаксовое сообщество). Так, например, в исследованном районе климаксовыми сообществами являются кедрачи, ельники, пихтарники в различном сочетании на супесчаных - суглинистых глинистых почвах и сосняки на песчаных почвах. На первой стадии возобновительной сукцессии (0 - 10(15) лет), осуществляется заселение вторичными вредителями, усыхание стволов, разложение экскрементов гусениц, интенсивный рост напочвенного покрова. По истечении этого срока накапливается огромный запас горючего материала (до 250 м3/га), являющегося предпосылкой повторяющихся пожаров. В верховьях р. Большая Кеть на шелкопрядниках за период с 1969 по 1978 гг. при лесоинвентаризации обнаружено шесть пожаров (Кузьмичев и др., 2001). Продолжительность второй стадии (горельник с полностью погибшим древостоем) составляет 10- 15 лет На следующем этапе от 20(30) до 40(50) лет, территорию начинает активно заселять самосев березы, осины и сосны. При этом соотношение пионерных видов определяется конкретными лесорастительными условиями и наличием обсеменителей. Появление сосны (на почвах легкого механического состава) в ряде случаев более растянуто по времени. В фазе ранней колонизации закрепляются случайные организмы, которым повезло, позднейшие стадии намного более организованы и упорядочены (Glasser, 1982). Далее, с 40(50) до 120(150) лет под пологом сосны, березы и начинающей выпадать осины формируется второй ярус из ели, пихты и кедра. На последующей стадии, 120(150) - 200(250) лет, из древостоя почти полностью вываливаются осина и береза. Темнохвойные породы (в ряде случаев вместе с сосной) образуют первый ярус. В дальнейшем (>250 лет) из насаждения, достигая критического возраста в данных лесорастительных условиях, выпадают сосна, пихта и ель. В итоге, в идеальном случае, при отсутствии новых вспышек массового размножения, пожаров, на территории может восстановиться тайга с преобладанием в составе кедра, естественно, при сохранении оптимального для этого климата (с небольшими отклонениями от тренда XVIIпервая половина XX века).
ЛИТЕРАТУРА Боярская Т.Д., Малаева Е.М. Развитие растительности Сибири и Дальнего Востока в четвертичном периоде. - М.: Наука, 1967. -204 с. Дудин В.А. Проблема использования и восстановления шелкопрядников в Томской области //Труды по лесному хозяйству Сибири, вып. 4. - Новосибирск, 1958. - С. 262 - 268. Исаев А.С., Хлебопрос Р.Г., Недорезов Л.В. и др. Популяционная динамика лесных насекомых. - М.: Наука, 2001. - 374 с. Коломиец Н.Г. Сибирский шелкопряд и его роль в хвойных лесах Западной Сибири // Труды по лесному хозяйству Сибири. вып. 7. - Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1962. - С. 137 - 161. Кондаков Ю.П. Закономерности массовых размножений сибирского шелкопряда //Экология популяций лесных животных Сибири. - Новосибирск: Наука, 1974. ЦС. 206 Ц242. Кузьмичев В.В., Черкашин В.П., Корец М.А., Михайлова И.А. Формирование лесов на шелкопрядниках и вырубках в верховьях реки Большая Кеть //Лесоведение. -2001. -№4. -С. 8-14. Непряхин Е.М. Почвы Томской области. - Томск: Изд. Томского ун-та, 1977. - 439 с. Фалалеев Э.Н. Естественное возобновление пихтовых лесов, поврежденных сибирским шелкопрядом // Лесной журнал. - 1960. - № 2. -С. 35 - 37. Фуряев В.В. Шелкопрядники тайги и их выжигание. - М.: Наука, 1966. - 92 с. Glasser J. W. On the causes of temporal change in communities: Modification of the biotic environment // Am. Nat. -1982. - № 119. -P. 375Ч390. УДК 630.18:582.475. ОЦЕНКА ЖИЗНЕННОГО СОСТОЯНИЯ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ ЗЕЛЕНОЙ ЗОНЫ Г. КРАСНОЯРСКА НА ФОНЕ АНТРОПОГЕННОГО СТРЕССА А.И. ТАТАРИНЦЕВ1, Л.Н. СКРИПАЛЬЩИКОВА 1 Сибирский государственный технологический университет, Красноярск, re@sibstu.kts.ru Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, institute@forest.akadem.ru АННОТАЦИЯ На примере Березовского бора по данным детального лесопатологического обследования рассмотрено жизненное состояние древостоев, продуцирующих на фоне хронического техногенного загрязнения и значительных рекреационных нагрузок. Установлены особенности накопления патологического отпада деревьев. Выявлен комплекс болезней и повреждений сосны, их распространенность и вредоносность.
Зеленая зона г. Красноярска расположена на правом и левом берегах р. Енисей. В выполнении санитарно-гигиенических, рекреационных и других функций ведущее место принадлежит соснякам (Протопопов, Кузьмина, 1988). Сосновые насаждения преобладают в южной и юго-западной частях зеленой зоны, входя в состав северной окраины Восточных Саян (горно-таежные леса). В северной и северо-восточной частях, расположенных в Красноярско-Ачинской предгорной равнине (лесостепь), сосняки представлены небольшими чистыми массивами. Все биоценотические процессы в пригородных лесах протекают на значительном антропогенном фоне. Особое место среди таких насаждений занимает Березовский бор, расположенный на территории Бархатовского лесничества в 10 км от города в направлении основного переноса ветров. Лесной массив продуцирует под постоянным воздействием пылевых и газообразных загрязнителей предприятий правобережья города, кроме того, насаждение служит местом отдыха, объектом побочного лесопользования и используется для пастьбы скота. Степень нарушенности лесной экосистемы в первую очередь определяется состоянием древостоя, выполняющего эдификационные функции. Для рассматриваемого объекта это основной элемент леса, представленный совокупностью деревьев сосны верхних ярусов. Целью нашей работы являлось установление жизненного состояния насаждений бора, оценка влияния на него факторов антропогенного стресса, основных болезней и повреждений. На пяти пробных площадях, заложенных в разных частях бора, проведено детальное лесопатологическое обследование по известным методикам (Мозолевская, Катаев, Соколова, 1984;
Санитарные правилаЕ, 1994). Диагностику болезней осуществляли по макро- и микроскопическим признакам репродуктивных образований возбудителей, а также по характерным анатомо-морфологическим нарушениям пораженных растений (Журавлев, Селиванова, Черемисинов, 1979). В результате лесопатологической таксации получены данные о характере распределения деревьев на пробных площадях по категориям состояния: I - без признаков ослабления;
II - ослабленные;
III - сильно ослабленные;
IV - усыхающие;
V - свежий сухостой;
VI - старый сухостой (табл. 1). Для более объективной оценки состояния древостоя правильнее рассматривать распределение по категориям (классам) состояния не числа деревьев, а их объемов (Алексеев, 1990). Наряду с этим допустимо использование площадей поперечного сечения стволов деревьев (Алексеев, 1997), что и было принято в нашем случае. В соответствии с рассчитанными показателями древостои Березовского бора характеризуются неудовлетворительным состоянием - от ослабленных до сильно ослабленных. При этом следует отметить, что получены одинаковые результаты оценки состояния древостоев по общепринятой в лесозащитной практике методике и по предложенной В.А. Алексеевым (1990). Такое состояние сосновых древостоев обусловлено прежде всего отрицательным воздействием антропогенных факторов, что подтверждается дисперсионным анализом, проведенным по материалам обследования с привлечением ранее полученных данных (Зубарева, 1993;
Скрипальщикова, 1997) об уровне антропогенных факторов в исследуемых насаждениях.
Таблица 1. Лесопатологическая характеристика насаждений Распределение деревьев по категориям состояния Состояние древостоя, в т.ч. установленное по Санитарным по методике правилам В.А.Алексеева (1990) ОтноситеЛьный индекс состояние показатель, состояние состояния % 2,9 Сильно 42,5 Сильно ослабл. ослабл. 1,9 Ослабл. 73,8 Ослабл. 2,8 2,2 1,9 Сильно ослабл. Ослабл. Ослабл. 47,0 63,4 73,7 Сильно ослабл. Ослабл. Ослабл.
Пробные площади I II III IV+V+ VI 1 5,819 27,8 3 0,210 0,6 4 1,558 19,2 5 7,468 28,7 В числителе - значения (%).
1,378 4,259 0,707 21,8 67,1 11,1 12,134 2,897 0,106 57,9 13,8 0,5 11,281 18,13 3,368 34,2 55,0 10,2 3,648 2,569 0,353 44,9 31,6 4,3 14,821 3,243 0,449 57,0 12,5 1,8 сумма площадей сечения стволов на высоте 1,3 м (м2);
в знаменателе - доля от суммарного Установлено высокодостоверное влияние (вероятность > 0,999) на жизненное состояние древостоя рекреационной нагрузки и техногенного загрязнения. Неоднозначное состояние древостоев в различных частях бора связано с различной интенсивностью действия факторов антропогенного стресса. Худшим состоянием отличаются насаждения, принимающие на себя максимальное количество атмосферных поллютантов и испытывающие значительные рекреационные нагрузки, часто в сочетании с пасквальными (пробные площади 1 и 3). Фактический отпад, включающий в себя усыхающие деревья и сухостой, составляет на таких участках 10 % и более. Усыханию наряду с тонкомером подвержены деревья средних и крупных ступеней толщины, относящиеся в древостое к I-II классам Крафта. Следовательно, в изучаемых сосняках кроме естественного (конкурентного) отпада происходит активный патологический отпад, особенно в местах интенсивных антропогенных нагрузок. На фоне хронического загрязнения и высокой рекреации в ближайщие годы здесь следует ожидать дальнейшего накопления патологического отпада из числа сильно ослабленных деревьев, составляющих от 13 % до 67 %. Признаками патологического состояния и ослабления деревьев являются: снижение прироста, укороченная бледно-зеленая хвоя, частичный или полный некроз хвои, изреженность и суховершинность кроны. Указанные признаки появляются вследствие длительного контакта ассимилирующего аппарата с атмосферными загрязнителями, поступления к корням водорастворимых токсикантов с талой и дождевой водой при ее инфильтрации;
уплотнения почвы, приводящего к нарушению аэрации корневых систем и минерального питания растений. В насаждениях Березовского бора в среднем около 13 % деревьев имеют на стволах видимые признаки болезней и повреждений. Наиболее распространены деревья с сухобочинами (3 - 13 %), появление которых связано с рекреационной и пасквальной нагрузками и как следствие с механическими поранениями стволов. Результатом действия низовых пожаров являются пожарные подсушины и подгары (до 5 %). Такие аномалии, как многовершинность (средняя распространенность - 5 %) и искривление ствола (2 %) обусловлены особенностями индивидуального развития растений и какого-либо отрицательного значения не имеют. В процессе обследования выявлены следующие инфекционные болезни сосны: раксерянка (возб. - ржавчинные грибы Cronartium flaccidum Wint. и Peridermium pini Kleb.);
язвенный (биаторелловый) рак (возб. - плодосумчатый гриб Biatorella difformis [Fr.] Rehm.);
бактериальный бугорчатый рак (возб. - Pseudomonas pini Vuill.);
центральная стволовая гниль (возб. - трутовый гриб Phellinus pini [Thore ex Fr.] Pil.). Рак-серянка и бактериальный рак поражают деревья средних ступеней толщины I-II классов Крафта. Наиболее вредоносен рак-серянка, при многолетнем развитии которого деревья суховершинят и впоследствии усыхают. Язвенный рак встречается на тонкомерных деревьях, угнетенном подросте;
часто развивается в местах глубоких механических поранений стволов. Деревья с признаками стволовой гнили (плодовыми телами сосновой губки) отличаются наибольшим возрастом. Гниль, развиваясь в ядровой древесине ствола, существенного вреда не причиняет;
может служить причиной появления гнилевого ветролома. На пнях, сухостое и валеже отмечены опенок осенний (Armillariella mellea [Fr.] Karst.) - потенциальный возбудитель корневой гнили и окаймленный трутовик (Fomitopsis pinicola [Sw. ex Fr.] Karst.). Последний гриб, являясь активным деструктором древесного отпада, может также вызывать раневую гниль. Распространенность выявленных болезней не превышает 2 %. Это свидетельствует о незначительной биоценотической роли патогенных консортов сосны в условиях бора в отличие от результатов ранее проведенных исследований в сосняках западной части зеленой зоны г.Красноярска, не подверженных техногенному воздействию (Татаринцев, 2001). По всей вероятности активно поступающие атмосферные поллютанты не только отрицательно влияют на все компоненты лесного фитоценоза, но и ингибирующе действуют на жизнедеятельность патогенных организмов, в первую очередь грибов. Исследования выполнялись при финансовой поддержке проекта РФФИ ККФН № 0504- ЛИТЕРАТУРА Алексеев А.С. Мониторинг лесных экосистем: Учебное пособие для студентов лесных вузов. - СанктПетербург: ЛТА,1997. - 116 с. Алексеев В.А. Некоторые вопросы диагностики и классификации поврежденных загрязнением лесных экосистем // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. - Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1990.- С.3851.
Журавлев И.И., Селиванова Т.Н., Черемисинов Н.А. Определитель грибных болезней деревьев и кустарников: Справочник. - М.: Лесная пром-ть, 1979. - 247 с. Зубарева О.Н. Влияние выбросов промышленных предприятий в Средней Сибири на сосну обыкновенную // Автореф. дисс. Е канд. биол. наук. - Красноярск,1993. - 21 с. Мозолевская Е.Г., Катаев О.А., Соколова Э.С. Методы лесопатологического обследования очагов стволовых вредителей и болезней леса. - М.: Лесная пром-ть, 1984. - 152 с. Протопопов В.В., Кузьмина Г.П. Рекомендации по режиму ведения хозяйства в местах массового отдыха зеленой зоны г. Красноярска. - Красноярск, 1988. - 14 с. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. - М.: ВНИИЦлесресурс, 1994. - 25 с. Скрипальщикова Л.Н. Пылеулавливающие свойства лесных экосистем в лесостепных районах Средней Сибири. // Автореф. дисс. Е канд. биол. наук. - Красноярск, 1997. - 19 с. Татаринцев А.И. Фитопатологическое состояние древостоев сосны обыкновенной в пригородной зоне левобережной части Красноярска // Труды г/з УСтолбыФ. - Красноярск, 2001. - Вып.17. - С. 207 - 216. УДК 550.73:582.34(571.53) ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БЕРЕЗОВОГО СОКА КАК ИНДИКАТОР ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Г. А. БЕЛОГОЛОВА, Г. В. МАТЯШЕНКО Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, Иркутск, gabel@igc.irk.ru АННОТАЦИЯ Рассмотрена возможность использования березового сока для фиксации техногенного загрязнения на примере изучения березы (Betula pendula Roth). Сделан вывод, что состав ксилемных растворов дает полную информацию о химическом состоянии техногенных почв, о корневом поглощении химических элементов и о поглотительных особенностях растения.
Береза - одно из немногих растений, дающее возможность собирать ксилемные растворы в объеме, достаточном для анализа на широкий круг химических элементов. Известно, что время сокодвижения позволяет получить информацию о мобилизации наиболее необходимых элементов и микроэлементов, находящихся в запасе. В отличие от исследования вегетативных органов, которые могут аккумулировать атмосферное загрязнение, анализ сока позволяет напрямую изучить поведение химических элементов в системе почва-растение. В качестве объекта исследования выбрана береза (Betula pendula Roth). Основная часть объектов исследования сосредоточена в Приангарской промышленной зоне. В основном административном центре, в г. Иркутске, главным источником загрязнения являются автотранспорт и теплоэнергетический комплекс. Техногенное загрязнение окрестностей г. Шелехова связано с алюминиевым заводом и теплоэнергетическим комплексом. Фоновые участки сосредоточены в юго-западном прибрежном районе озера Байкал. Отбор березового сока производился в 1999 - 2002 г.г. В таблице приведены закономерности распределения химических элементов в березовом соке, отобранном на пяти участках. Первый участок приурочен к северо-восточной окраине г. Иркутска. Этот район выделяется тем, что здесь распространены часто возгорающиеся торфяники. Продукты горения выпадают на расположенный вблизи них лесной массив. В результате, растущие здесь сосны приобретают рыжую окраску и наблюдается интенсивное высыхание хвои. Лес, особенно в весеннее время, стоит рыжий. Листья берез в этом массиве также имеют значительные повреждения, особенно вблизи горящих торфяников. Отбор березового сока в районе Шелеховского алюминиевого завода проведен на трех участках. Второй и третий участки расположены в 1 Ц1,5 км от завода. Четвертый находится за п. Олха, в 3 км от основного техногенного источника, в зоне максимального выпадения твердой фракции аэровыбросов, что обусловлено атмосферным переносом, связанным с преобладающим ветром. В этот же период времени пробы были отобраны в окрестностях г. УсольеСибирское и на фоновом участке (побережье оз. Байкал, пос. Б. Голоустное). В таблице приведено среднее содержание химических элементов в березовом соке, отобранном из 5-8 деревьев на каждом участке. Всего проанализировано 145 проб сока. Ранее березовый сок использовался в качестве индикатора для поисков месторождений полезных ископаемых (Кренделев и др., 1978). В настоящее время очень мало данных о химическом составе березового сока, а по многим элементам эта информация отсутствует. В работе (Елпатьевский, 1993) по ограниченному количеству химических элементов, ранжируемых по их концентрациям в березовом соке в фоновых условиях, приведен ряд, который имеет вид: Mn > Zn > Fe > Al > Cu, Ti > Pb > Cd. Такая же тенденция распределения химических элементов сохраняется и для фоновых районов Приангарья, характеризующаяся элементным рядом: (мкг/л): K41000 > Mn6500 > Na6200 > S5100 > Zn1469 > Ba558 > F400 > Sr150 > Fe126 > Al51 > Rb14,4 > Сu14,1 > Pb3,5 > Co3,5 > Ti2,5 > Cr1,9 > Cd1,1. Остальные микроэлементы в березовом соке фонового участка имеют низкое содержание, менее 1 мкг/л. Как и во всех растениях, в соке накапливаются преимущественно биофильные элементы.
Таблица. Распределение содержания химических элементов в березовом соке Элементы K Na F S Mn Fe Al Ti Be V Cr Co Ni Cu Zn Ge Cs Ba Sr As Rb Mo Cd Sn Pb U Hg Иркутск (1) 162.0 3.6 1.3 12.5 12.8 189 170 2.4 0.14 0.13 3.0 4.5 26.5 21.0 2403 45.2 1.3 1105 617 0.15 283.9 0.20 6.9 0.44 13.2 0.46 0.03 Шелехов (2) 114.5 0.3 1.0 3.9 7.1 230 214 5.3 0.17 0.51 4.4 3.0 27.9 19.6 2118 38.6 0.44 1001 296 0.44 32.6 0.23 2.6 0.47 24.1 0.43 0.01 Шелехов (3) 97.3 0.4 1.0 3.3 5.8 145 179 1.9 0.07 0.10 2.1 1.8 32.3 14.8 1549 29.1 0.36 721 281 0.17 151.5 0.16 1.3 0.50 26.5 0.38 0.25 Шелехов (4) 48.1 0.06 2.0 3.0 3.7 234 298 5.7 0.11 0.30 3.4 1.8 19.6 14.6 1536 28.5 0.25 575 133 0.29 93.4 0.22 1.1 0.63 16.3 0.41 0.15 УсольеСиб. (5) 53.0 1.8 2.0 149 120 3.9 0.08 0.34 3.7 3.0 12.9 15.3 1614 29.5 0.17 655 179 0.34 132.6 0.28 1.3 1.0 7.0 0.41 0.07 Фон (6) 41.0 0.2 0.4 5.1 6.5 126 51 2.5 0.04 0.13 1.9 3.2 43.9 14.1 1469 27.7 0.06 558 150 0.17 14.4 0.42 1.1 0.46 3.5 0.20 0.02 Кларк воды* 2.3 6.3 0.1 0.01 40 50 3.0 1.0 1.0 0.1 0.5 7.0 2.0 0.02 20 50 2.0 2.0 1.0 0.01 0.04 1.0 0.4 0. * Примечание: K, Na, F, S, Mn (мг/л), другие элементы (мкг/л). Выделены повышенные концентрации. Кларк воды по данным (Ярошевский, 1990;
Корж, 1991, Ветров, 1997).
Относительно кларка поверхностных вод, в соке большинство химические элементы имеют повышенные концентрации, включая и фоновые объекты, кроме V, Mo, As. Березовый сок имеет узкий интервал значений рН 5,6-6,1, что указывает на кислую его реакцию, мало зависимую от условий окружающей среды. Растения, по-видимому, сами стабилизируют кислотность своих растворов. Известно, что подвижность химических элементов определяется главным образом кислотностью почв и почвенных растворов. Так, на участке 1 установлена максимальная кислотность почв, что приводит в подвижное состояние многие элементы, даже те, которые являются труднодоступными для растений. В результате на этом участке наблюдается накопление практически всех проанализированных химических элементов не только в березовом соке, но и в вегетативных органах растений, несмотря на то, что здесь отсутствуют промышленные предприятия (Белоголова и др., 2001). Высокие концентрации химических элементов установлены ранее и в ветвях сосны, что привело к частичному высыханию соснового леса на этом участке, о чем было указано выше. В зоне влияния Шелеховского алюминиевого комбината (участки 2-4) в березовом соке установлены высокие концентрации F, Be, Pb, Al, Fe, Ti, V, Cr, превышающие фоновые содержания в 4 - 7 раза (см. табл.). Эта группа химических элементов является типичной для данного участка, прослеживающаяся не только в растениях, но и в других сопряженных средах (Белоголова и др., 2000). Проведен анализ некоторых межэлементных взаимоотношений. Так, например, отношение K/Na, которое может являться индикаторным критерием степени техногенного загрязнения в вегетативных органах растений (Белоголова и др., 2003), в соке не проявляет эти свойства. Сохраняется лишь тенденция уменьшения значений Zn/Cd в соке березы в условиях максимального техногенного загрязнения и в растениях с визуальными признаками метаболических нарушений (участок 1 - 348, 2 - 815, 3 - 1191, 6 - 1335), что может указывать на замещение эссенциального химического элемента Zn на Cd, который относится к разряду токсичных элементов. Одним из критериев токсичности растений может служить отношение Zn/Cd в березовом соке. Таким образом, наиболее достоверно о корневом поглощении химических элементов можно судить по составу ксилемных растворов. Несмотря на различие техногенных и фоновых условий, во всех случаях прослеживается постоянный ряд активно поглощаемых главным образом биофильных элементов. Но наиболее активно в березовом соке накапливается Mn, а при легкой доступности и Zn. Интенсивность миграции химических элементов в системе почва-растение, накопление их в ксилемных растворах и других органах растений, во многом зависит от кислотности почвенных растворов и степени загрязнения почвы. Сделан вывод, что химический состав березового сока дает полную информацию о химическом состоянии почвы, о корневом поглощении химических элементов и о поглотительных особенностях растения.
ЛИТЕРАТУРА Белоголова Г. А., Матяшенко Г. В., Зарипов Р. Х. Биогеохимическая характеристика природных и техногенных экосистем Южного Прибайкалья. Экология. 2000. № 4. - С. 263-269. Белоголова Г. А., Матяшенко Г. В., Арсентьева А. Г. Биогеохимическая индикация ответных реакций растений на техногенное загрязнение // Современные проблемы биоиндекации и биомониторинга. - Сыктывкар, 2001. С. 15-16. Белоголова Г. А., Матяшенко Г. В., Гуничева Т. Н. Закономерности биогеохимических изменений в техногенных экосистемах Южного Прибайкалья // Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. - Тула, 2003. С. 244 - 248. Ветров В. А., Кузнецова А. И. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал. - Новосибирск, 1997. - 235 с. Елпатьевский П. В. Геохимия миграционных потоков в природных и природно-техногенных геосистемах. М.: Наука. - 1993.- 253 с. Корж В. Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М.: Наука. - 1991.- 243 с. Кренделев Ф. П., Погребняк. Ю. Ф., Цыренова А. А. Биогеохимические ореолы по соку березы на Северном полиметаллическом месторождении. Геология и геофизика. 1978. № 8. - С. 129-133. Ярошевский А. А. Кларк геосфер. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. М.: Недра, 1990. - С. 7-14.
УДК 630*9:907.12+581. ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТРАНСПОРТА НА СОСТОЯНИЕ ЗАЩИТНЫХ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ Г. КРАСНОЯРСКА О.Н.ЗУБАРЕВА Институт леса им. В.Н.Сукачева СО РАН, Красноярск, institute@forest.academ.ru АННОТАЦИЯ Обследованы защитные зеленые насаждения вдоль автодорог с высокой, средней и низкой интенсивностью движения транспорта. Показано, что практически все деревья в защитных полосах ослаблены. Выявлена высокая пылезадерживающая эффективность уличных защитных полос. На листьях деревьев 1 гектара защитных насаждений автомагистрали с высокой интенсивностью движения транспорта задерживается 79 кг пыли, автодороги со средней интенсивностью движения транспорта в 2 раза меньше, автодороги с низкой интенсивностью в 5 раз меньше по сравнению с магистралью с высокой загруженностью транспортом.
В настоящее время самым неблагоприятным фактором для любого промышленного центра является загрязнение атмосферы. Не является исключением и г. Красноярск, уровень загрязнения воздуха в городе характеризуется как лочень высокий. По взвешенным веществам среднегодовая концентрация превысила норматив в 1,8 раза. Наибольшим загрязнителем атмосферного воздуха является автотранспорт. В г. Красноярске доля автотранспорта в общегородских выбросах составляет 30,9% (Доклад о состоянииЕ, 2001). Существенный вклад в улучшение экологической обстановки в городе вносят объекты озеленения специального назначения - озелененные участки улиц и магистралей. Зеленые насаждения на улицах выполняют следующие функции: защитные - находясь между тротуаром и транспортом, обеспечивают безопасность пешеходов, защищают от перегрева солнечными лучами и чрезмерного шума;
психологического воздействия - обширная и многообразная колористическая и фактурная палитра цветочно-декоративных растений вносит разнообразие в оформление городской среды;
гигиенические - сокращают поступление пыли и газов. По данным Х.Г. Якубова, П.Б. Ананьева (1998) зеленые насаждения уменьшают запыленность в вегетационный период на 42%, а при отсутствии лиственного покрова на 37%. В связи с этим было проведено обследование зеленых насаждений, произрастающих вдоль автодорог с различной интенсивностью движения. Объектами исследования служили защитные зеленые насаждения, расположенные вдоль автомагистрали с двухсторонним движением, шестью полосами транспортного потока;
автодороги с двухсторонним движением и двумя полосами транспортного потока;
автодороги с односторонним движением. Насаждения вдоль обследованных автодорог сформированы по типу аллей, рядовых и куртинных посадок. Основу ассортимента составляют: вяз гладкий, различные виды яблони, тополь бальзамический, клен ясенелистный, единично встречаются береза пушистая, ель обыкновенная. Из кустарников для создания живых изгородей используется карагана древовидная. В травяном покрове защитных зеленых полос преобладают сорные виды: одуванчик, пырей, пастушья сумка, лебеда, крапива, полынь, лопух, клевер, сурепка, мятлик. Определение интенсивности движения транспорта по автодорогам в пределах участков обследования зеленых насаждений показала, что самую высокую загруженность транспортом в светлое время суток имеет автомагистраль с 6 полосами транспортного потока - в среднем 7143 автомобиля в час (табл.1). Средний уровень загруженности транспортом имеет автодорога с двумя полосами движения - 327 автомобилей в час и низкий уровень загруженности отмечен на автодороге с односторонним движением - 34 автомобиля в час. В структуре транспортного потока преобладают легковые автомобили -70-86% от общего числа транспортных средств.
Таблица 1. Изменение интенсивности движения транспорта на обследованных участках автодорог и состав транспортного потока Тип автомобиля Легкий грузовой Тяжелый грузовой Легковой Автобусы Легкий грузовой Тяжелый грузовой Легковой Автобусы Легкий грузовой Легковой Время измерения, часы 7-8 14-15 19-20 Автомагистраль с высокой интенсивностью движения 980 546 418 217 256 238 4916 3123 6395 1558 1304 1478 Автодорога со средней интенсивностью движения 56 37 24 16 28 13 219 268 304 3 3 9 Автодорога с низкой интенсивностью движения 17 6 5 37 23 14 Среднее количество автомобилей в час 648 237 4811 1447 39 19 264 5 9 Визуальная оценка жизненного состояния деревьев по характеристике кроны в уличных защитных полосах вдоль дорог с различной интенсивностью движения показала, что большая часть деревьев относится к категории средне ослабленных с индексом состояния 2,6-3,1. Деревья имеют сквозистые кроны, количество усохших ветвей составляет от 1/4 до 1/2 частей кроны. В наиболее ослабленном состоянии находится вяз гладкий - индекс состояния равен 2,9, что соответствует категории среднего ослабления. Основной причиной ослабления видимо является возраст насаждений и отсутствие ухода за ними. Несмотря на ослабленное состояние деревьев в защитных насаждениях вдоль дорог, они очень эффективно очищают воздух от пылевидных и газообразных загрязнителей. На листьях вяза, растущего в первом ряду защитной полосы автомагистрали с высокой интенсивностью движения транспорта, оседает пыли 29, 23 мг/г сухой массы, что в 24 раза больше, чем на листьях деревьев условно фонового насаждения - дендрарий Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (табл. 2). На листьях деревьев крайнего ряда этой защитной Таблица 2. Количество пыли, оседающей на листьях деревьев и кустарников, растущих в уличных защитных полосах, мг/кг сухой массы Вид Карагана Вяз Клен Яблоня ЖНП Автомагистраль с высокой интенсивностью движения У дороги Около дома 132,461,75 110,240,74 29,321,13 20,191,07 11,640,94 5,750,37 71.548.34 28,980,80 Автодорога со средней интенсивностью движения У дороги 37,391,37 6,840,39 15,860,87 13,280,64 Автодорога с низкой интенсивностью движения У дороги 17,320,98 5,930,17 13,980,64 5,530, полосы, обращенного к жилому дому, накапливается пыли в 1,5 раза меньше - 20,19 мг/г сухой массы. Максимальное количество пыли задерживается на листьях кустарников, растущих у края проезжей части дороги -132,46 мг/г сухой массы, что в 44 раза больше, чем в условиях незагрязненной атмосферы (табл. 2). Эффективность пылезадерживающей способности защитных полос сильно зависит от характера подстилающей поверхности. Известно, что отсутствие травяной растительности значительно снижает уровень пыленакопления. На поверхности живого напочвенного покрова в первом ряду защитной полосы оседает пыли 71,54 мг/г сухой массы, что в 32 раза больше чем накапливается пыли на травяном покрове условно фонового насаждения. На поверхности живого напочвенного покрова в крайнем ряду защитной полосы у жилого дома накапливается пыли 28,98 мг/г сухой массы, что 2,5 раза меньше чем поступает под полог первой полосы. На листьях деревьев, растущих вдоль дороги со средней интенсивностью движения, задерживается пыли в 4 раза меньше по сравнению с древесными растениями защитной полосы магистрали с высокой интенсивностью движения. Так на листьях вяза накапливается пыли 6,84 мг/г, на листьях караганы 37,39 мг/г сухой массы, что соответственно в 5,7, 13 раз больше, чем в условно чистых насаждениях (табл. 2). Под полог деревьев на травяной покров поступает пыли в 6 раз меньше по сравнению с защитной полосой автомагистрали с высокой интенсивностью движения. Наименьшее количество пыли оседает на листьях деревьев и кустарников, растущих вдоль автодороги с низкой интенсивностью движения. Листьями вяза аккумулируется пыли 5,93 мг/г, караганы 17,32 мг/г сухой массы, что соответственно в 4,9-6 раз больше чем в условно чистом насаждении, но в 4,9-7,6 раз меньше, чем в защитных полосах автомагистрали с высокой интенсивностью движения (табл. 2). На живом напочвенном покрове здесь оседает пыли в 13 раз меньше, чем в защитных полосах автомагистрали с высокой интенсивностью движения, но 2,5 больше, чем в условно фоновом насаждении. Расчет пылеаккумулирующей способности листовой поверхности деревьев в уличных защитных полосах показал, что за короткий бездождный период на листьях деревьев защитной полосы площадью 1 гектар вдоль автомагистрали с высокой интенсивностью движения транспорта задерживается пыли 79 кг;
автодороги со средней интенсивностью движения - 40 кг;
автодороги с низкой интенсивностью движения -16 кг. Таким образом, проведенные исследования выявили высокую эффективность защитных зеленых насаждений, растущих вдоль автодорог. Однако длительное произрастание в условиях загрязнения, отсутствие мероприятий по уходу ними привело к значительному ухудшению их жизненного состояния.
ЛИТЕРАТУРА Государственный доклад О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2001 году. - Москва: НИА-Природа, РЭФИА, 2003. - 224 с. Якубов Х.Г., Ананьев П.Б. Экология большого города. Санитарно-гигиеническое значение зеленых насаждений в условиях города// Лесной вестник, 1998. - №2 (3). - С.124-131. УДК 581. СТРУКТУРА И ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ИЛЬМЕНСКИХ ГОР И ПРЕДГОРИЙ О.В.ЕРОХИНА Институт экологии растений и животных УрО РАН, Екатеринбург, erokhina@ipae.uran.ru АННОТАЦИЯ В тексте приводятся данные о растительном покрове южной части Ильменских гор и предгорий. Дается краткая физико-географическая характеристика района исследований. Приводится классификация растительного покрова. Классификация включает подразделения всех типов растительности, представленных на изученной территории: лесной, луговой, степной и болотной.
Исследования проводились на восточном макросклоне Южного Урала в южной части Ильменских гор и их восточных и южных предгорий в пределах Ильменского государственного заповедника им. В.И. Ленина (Челябинская область). Ильменский горы протянулись с севера на юг на 50 км, а с запада на восток в наиболее широком месте на 12 км. Ильменские горы имеют максимальную высоту равную 747 м., южная часть с предгориями для исследований выбрана не случайно, т.к. именно здесь сосредоточено наибольшее разнообразие типов растительных сообществ: степи, леса, луга и болота. Ильменские горы на всем своем протяжении отделены от основной южно-уральской горной системы широкой долиной реки Миасс, пролегающей вне границы заповедника. С западной стороны Ильменских гор предгорья отсутствуют, с восточной же стороны полоса предгорий выражена отчетливо. (Дорогостайская, 1961). Ильменские горы сложены сиенитами, миаскитами и связанными с ними магматическими и метаморфическими горными породами Вишневогорско-Ильменогорского комплекса. Восточные предгорья сложены метаморфическими породами, гранито-гнейсами и гранитами (Левин, 1974). Климат заповедника может быть охарактеризован как континентальный с уклоном к резко континентальному (Жариков, 1959). Водная сеть заповедника представлена небольшими речками и ручьями, берущими начало в лощинах Ильменских гор или в болотах предгорий, а также многочисленными озерами, расположенными в основном к востоку от хребта (Ильменский заповедник, 1991). Основными зональными типами почв являются подзолистые и лесостепные. (Богатырев, 1940). Растительность Ильменских гор относится к подзоне предлесостепных сосновых и березовых лесов бореально-лесной зоны (Горчаковский, 1975). Леса занимают около 85% от общей площади заповедника (Ильменский заповедник, 1991). Основными лесообразующими породами являются сосна и береза. Сосновые леса преобладают в южной половине заповедника, а березовые - в северной. (Дорогостайская, 1961). Проведены геоботанические исследования всех типов растительности. Составлена ее классификация на эколого-фитоценотической основе. Конкретные фитоценозы с учетом их структурно-флористических характеристик объединялись в ассоциации. Высшая единица классификации - тип растительности. Типы растительности подразделены на классы ассоциаций, определяющие общность основных структурно-типологических признаков. Ассоциация - основная единица классификации. Она отражает совокупность конкретных фитоценозов, объединенных общностью эколого-ценотических характеристик, положения в динамическом ряду трансформации, а также определенной биотопической приуроченностью. Составлена классификация растительного покрова южной части Ильменских гор и предгорий. СТЕПИ каменистые степи (чабрецово-пырейные, овсецово-полынные, разнотравно-полынные), луговые степи (разнотравно-овсецовые и разнотравные) и кустарниковые (кизильниково-спирейные). ЛУГА вторичные суходольные (разнотравно-вейниковые), горно-ключевые (манжетково-разнотравные). переувлажненные (осоковые и разнотравно-осоковые). ЛЕСА И РЕДКОЛЕСЬЯ ( 2 формации) Южноуральские предлесостепные лиственнично-сосновые и сосновые из Larix sibirica Ledeb. и Pinus sylvestris L. леса и редколесья. Классы ассоциаций: сосновые и лиственнично - сосновые остепненные леса и редколесья (кизильниково-разнотравные, гвоздично-бобовые, вейниково-жабрецовые), сосновые зеленомошные леса на каменистых обнажениях (зеленомошные, зеленомошно-разнотравные), сосновые леса травяные (разнотравно-вейниковые, орляковые), сосновые леса болотные (рямовые) (кустарниково-пушициевые, пушицево-моховые), Мелколиственные березовые (Betula pendula Roth.) и ольховые леса (Alnus incana (L.) Moench.). Классы ассоциаций: березово-осиновые крупнотравные леса (разнотравно-снытиевые), березовые и сосново-березовые леса травяно-болотные (разнотравно-вейниковые, тростниково-осоковые), березово-черноольховые леса (злаково-осоковые), черемухово-сероольховые заросли (хвощево-крапивные). БОЛОТА верховые (клюквенно-сфагновые), низинные (осоковые и злаково-осоковые), тростниково-осоковыми зарослями. Классификация включает как первичные, соответствующие зональной растительности, растительные сообщества, так и производные от них. Производные сообщества поставлены в соответствие исходным. Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ N05-04-4842 и НШ 2140.2003. ЛИТЕРАТУРА Богатырев К.П. Почвы.//Ильменский заповедник. Челябинск, 1940. С. 116-124 Горчаковский П.Л. Растительный мир высокогорного Урала. М., Наука, 1975. 283 с. Дорогостайская Е.В. Конспект флоры цветковых растений Ильменского заповедника//Флора и лесная растительность Ильменского государственного заповедника имени В.И. Ленина. Труды Ильменского государственного заповедника им. В.И. Ленина. Вып. 8. 1961. С. 9-50 Жариков С.С. Климат района Ильменского заповедника и сопредельных пространств Южного Урала.//Труды Ильменского государственного заповедника им. В.И. Ленина. Вып. 7. 1959. С. 332 Ильменский заповедник.Челябинск,Южно-Уральское книжное издательство,1991.156с.
УДК 630.1(571.56) СОСТАВ И СТРУКТУРА ЕЛОВЫХ ЛЕСОВ ДОЛИНЫ СРЕДНЕЙ ЛЕНЫ И.Ф. ШУРДУК1, А.П. ЕФИМОВА1, Л.Т. ПОПОВА2, Л. КОЛЕСОВА 1 Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, Якутск, forest_forest@ibpc.ysn.ru Намская улусная гимназия УНО МО РФ АННОТАЦИЯ Рассматриваются особенности состава и структуры еловых лесов Намского участка долины Средней Лены (Якутия). В условиях, несоответствующих своему экологическому оптимуму, ель формирует узколокальные сообщества с обедненным видовым и неоднородным ценоморфным составами, упрощенной структурой.
Район исследований находится в Центральноякутском аласно-среднетаежном округе (Щербаков, 1975), расположенном примерно между 61о и 63о с.ш. и 125- 130-135о в.д. Климат округа экстраконтинентальный, засушливый (Шашко, 1961;
Гаврилова, 1962;
Уткин, 1965). Абсолютная амплитуда температуры достигает 100о. Минимальные температуры опускаются до -60о, что в сочетании с маломощным снежным покровом определяет сильное охлаждение почв корнеобитаемого слоя. К началу периода вегетации почвы под лесом в зависимости от характера инсолируемой поверхности оттаивают на глубину 20-70 см. Максимальное оттаивание почв за сезон находится в пределах 100-160 см, и только в сосняках оно достигает 2-2,5 м. Средняя продолжительность безморозного периода - 62-101 день. За вегетационный период выпадает 190-200 мм осадков. Фактически в почвы под лес попадает лишь 100 мм осадков, так как примерно 40% осадков задерживается кронами деревьев и травяно-кустарничковым покровом. Значения величин радиационного индекса сухости (1,03,0), гидротермического коэффициента (0.63-0.92), показателя атмосферного увлажнения (0,10-0,38) соответствуют засушливым условиям степных и полупустынных районов. Одним из существенных факторов формирования почвенных лесорастительных условий района является повсеместное влияние многолетней мерзлоты и лесных пожаров. Мерзлота охлаждает почвы, но и подпитывает их влагой при оттаивании, а так же обуславливает надмерзлотный сток и перераспределение гравитационной воды по рельефу. Пожары изменяют лесорастительные свойства почв через исключение при сгорании органики из биологического круговорота азота. С другой стороны, ослабляя влияние живого напочвенного покрова, низовые пожары слабой интенсивности способствуют созданию условий, благоприятных для возобновления лесных пород. Рассмотренные выше эдафические особенности, связанные с мерзлотой и пирогенезом, способствуют тому, что в Центральной Якутии в условиях аномального для развития лесной растительности сурового субаридного климата господствует таежный тип растительности. Лесорастительные условия речных долин и, в частности, долины р. Лены, формируются как под действием зональных климатических факторов, так и при непосредственном влиянии аллювиальной деятельности реки и её отепляющего, увлажняющего влияния. Ослабление действия лимитирующих развитие растительности факторов придает ей черты, позволяющие отнести растительность речных долин к интразональному типу (Андреев и др., 1987). В зональном типе господство принадлежит светлохвойной тайге, в растительности же речных долин кроме лесов, существенную роль играет интразональная растительность - луга, степи, кустарники и болота (Перфильева и др., 1972). Лесной покров здесь характеризуется как бореальная растительность речных долин с преобладанием среднетаежных лиственничных лесов брусничных и травяных в сочетании с твердоватоосоковыми степями (Галактионова, Шурдук, Щербаков, 1989). Многолетнее (1990-2004 гг.) изучение древесной растительности долины Средней Лены, проведенное нами по продольному и поперечному профилю с использованием лесоводственно-геоботанических методов (Сукачев, Зонн, 1961) и фондовых материалов Агентства лесного хозяйства РФ, позволило выявить основные черты развития лесной растительности в пределах низкой, высокой пойм и надпойменных террас. На свежих аллювиальных отложениях прирусловья низкой поймы развитие лесной растительности начинается с сообществ аллювиофильных ив: прутовидной, шерстистопобеговой, трехтычинковой, иногда с примесью ивы удской. Для высокой поймы характерны ленточные и куртинные древесно-кустарниковые сообщества с преобладанием в первом ярусе ив грушанколистной, Бебба, очень редко с участием ивы скрытной, чаще с участием ольхи волосистой. Во втором ярусе довольно обычна ива коротконожковая, реже встречается ива ложнопятитычинковая. В центральной и притеррасной части поймы в понижениях формируются сообщества из березы плосколистной. Хорошо аэрируемые и прогреваемые выпуклые элементы рельефа заняты куртинными и ленточными лесами из ели сибирской. На второй надпойменной террасе на выровненных и пониженных участках формируются чистые насаждения из лиственницы Каяндера или с различной долей примеси ели и березы. На песчаных гривах небольшие площади заняты лесами из сосны обыкновенной. В условиях Намского участка долины, охватывающего площадь более 50 тыс. га, ель сибирская произрастает вблизи северо-восточной границы своего ареала. Как видно из вышеприведенной характеристики факторов, определяющих лесорастительные условия, по показателям гидротермического режима воздуха и почв условия исследуемого района далеки от экологического оптимума произрастания ели. Поэтому ельники в долине встречаются небольшими участками, приуроченными к самым теплым местопроизрастаниям с проточным увлажнением или с хорошим дренажем. Это, как правило, или борта старичных озер или средины склонов невысоких грив южной и юго-восточной экспозиции. Преобладают ельники с коэффициентом состава менее 50%. Леса, где ель занимает более 60%, составляют 3% площади долины, что несколько выше приводимых А.И. Уткиным (1965) данных (1%), чем в целом по Центральной Якутии. На изучаемом участке леса с преобладанием ели в составе пород в большей мере тяготеют к притеррасным участкам высокой поймы. На надпойменных участках и особенно в "приматериковой" части поймы большие площади занимают леса, где ель участвует в составе как сопутствующая порода. Средняя площадь выдела ельников - 18 га. Ограниченность еловых массивов по площади в районе изучения может объясняться еще и недостаточной аэрацией почв, вызванной уплотнением из-за выпаса скота, их задернением, недостаточной устойчивостью ели к лесным пожарам ввиду некоторых её биологических особенностей, а также постепенным охлаждением почв в результате затеняющего влияния густого елового полога (Уткин, 1965). Изученные ельники разновозрастны. Их сообщества состоят не более чем из трех поколений ели, примерно следующих возрастов: 200-220;
90-110;
и менее 30 лет. В ельниках Европейского Севера России А.С. Дыренковым (1984) описаны ельники, в которых насчитывалось до семи поколений ели. Ограниченное число поколений ели существенно отличает возрастную структуру изученных ельников от структуры еловых лесов тех регионов, где ель является главной лесообразующей породой. Потенциальная производительность исследованных нами ельников характеризуется IV -V классом бонитета. Ельники развиваются в сторону зеленомошного ряда, проходя стадии разнотравного ельника, разнотравно-грушанкового и разнотравно-брусничного (Ефимова, Исаев, Шурдук, 2005). Ярус древостоя характеризуется высокой сомкнутостью (до 0.7-1,0). Нередко наблюдается слабо выраженная двухъярусность кустарникового полога, первый ярус которого формируют ивы грушанколистная, Бэбба, ложнопятитычинковая. Второй ярус обычно состоит из шиповника иглистого, смородины голенькой и малоцветковой, ивы коротконожковой, жимолости алтайской, иногда встречается княжик сибирский. Травяной покров высокосомкнутых ельников ограничен 20-30 видами с общим проективным покрытием 10-15%. В среднесомкнутых ельниках покрытие - 30-40%, покров иногда имеет слабовыраженную двухъярусность, количество видов доходит до 60. Ограниченность размеров ельников обуславливает пестроту ценоморфного состава травяного покрова: доминирует луговое разнотравье, участвуют типичные лесные виды: грушанки красная, даурская, княженика, ортилия однобокая, встречаются опушечные и факультативно лесные виды. Довольно обычны гигромезофильные, мезофильные злаки и осоки, присутствуют высокотравные виды, степные, засоленных местопроизрастаний. В исследованных ельниках проективное покрытие зеленых мхов не превышает 20 %. Лишайники небольшими вкраплениями встречаются в латках мхов на полуразложившемся валеже.
ЛИТЕРАТУРА Андреев В.Н., Галактионова Т.Ф., Перфильева В.И., Щербаков И.П. Основные особенности растительного покрова ЯАССР. - Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1987. - 156 с. Гаврилова М.К. Климат Центральной Якутии. Якутск: Книжн. изд., 1962. - 120 с. Галактионова Т.Ф., Шурдук И.Ф, Щербаков И.П. Карта растительности Центральной Якутии // Атлас сельского хозяйства ЯАССР. - М.: ГУГК СССР, 1989. - С. 42-43. Дыренков С.А. Структура и динамика таежных ельников. - Л.: Наука, Ленинградское отд-ние. - 174 с. Ефимова А.П., Исаев А.П. Шурдук И.Ф. Динамика лесной и кустарниковой растительности долины Средней лены // Наука и образование,2005. - № 2 (38). - С. 9-15. Перфильева В.И., Галактионова Т.Ф., Пермякова А.А., Иванова В.П., Михалева В.М., Труфанова Е.Р., Тимофеев П.А., Шелудякова В.А. Растительность р. Лены в среднем течении // Почвенные и ботанические исследования. - Якутск. 1972. - С. 87-100. Сукачев В.Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 44 с. Уткин А.И. Леса Центральной Якутии. - М.: Наука, 1965. - 208 с. Шашко Д.И. Климатические условия земледелия Центральной Якутии. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. 264 с.
УДК 630* КЛАССИФИКАЦИЯ МНОГООБРАЗИЯ СТРУКТУРЫ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ ТЕРЕСКЕНОВЫХ ПАСТБИЩ ПУСТЫНЬ КАЗАХСТАНА О.М. БЕДАРЕВА1, В.К. ХЛЮСТОВ 1 Калининградский государственный технический университет, г. Калининград, bryss@klgtu.ru Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева, г. Москва, khlustov@timacad.ru АННОТАЦИЯ Изложены методические приемы систематизации пробных площадей для построения статистических моделей строения терескенников по высотным группам. Представлены закономерности изменения формы и масштаба рядов распределения, позволяющие решать задачи формирования структуры надземной фитомассы.
Изучение продуктивности пастбищной растительности аридных территорий Казахстана было и остается одним из самых важных вопросов. Главным образом, это связано с тем, что основой кормовой базы животноводства являются природные кормовые угодья. Вся южная часть Казахстана (южнее 48 Ю.Ш.), а это более 40% территории, находится в пустынной зоне, представляя собой крупнейший массив естественных кормовых угодий. Разнообразие типов пастбищ огромно. По рыхлым, но сглаженным, а также бугристым пескам Мойынкумов, Сары-Ишыкотрау и других встречаются как чистые терескеновые пастбища, так и с примесью полыней, солянок, кустарников. Интерес к терескену неслучаен, так как этот полукустарник удовлетворительно поедается животными во все сезоны, имеет довольно устойчивую урожайность. Урожайность терескеновых пастбищ составляет 2-5 ц/га, при близком залегании грунтовых вод она может быть значительно больше, что и было обнаружено при проведенных обследованиях. Целью данной работы являлось выделение однородных групп пробных площадей терескена по параметрам высоты, в разрезе которых было запланировано выявление закономерностей формирования надземной фитомассы. В соответствии с этим была поставлена задача, согласно которой в качестве объектов классификации были приняты пробные площади в количестве 21 пробы с числом растений не менее 200 шт. В качестве исходных переменных, характеризующих параметры рядов по масштабу и форме, были приняты параметры высот hmin, hmax, H, а также накопленные проценты распределения частот по верхним границам классовых промежутков RI, RII, RIII, RIV. При решении классификационной задачи по разделению объектов (ПП) на отдельные однородные группы все семь переменных приняты в качестве независимых. Местоположение отдельного объекта должно было подлежать оценке в пространстве 7-ми переменных, каждая из которых характеризовалась своей векторной величиной. Вполне очевидно, что указанные переменные автокоррелированы, что подтверждается критическим значением коэффициента корреляции (r05=0,427) (табл. 1).
Таблица 1. Корреляционная матрица исходных переменных hmax H RI RII RIII RIV hmin -0,100 0,630 -0,138 -0,355 -0,592 -0,538 hmax 0,300 -0,102 0,076 0,050 0,042 H RI RII RIII -0,745 -0,822 -0,898 -0, 0,871 0,692 0, 0,882 0, 0, Поэтому была предпринята попытка выявления главных компонент посредством применения факторного анализа. В результате чего были получены 4 главных компонента, охватывающих 98,3%, накопленной дисперсии. Корреляционный анализ взаимосвязей между главными компонентами показал отсутствии автокорреляции (rрасч.< r05). Далее, опираясь на стратегию Уорда, была построена дендрограмма, позволившая разделить объекты на 8 однородных групп по показателям строения терескенников (18,19,20), (12,17), (2,3), (7,13), (4,14), (1,9,10), (6,8,11), (5,15), 8 и10 единичны (рис.1).
Рис. 1. Дендрограмма кластеризации пробных площадей по морфометрическим показателям высоты растений и процента накопленной численности растений, распределенных по 5-ти классам высоты Размещение классифицируемых объектов в системе выявленных главных компонент позволяет поставить задачу по кластеризации и рассчитать внутрикластерные расстояния для каждой группы объектов. В окончательном решении классификационной задачи был использован дискриминантный анализ, позволяющий статистически достоверно оценить местоположение каждого объекта в присущем ему классе по расстоянию до центра равном не более 5, а также определить вероятность отдаленности классов друг от друга по суммарному межкластерному расстоянию Махаланобиса, равному 626,1 при Р<0,05. Проведенная классификация позволила выделить однородные пробные площади по классам высот, и тем самым обеспечить статистически надежное определение усредненных по классам значений для дальнейшего выявления закономерностей в строении терескенников. Статистически взаимосвязи накопленного распределения частот со средней высотой пастбищ по пяти классовым промежуткам высот описываются уравнениями, представленными на рисунке 2.
Рис. 2. Взаимосвязь накопленных частот рядов распределения кустарничков терескена со средней высотой по четырем классовым промежуткам Наличие выявленных закономерностей позволило распределения в зависимости от средней высоты (рис.3).
получить формы кривых Рис. 3. Кривые распределения кустарничков по высоте (слева накопленная частота) по пяти классовым промежуткам при различной средней высоте растений Нормативная систематизация всего многообразия формы распределения должна сочетаться с показателями масштаба рядов и, в первую очередь, с размахом варьирования. Полученные по результатам решения классификационной задачи усредненные по классам значения максимальных и минимальных высот, выравнивались в зависимости от средней высоты. Полученные линии регрессии имеют незначительные изменения в диапазоне независимой переменной от 40 до 80 см с колебанием минимальной высоты в диапазоне от 20 до 30 см, а максимальной от100 до 110 см, которые описываются уравнениями вида: hmin=1,0997H0,7855 R2=0,154 hmax=57,678H0,1415 R2=0,221 Наличие моделей формы и масштаба рядов распределения в сочетании с моделями взаимосвязи фитомассы с высотой растений позволяет методически верно подойти к определению структуры фитомассы в целом для конкретного пастбища. Для разработки нормативов следует лишь осуществить перемножение количества растений в классовом промежутке на фитомассу, соответствующую значению высоты в середине каждого класса. Сумма полученных произведений (фрагментов структуры) соответствует общему количеству фитомассы в целом для пастбища.
ЛИТЕРАТУРА Герасимов Ю.Ю., Хлюстов В.К. Математические методы в расчетах на ЭВМ: применение в лесоуправлении и экологии. Учебник для лесных вузов.-М.: МГУЛ, 2001-260с. Кулаичев А.А. Методы и средства анализа данных в среде Windows. STADIA 6.0. Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Информатика и компьютеры, 1998.-270 с. Хлюстов В.К., Азенов М.Х. Классификация разнообразия рядов распределения саксаула черного по величине крон. Актуальные проблемы лесного хозяйства. Сб. НГСХА, Нижний Новгород, 2002- с. 70- УДК: 581.9( 571. 531 + 519.3) СТЕПНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ДАРХАТСКОЙ, ХУБСУГУЛЬСКОЙ (СЕВЕРНАЯ МОНГОЛИЯ) И ТУНКИНСКОЙ КОТЛОВИН Е.Н.МИРОНОВА Институт географии СО РАН, Иркутск, enmironova@mail.ru АННОТАЦИЯ Рассматриваются степные растительные формации, видовой состав, современное природное состояние котловин Севернрй монголии и Тункинской котловины.
В настоящее время важное значение имеет изучение степной растительности как наиболее эксплуатируемой в хозяйственной деятельности человека. Особенно важное значение это имеет для Северной Монголии, где еще сохранились практически нетронутые степные геосистемы Евразии. Изучаемая территория в ботанико-географическом районировании относится к Саянской горно-таежной провинции в составе Евразиатской хвойнолесной области. Расположение в центре Азиатского материка и удаленность от морей и океанов обусловило здесь формирование сурового континентального климата. В зимнее время холодные массы воздуха застаиваются, в связи с чем приземные слои охлаждаются до низких температур. Летом, наоборот, сюда устремляются жаркие и сухие потоки воздушных масс, что обуславливает существование в таких условиях степных растительных сообществ. К вопросам классификации степной растительности обращалось много авторов, среди которых Е.М.Лавренко, В.В.Блюменталь, А.А. Юнатов. Мы взяли за основу схему, предложенную Г.А.Пешковой (1972) для степных формаций Байкальской Сибири, где тип степи подразделяется на пять подтипов: горные, луговые, настоящие, сазовые и пустынные степи. Для Дархатской, Хубсугульской и Тункинской котловин характерны три подтипа степей- это горные, луговые и настоящие. Луговые степи - связующее звено между луговыми и степными типами растительности. Они представляют наиболее мезофитную группу степных сообществ, где господствуют дерновинные злаки и осоки. Луговые степи района исследования наиболее богаты в видовом отношении, многие виды имеют широкую экологическую амплитуду - встречаются в настоящих степях, сухих лугах, под пологом леса. К числу доминирующих видов луговостепных формаций относятся Leymus chinensis (Trin.) Tzvelev, Poa bothrioides (Trin. Ex Griseb.) Roshev., в разнотравье участвуют Galium verum L., Bupleurum scorzonerifolium Willd и др. Типичным примером луговостнпных формаций выступают леймусовые степи. Леймусовые формации - это редко встречающиеся формации района исследования. Как правило, они располагаются вокруг приозерных понижений, на надпойменных террасах ( Северо-восточная оконечность озера Дурен в Дархатской котловине). В этом районе они имеют угнетенный вид из-за чрезмерного выпаса скота. Общее проективное покрытие составляет менее 40%, высота травостоя 10-15 см, наблюдается включение сорных видов. В дальнейшем при бесконтрольном выпасе может произойти смена ценных в кормовом отношении леймусовых степей на вторичные растительные сообщества. Самая красочная и высокотравная степь котловин разнотравно-злаковая. Наибольшее распространение она имеет в Тункинской котловине и может рассматриваться как коренная (Холбоева, Намзалов, 2000), развивающаяся на равнинных и пологосклоновых местоположениях в условиях достаточного увлажнения. Травостой хорошо развит, проективное покрытие составляет 40-50%, во влажные годы 85-100%, средняя высота травостоя 25-50см. Доминирующие злаки - это Poa bothrioides (Trin. Ex Griseb.) Roshev., Festuca valesiaca Gaudin, реже встречается Helictotrichon schellianum (Hackel) Kitag., Bromopsis inermis Leysser, господствующие виды разнотравья - Artemisia commutata Besser, Scabiosa comosa Fischer ex Roemer et Schultes, Hemerocallis minor Miller и др. Псаммофитным вариантом луговых степей являются житняковые формации. Оголенные пески, образующие небольшие дюны и бугры встречаются по широким днищам падей и долин реки Арсаин-Гол, Дархатская котловина, а в Хубсугульской котловине это восточное побережье озера, в Тункинской - окрестности с. Никольск, в местностях Шархолой и Черный Бугор. Типичные представители злаков - Agropiron cristatum (L.) Beauv., Bromopsis korotkiji (Drobov) Holub, а разнотравье представляют Oxytropis lanata (Pallas) DC., Thymus baicalensis Serg. Настоящие степи района исследования располагаются на равнинных слабо холмистых пространствах. Формационный состав настоящих степей представлен ксерофильными дерновинными злаками. На территории котловин представителями настоящих степей выступают крыловоковыльные, тонконоговые и твердоватоосоковые степи. Все эти формации объединяет то, что травостой в этих степях невысок, проективное покрытие около 40%.Видовой состав довольно стабилен и в зависимости от формации доминируют Stipa krylovii Roshev., Koeleria altaica (Domin) Krylov, Carex durriuscula C.A.Meyer. В группе разнотравья встречаются Artemisia frigida Willd., Silene Jenisseensis Willd и др. На фоне настоящих степей выделяется твердоватоосоковая, относящаяся к варианту дигрессионных. Такие степи распространены вблизи населенных пунктов на участках подверженных чрезмерному выпасу. Под действием вытаптывания происходит значительное нарушение общей структуры фитоценоза. Это маловидовые, низкотравные растительные сообщества, где распространены виды: Potentilla bifurca L., Veronica incana L., Lappula myosotis Moench. Горные степи широко представлены на южном макросклоне Тункинских гольцов и массива Мунку-Сардык на скалистых и каменистых склонах. В их состав входят ленскотипчаковая и холоднополынная формации. В видовом отношении ведущие позиции занимают криофитностепные и горгостепные растения, куда входят представители плейстоценового флористического комплекса: Campanula turczaninovii Fed., Pentafilloides fruticosa (L.) O. Schwarz и др.(Холбоева, Намзалов, 2000). Холоднополынная степь в естественной обстановке встречается очень редко, но в связи с сильным антропогенным влиянием на природную среду ее позиции усилились. Способность холодной полыни переносить вытаптывание привела к тому, что на месте ковыльных, леймусовых и тонконоговых степей сейчас преобладают холоднополынные. Резюмируя все сказанное, можно отметить, что степи Тункинской, Дархатской котловины и Прихубсугулья в формационном составе имеют большое сходство, в тоже время сильно отличаются от прибайкальских и бурятских бедностью видового состава. Обусловленность положения степных формаций в тесном контакте с лесными и луговыми ценозами привели к тому, что в степях района исследования господствующее положение занимают криофильные дерновиннозлаковые низкотравные растительные сообщества. В современный период в связи с сильным антропогенным влиянием степная растительность заслуживает всестороннего изучения и рационального использования.
ЛИТЕРАТУРА Пешкова Г.А. Степная флора Байкальской Сибири. - М., 1972. - 208с. Пешкова Г.А. Флорогенетический анализ степной флоры гор Южной Сибири. - Новосибирск, 2001. 190с. Холбоева С.А., Намзалов Б.Б. Степи Тункинской котловины (Юго-Западное Прибайкалье). - У-Удэ. 116с.
УДК 581.526. ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ТУНДРОВЫХ ЦЕНОЗОВ ПОСЛЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ А.Е. БАТАЛОВ Поморский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Архангельск, fc.botanic@pomorsu.ru АННОТАЦИЯ Приведены данные мониторинга влияния объектов нефтедобывающей промышленности на растительный покров. Показаны основные тенденции восстановления растительных сообществ после их нарушения в ходе строительства промышленных сооружений.
Природные экосистемы Арктики испытывают все возрастающее антропогенное воздействие, обусловленное, прежде всего, развитием нефте- и газодобывающей промышленности. Уязвимость природных объектов Севера и длительный период восстановления нарушенных экосистем требуют повышенного внимания к охране природных комплексов (Москаленко, 1999). Нефтедобывающая промышленность относится к числу наиболее экологически опасных отраслей народного хозяйства. Она отличается большой землеемкостью, сильной загрязняющей способностью всех природных сред, высокой пожаро- и взрывоопасностью промышленных объектов (Захаров, Гаркунов и др., 1998). Механическое воздействие на растительный покров наблюдается на всех этапах освоения и разработки нефтяных и газовых месторождений (Коробов, Баталов, 2003). В частности, оно может происходить вследствие отчуждения земельных участков под сооружения, дороги и карьеры;
движения автотранспортных средств вне дорог;
развития экзогенных процессов (Юдахин и др., 2002). На отчужденных вследствие строительства дорог и сооружений участках происходит полное механическое уничтожение растительного покрова. Как правило, на площадках вблизи буровых полностью исчезают типичные для тундровых сообществ кустарнички, мхи и лишайники. В первый год растительный покров практически отсутствует, на второй отмечаются эксплерентные виды трав. По данным Б.И.Груздева и В.А.Мартыненко (1994), в первом этапе зарастания участвует около 30 видов травянистых растений. Затем следует стадия доминирования длиннокорневищных и рыхлокустовых злаков, которая длится около десяти лет. В это время в сообществе происходят существенные изменения, сопровождающиеся значительными колебаниями проективного покрытия (ПП) отдельных видов и сменой видового состава. Появление древесных растений, прежде всего Betula nana и кустарниковых ив (Salix phylicifolia, S.lanata, S.hastata, S.glauca), обычно начинается не ранее десятого года зарастания, а сомкнутый кустарниковый ярус формируется приблизительно еще через 5-6 лет (Чалышева, 1993;
Груздев, Мартыненко, 1994). Формирующиеся вторичные сообщества значительно отличаются по составу от коренных, прежде всего, господством злаков, пушиц или осок, отсутствием большинства видов кустарничков, малым числом видов моховидных и лишайников. Однако в некоторых случаях видовое богатство нарушенных участков может превышать этот показатель коренных сообществ за счет вселения трав, не способных проникать в сомкнутые тундровые ценозы (Баталов, 2005). К механическим повреждениям растительности также приводит движение автотранспорта непосредственно по тундре. В первую очередь страдают кустарники, кустарнички, мхи, лишайники, в меньшей степени - многолетние травы с запасающими подземными органами, устойчивыми к механическому воздействию (Шаврина, 1998). Скорость восстановления растительности после механического повреждения зависит от типа исходного ценоза и свойств почв (Ребристая, Хитун и др., 1993). Особую ценность для оценки степени повреждения и прогноза восстановления экосистем представляют данные экологического мониторинга, т.е. систематических наблюдений за состоянием окружающей природной среды и предупреждения о создающихся критических ситуациях. Осознавая необходимость подобных исследований, наиболее ответственные природопользователи разрабатывают системы мониторинга принадлежащих им промышленных объектов. Одним из положительных примеров подобного отношения является разработчик Ардалинского нефтяного месторождения (Ненецкий автономный округ) - компания Полярное сияние. С 1995 г. она проводит экологический мониторинг всех компонентов природных и антропогенно трансформированных экосистем. В частности, программа мониторинга растительности реализуется на шести тест-полигонах (1001-1006). Она включает детальное изучение особенностей растительного покрова, наблюдение за видовым составом и встречаемостью всех видов растений и лишайников, картирование микрогруппировок, исследование содержания тяжелых металлов и полиароматических соединений в древесных растениях, травах, мхах и лишайниках. Пробные площади были заложены сотрудниками Института биологии Коми научного центра УрО РАН Б.И. Груздевым и В.А. Мартынеко. С 1996 г. наблюдения осуществляют сотрудники кафедры ботаники и общей экологии Поморского государственного университета имени М.В. Ломносова Е.В. Шавриной и А.Е. Баталовым. В настоящем сообщении приведены результаты мониторинга на пробных площадях, расположенных вблизи промышленных объектов. Пробная площадь 1002 находится вблизи буровой на месте временного поселка, где после механического нарушения естественной растительности происходит формирование вторичного растительного покрова из трав, зеленых мхов и кустарников. Наблюдения за состоянием растительного покрова показали, что в период с 1995 по 2003 гг. произошли значительные изменения в видовом составе и структуре формирующегося здесь вторичного сообщества. Общее проективное покрытие растений увеличилось с 80 до 95-97%, соответственно площадь пятен голого грунта уменьшилась с 20 до 3-5%. В первые два года исследований ведущую роль в зарастании участка среди трав играли Theproseris palustris, Chamaenerion angustifolium, Eriophotum medium и E.vaginatum, среди мхов - Funaria hygrometrica и Marchantia polymorpha. К 2003 г. фитоценотическое значение большинства из них существенно снизилось, что связано с возрастанием конкурентного давления со стороны таких видов, как Calamagrostis lapponica, Poa pratensis, Eriophorum medium и представителей рода Carex, среди мхов - Aulacomnium palustre и Polytrichastrum alpinum. Фитоценотическая роль кустарников заметно возросла. Они сформировали древесный ярус. Сомкнутость кустарничков пока невелика, но встречаемость большинства этих видов имеет хорошо выраженную тенденцию к увеличению. Видовое богатство сообщества за период исследований увеличилось с 38 до 51 вида, в том числе древесных растений - с 6 до 10, трав - с 28 до 30, мхов - с 4 до 7, лишайников - с 0 до 3. В случае, если в последующие годы уровень антропогенных воздействий на данном участке не будет увеличен, можно ожидать дальнейшее восстановление растительного покрова и усложнение его структуры. Пробная площадь 1003 находится около ЦПС, где проводилась техническая рекультивация. В настоящий период в данных условиях происходит формирование покрова из морошки, злаков и зеленых мхов. По поверхности тест-полигона сохранились кучи сухих ветвей и сучьев уничтоженных ранее кустарников. Имеются пятна голого грунта, площадь которых за период проведения мониторинга сократилась с 15 до 3-5%. Как и в большинстве сообществ, находящихся на ранних этапах демутационных сукцессий, на данном участке за исследуемый период наблюдается увеличение видового богатства растений. За период с 1995 по 2003 г. этот показатель увеличился с 45 до 69 видов, однако из них 35-40 являются типичными представителями коренных тундровых сообществ.
Кустарники и кустарнички представлены 10 видами. Фитоценотическая роль растений этих биоморф остается невысокой, но встречаемость их постепенно возрастает. Например, за девятилетний период исследований встречаемость Salix phylicifolia возросла с 4 до 88%, Vaccinium uliginosum - с 20 до 72%, Empetrum nigrum - с 0 до 88%. Проективное покрытие трав увеличилось с 40% в до 80-85%. Доминирует Rubus chamaemorus, высокое обилие имеют злаки (Calamagrostis, Poa и Festuca), по микропонижениям разрастается Eriophorum medium. В то же время значительно снизилась фитоценотическая роль Epilobium palustre, Chamaenerion angustifolium, Tripleurospermum hookeri, Polemonium acutiflorum, игравших основную роль на первых этапах зарастания участка. Мхи покрывают около 90-95% площади исследуемого участка (в 1995 г. - 85%). Ярус сложен 19 видами. Доминируют Aulacomnium palustre и Polytrichastrum alpinum, местами - Tomenthypnum nitens. Относительно высокое обилие сохраняют представители пионерной бриофлоры (Brium caespiticium, Leptobryum piliforme и др.), однако они постепенно вытесняются другими, более конкурентоспособными мхами, характерными для коренных сообществ. Лишайники представлены шестью видами, из которых значительное обилие имеет лишь Peltigera aphthosa, остальные виды встречаются спорадически. Таким образом, за восьмилетний период наблюдений облик сообществ на этих участках значительно изменился. Отчетливо проявляется тенденция вытеснения пионерных растений видами, доминирующими на более поздних стадиях сукцессий или даже видами коренных сообществ. Анализ результатов мониторинга позволяет сделать прогноз о постепенном восстановлении коренных типов тундровых сообществ при отсутствии новых форм антропогенного пресса.
ЛИТЕРАТУРА Груздев Б.И., Мартыненко В.А. Растительный покров техногенных участков на Европейском Севере // Освоение Севера и проблема рекультивации: Доклады II Международной конференции, Сыктывкар, 1994. С. 101-107. Ребристая О.В., Хитун О.В., Чернядьева И.В. Техногенные нарушения и естественное восстановление растительности в подзоне северных гипоарктических тундр полуострова Ямал // Бот. журн. 1993. Т.78, №3. С.122135. Шаврина Е.В. Восстановление растительности тундры (полуостров Ямал) после транспортных воздействий // Экологические проблемы Севера. Архангельск, 1998. С.78-90. Чалышева Л.В. Антропогенные изменения растительного покрова в районах нефтедобычи (Северовосток европейской части России): Автореф. дис. Е канд. биол. наук. М., 1993. 19 с. Юдахин Ф.Н., Губайдуллин М.Г., Коробов В.Б. Экологические проблемы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печорской провинции. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 314 с. Москаленко Н.Г. Антропогенная динамика растительности равнин криолитозоны России. Новосибирск: Наука, 1999. 280 с. Баталов А.Е. Последствия некоторых видов воздействия объектов нефтедобычи на состояние тундровой растительности (на примере Ненецкого округа) // Экологические проблемы Севера: Межвузовский сборник научных статей. Архангельск, 2005. С.188-191. Коробов В.Б., Баталов А.Е. Влияние нефтедобывающего комплекса на почвы и растительность тундры. Архангельск, 2003. 33 с. Захаров А.И., Гаркунов Г.А., Чижов Б.Е. Виды и масштабы воздействий нефтедобывающей промышленности на лесной фонд Ханты-Мансийского автономного округа // Леса и лесное хозяйство Западной Сибири. Тюмень, 1998. Вып. 6. С.149Ц160.
УДК 581.9 (571.54) СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЦЕНОФЛОР РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАПАДНОГО МАКРОСКЛОНА ИКАТСКОГО ХРЕБТА Л.В. КРИВОБОКОВ Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ, leo_kr@mail.ru АННОТАЦИЯ Растительность западного макросклона Икатского хребта представлена лесостепным и таежным поясами. Классификация растительности строилась по методу Браун-Бланке. Лесостепной пояс составляют горные степи класса Cleistogenetea squarrosae и гемибореальные леса классов Rhytidio-Laricetea и Querco-Betuletea. Таежный пояс представлен лесами класса Vaccinio-Piceetea. Сравнение ценофлор классов дает возможность глубже понять структуру слагающих их растительных сообществ, их взаимосвязи и взаиморасположение на осях градиентов среды.
Район исследований находится в Баргузинском районе Республики Бурятия. Икатский хребет является составной частью крупной орографической области - Саяно-Байкальского станового нагорья. Рельеф исследуемой территории эрозионно-денудационный, с высотными отметками 550Ц1450 м над у. м. Район расположен в суббореальном биоклиматическом поясе и в восточносибирском (резко континентальном) биоклиматическом секторе (Назимова, 1998). Коэффициент континентальности по Конраду - 86.Климатические показатели изменяются с увеличением абсолютной высоты. Среднегодовая температура воздуха понижается от подножия хребта к вершинам, сумма осадков, напротив, возрастает. Икатский хребет находится в границах криолитозоны. Почвенные комбинации здесь в основном составляют черноземные почвы горных степей и дерново-лесные почвы лесов лесостепного пояса. В горно-таежном поясе распространены подбуры и дерновоподзолистые почвы. Смена растительных сообществ вверх по склону хребта подчинена законам высотной поясности. Нижние части склонов занимают степи класса Cleistogenetea squarrosae Mirkin et al. 1986. Они распространены от подножия хребта до абсолютных высот 600 м на теневых и 800 м на световых склонах. В диапазоне высот 600Ц1000 м над. у.м. к степям примыкают леса класса Rhytidio rugosiЦLaricetea sibiricae K. Korotkov et Ermakov 1999. Участки сообществ класса Querco mongolicaeЦBetuletea davuricae Ermakov et Petelin in Ermakov 1997 встречаются небольшими массивами в окружении лесов RhytidioЦLaricetea. Рассмотренные сообщества диагностируют лесостепной пояс. Последний сменяется горно-таежным, представленным сообществами класса VaccinioЦPiceetea Br.ЦBl. In Br.ЦBl., Siss. Et Vlieger 1939, на абсолютных высотах около 1000 м на южных и около 800 м на северных склонах. Целью проведенного исследования было изучение ценофлор высших синтаксономических единиц растительности западного макросклона Икатского хребта и их сравнение, что дает возможность глубже понять структуру слагающих их растительных сообществ, их взаимосвязи и взаиморасположение на осях градиентов среды. Ценофлору определяют, как объединение территориальной совокупности видов растений. Ценофлора объединяет территориально разобщенные сообщества одного синтаксона избранного ранга. Изучение ценофлор в синтаксономическом пространстве позволяет выделять закономерности изменения различных параметров флоры. При этом одновременно получается дополнительная информация и об экологии синтаксонов, то есть флористические спектры хорошо выражают и особенности местообитаний, и сукцессионные стадии и, часто, происхождение сообществ (Булохов, 1993). Ценофлора класса Cleistogenetea squarrosae в районе исследований состоит из 187 видов и подвидов. Анализ видов по поясно-зональной приуроченности показал (Табл. 1), что во флоре горных степей преобладают виды горно-степной и лесостепной групп, что закономерно отражает горный характер степей на границе с лесами. Немного меньшее участие собственно степных видов. Анализ флоры по соотношению ареалогических групп показал (Табл. 2), что большинство видов имеют евразиатские и азиатские ареалы. Менее значимы связи с восточноазиатскими степями (восточноазиатский и маньчжуро-даурский типы ареалов). Ценофлора класса RhytidioЦLaricetea состоит из 222 видов и подвидов. Наибольшую роль в сложении ценофлоры лесов класса играют виды степного флористического комплекса (Табл. 1). В сумме они составляют более половины всех видов ценофлоры, виды лесного флористического комплекса - лишь более трети всех видов. Как и для горных степей, для Таблица 1. Распределение видов ценофлор по поясно-зональным и экологическим группам (в %) Поясно-зональные и экологические группы ММ ГМ СХ ТХ ПБ ЛС ГС СС ЛГ ВБ АФ Cleistogenetea squarrosae 2,7 - 9,7 - 0,5 25,2 30,5 21,4 4,8 - 3,7 Ценофлоры классов RhytidioЦLaricetea QuercoЦBetuletea davuricae 3,6 0,9 1,4 0,9 27,0 51,7 3,1 3,6 5,4 5,4 20,6 20,5 21,6 2,7 12,2 0,9 1,8 9,8 0,5 0,9 2,3 0,9 VaccinioЦPiceetea 3,9 3,9 51,6 11,8 7,2 7,8 2,6 - 4,6 3,2 0, сообществ класса RhytidioЦLaricetea характерно преобладание горно-степных и лесостепных видов над собственно степными. Соотношение ареалогических групп практически такое же, что и в ценофлоре класса Cleistogenetea squarrosae (Табл. 2). Наибольшая доля принадлежит видам с евразиатским и южно-сибирским типами ареалов. Повышенное, по сравнению со степями, участие циркумполярных, американо-азиатских и евросибирских видов характерно в большей мере для лесов, чем для степей Байкальской Сибири (Малышев, Пешкова, 1984), и оно достигается за счет видов светлохвойной группы лесного флористического комплекса.
Таблица 2. Распределение видов ценофлор по ареалогическим группам (в %) Ареалогические группы К - ЕА ЕС ОА СА СВ ЮС ЦА АА ВА МД ОХ ЭН Cleistogenetea squarrosae 10,1 21,9 2,7 7,5 10,7 2,1 20,9 4,8 1,1 7,0 6,4 - 4,8 Ценофлоры классов RhytidioЦLaricetea QuercoЦBetuletea davuricae 14,9 16,9 20,2 21,3 4,5 5,4 5,9 10,7 9,9 13,4 2,3 2,7 18,5 11,6 3,1 - 3,1 4,5 9,0 6,3 5,4 2,7 1,8 3,6 1,4 0,9 VaccinioЦPiceetea 23,5 19,0 3,3 5,9 19,0 1,9 8,5 - 5,2 6,5 3,3 3,9 - Ценофлору сообщества класса QuercoЦBetuletea в районе исследований составляют 112 видов. В отличие от RhytidioЦLaricetea, ценофлора класса QuercoЦBetuletea сложена преимущественно лесными видами, в основном светлохвойной группы, значительно меньше степных и луговых видов (Табл. 1). Среди видов степного флористического комплекса абсолютно преобладают виды лесостепной группы. Такой спектр поясно-зональных и экологических групп отражает особые экологические условия экотопов а именно, лучшую тепло- и влагообеспеченность в летнее время и меньшее промораживание почв зимой. В ареалогическом спектре, по сравнению с ценофлорой класса RhytidioЦLaricetea, возрастает доля видов с общеазиатским и североазиатским типами ареалов за счет видов светлохвойной лесной группы и снижается доля видов с южно-сибирским, восточноазиатским и маньчжуродаурским типами ареалов за счет незначительной представленности горно-степных и степных видов. Ценофлору класса VaccinioЦPiceetea в районе исследований составляют 153 вида. В ней преобладают виды светлохвойной группы лесного флористического комплекса (Табл. 1), что вполне соответствует господствующему положению на Икатском хребте зональных для региона лиственничных лесов. Среди ареалогических групп наибольшую роль в ценофлоре класса VaccinioЦPiceetea играют виды широкого распространения (циркумполярные, евразиатские, северо-азиатские). Специфичными для ценофлоры класса Cleistogenetea squarrosae являются 60 видов (32,1 % от общего числа видов ценофлоры), класса RhytidioЦLaricetea - 40 видов (18 %), класса QuercoЦBetuletea - 26 видов (23,2 %), класса VaccinioЦPiceetea - 53 вида (34,6 %). Из этого простого анализа видно, что все классы имеют определенную флористическую самостоятельность, особенно степной и таежный (как зональные). Сравнение видового состава ценофлор по поясно-зональным и экологическим группам (Табл. 1) показало закономерное увеличение доли видов лесного флористического комплекса, особенно светлохвойной группы, и уменьшение доли степных, особенно горностепных и собственно степных видов в ряду ценофлор Cleistogenetea squarrosae - Rhytidio - Laricetea - QuercoЦBetuletea - VaccinioЦPiceetea. Несколько выделяется в этой последовательности ценофлора класса QuercoЦBetuletea. Так, с ценофлорой класса Vaccinio - Piceetea ее сближает большое и равное участие лесных видов светлохвойной группы и малое - горно-степных видов, а с ценофлорой класса RhytidioЦLaricetea значительное и равное же участие лесостепных видов. Кроме этого, сообщество класса QuercoЦBetuletea выделяется из других ценофлор более чем в 2 раза большим участием в сложении ценофлоры луговых видов. В ареалогических спектрах (Табл. 2) прослеживается закономерное увеличение в ценофлорах от степного класса к бореальному видов с циркумполярным, северо-азиатским, американо-азиатским, охотским типами ареалов, которые более характерны для таежных бореальных лесов, и уменьшение видов с южно-сибирским, центрально-азиатским, маньчжуро-даурским типами ареалов и эндемов, которые играют заметную роль в степной флоре Байкальской Сибири. Видовое сходство ценофлор классов показано в таблице 3.
Pages: | 1 | 2 | 3 | Книги, научные публикации