Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
а2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Заповедник Хакасский был организован в 1999 г. на базе государственных природных заповедников Чазы и Малый Абакан. Одна из основных его целей - сохранение биоразнобразия степной растительности Сибири.
Степные кластеры заповедника Озеро Беле, Озеро Шира, Озеро Иткуль находятся на территории республики Хакасия в Ширинском районе, их фитоценотическое и флористическое разнообразие изучено недостаточно. Растительность заповедников в первую очередь должна репрезентативно отражать закономерности окружающей среды. Степень ее изученности должна быть больше, чем на окружающей территории. Актуальность темы определяется необходимостью полной характеристики растительности кластеров, так как без этого невозможно вести текущий и долгосрочный мониторинг биоты заповедника. Также недостаточно данных для оценки репрезентативности степных кластеров и разработки научно обоснованной системы текущего и долгосрочного мониторинга. Последнее особенно актуально в связи с условиями изменения климата и откликом на это растительности.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - охарактеризовать растительность трех степных кластеров: Озеро Беле, Озеро Шира, Озеро Иткуль Ширинской группы заповедника Хакасский и провести анализ флоры на видовом и ценотическом уровнях.
В связи с этим решались следующие задачи:
Ц провести инвентаризацию флоры и выявить ее систематические, хорологические, экологические и биоморфологические особенности;
Ц определить ценотическое разнообразие растительности;
Ц уточнить закономерности пространственной структуры растительности;
Ц составить карты растительности всех трех кластеров: Озеро Беле, Озеро Шира, Озеро Иткуль.
Защищаемые положения:
1. Степные кластеры Озеро Беле, Озеро Шира, Озеро Иткуль Ширинской группы заповедника Хакасский во флористическом и фитоценотическом отношениях репрезентативно представляют степную растительность северной части Минусинской котловины.
2. Разработанные крупномасштабные геоботанические карты позволили выявить закономерности пространственной структуры растительности степных кластеров Ширинской группы заповедника Хакасский.
Научная новизна. Для Ширинских кластеров заповедника Хакасский дана комплексная характеристика видового и фитоценотического разнообразия растительности. Впервые выявлено ценотическое разнообразие растительности, представленное 21 формацией и 44 ассоциациями, из которых 30 ассоциаций степные, 8 - луговые, 3 - болотные и 3 - лесные. Также впервые выявлены и описаны закономерности пространственной структуры растительности кластеров. Созданы карты растительности кластеров Ширинской группы заповедника Хакасский.
Теоретическая и практическая значимость. Карты растительности являются теоретической основой для текущего и долгосрочного мониторинга природной среды заповедника. Материалы диссертационной работы могут быть использованы для написания Зеленой книги Хакасии и в качестве учебного материала в курсе Природа Хакасии. Собранный материал пополнил гербарную коллекцию заповедника, сформирована база данных по ценотическому разнообразию.
аАпробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на 5-й Международной научно-практической конференции Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии (Барнаул, 2006); 4-й Российской конференции (Чтения памяти Л.М. Черепнина) Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока (Красноярск, 2006); Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летнему юбилею государственной заповедной системы России Региональные проблемы заповедного дела (Абакан, 2006); 3-й Всероссийской молодежной научно-практической конференции ботаников в Новосибирске Перспективы развития и проблемы современной ботаники (Новосибирск, 2007);
Межрегиональной научно-практической конференции XX Мартьяновские краеведческие чтения (Минусинск, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ (4 статьи и 5 тезисов, в том числе 2 коллективные монографии), из которых 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и 2 приложений. Текст работы изложен на 221 странице машинописного текста, включает 19 рисунков и 22 таблицы. Список литературы содержит 208 источников, в том числе 7 на иностранном языке. В приложениях дан конспект флоры сосудистых растений ГПЗ Хакасский и приведено видовое разнообразие по кластерам.
ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1. Характеристика объекта исследования Три степных кластера Оз. Беле, Оз. Шира, Оз. Иткуль расположены в Ширинском районе республики Хакасия. Они сходны по физико-географическим характеристикам (табл. 1) и в миниатюре отражают все характеристики хакасских степей. Их ландшафт представлен равнинами с крупнодерновинными настоящими степями, куэстовыми грядами с петрофитными вариантами мелкодерновинных степей и приозерными понижениями с лугами, болотами и прибрежной растительностью вдоль озер.
Таблица Физико-географическая характеристика объектов исследования Абсолютная Географические Общая Площадь Кластер высота, м координаты площадь, га водоема, га от 5421' с.ш. до 5445'с.ш., Оз. Беле 400-700 5285 5от 9009' в.д. до 9019' в.д.
от 5426' с.ш. до 5429' с.ш., Оз. Шира 354 1397 2от 9014' в.д. до 9018' в.д.
от 5425'с.ш. до 5429'с.ш., Оз. Иткуль 400-700 5547 22от 9002' до 9009' в.д.
а1.2. Изученность объекта исследования В целом растительный покров Хакасии описан в коллективной монографии Растительный покров Хакасии (1976) под руководством А.В. Куминовой. Исследования носили комплексный характер без детальной характеристики территории будущего заповедника; работы, характеризующей растительный покров Ширинских кластеров степной группы заповедника Хакасский, до сих пор нет. Необходимость в данной работе ощущается постоянно, так как кластеры включают наиболее типичные степные фитоценозы, которые подвергались антропогенному прессу до введения заповедного режима.
1.3. Материалы и методы исследования
Работа выполнена на основе материалов, собранных автором в течение 4 лет c 2005 по 2008 гг. Сбор материала проводился в процессе экспедиционных работ в ходе маршрутных и стационарных исследований, в результате которых было собрано более 2000 гербарных листов.
Видовой состав флоры степных кластеров Ширинской группы заповедника Хакасский уточнялся на основе гербарных образцов из фондов Гербария ЦСБС СО РАН (г. Новосибирск, NS), а также собственных материалов.
Аннотированный список видов, приведенный в приложении 1, составлен на основе собственных данных автора. Названия видов сосудистых растений приведены по флористической сводке С.К. Черепанова (1995).
Таксономический, хорологический, поясно-зональный, экологический и биоморфологический анализ, проведены по современным методам сравнительной флористики (Юрцев, 1951, 1997; Малышев, 1976; Шмидт, 1980, Пешкова, 2001).
Для подтверждения схожести флор был вычислен коэффициент ЧекановскогоСёренса (Семкин, Комарова, 1977).
Для анализа фитоценотического разнообразия и структуры растительности выполнено 200 геоботанических описаний по стандартной методике на площадках 100 м2 для степных и луговых сообществ и 200 м2 для лесных сообществ (Полевая геоботаника, 1964; Миркин, Наумова, Соломец, 2002). Камеральная обработка включила систематизацию описаний в виде таблиц с использованием пакета TWINSPAN и MegaTab.
Исследования пространственной организации растительного покрова кластеров было выполнено на основе подходов, разработанных В.Б. Сочавой (1967) и А.Г. Исаченко (1969). Для выявления пространственной структуры использовались результаты крупномасштабного картографирования растительности кластеров с использованием аэрофото- и космоснимков. Анализ дистанционных материалов проводился с применением методов ГИС-систем. Классификация растительных сообществ степных кластеров строилась по эколого-фитоценотическим принципам (Александрова, 1969).
ГЛАВА II. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В главе дается характеристика рельефа, климата, гидрографии, почв и краткое описание растительности района исследований, который расположен в центральной части Северо-Минусинской котловины.
аГЛАВА III. ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И СТРУКТУРА ФЛОРЫ СТЕПНОЙ ГРУППЫ ШИРИНСКИХ КЛАСТЕРОВ ЗАПОВЕДНИКА ХАКАССКИЙ 3.1. Таксономическая структура флоры Флора Ширинских кластеров насчитывает 518 видов, принадлежащих к 247 родам и 64 семействам, что составляет 31,02 % видового состава от флоры Хакасии в целом и 97,7 % от степной флоры Хакасии.аКонспект флоры приведен в приложении 1.
Сравнивая основные таксономические характеристики флоры кластеров с флорой островных приенисейских степей (Положий, Гуреева и др., 2002), увидим, что флора исследуемой территории соответствует видовому списку островных приенисейских степей на 77,5 % (668 видов представляют флору островных приенисейских степей и 518 видов приходится на долю Ширинских кластеров), в то время как родовой спектр совпадает на 100 % (242 рода - флора островных приенисейских степей и 247 родов составляют флору Ширинских кластеров соответственно).
Данное сравнение подтверждает сходство флоры кластеров с флорой островных приенисейских степей.
На кластере Оз. Беле было выявлено 263 вида, принадлежащих к 48 семействам и 163 родам. На кластере Оз. Шира - 302 вида, принадлежащих к 47 семействам и 181 роду. На кластере Оз. Иткуль выявлено 416 видов, относящихся к 60 семействам и 225 родам.
На долю 10 более крупных семейств приходится 322 вида (табл. 2), что составляет 62,2 % от общего числа видов флоры. По нашим данным самыми многочисленными во флоре степей Ширинских кластеров являются семейства Poaceae, Fabacaea, Asteraceaе, которые характеризуют флору как континентальную, что соответствует точке зрения Л.И. Малышева (1976).
Таблица Ранговое распределение ведущих семейств Общее количество Количество родов в каждом семействе по кластерам Ранг Семейство видов в семействе Оз. Беле Оз. Шира Оз. Иткуль 1-2 Poaceae 49 16 18 1-2 Fabaceae 49 10 12 3 Asteraceae 47 20 24 4 Rosaceae 44 14 14 5 Cyperaceae 35 7 23 6-7 Brassicaceae 22 12 12 6-7 Scrophulariaceae 22 6 5 8 Ranunculaceae 20 5 8 9-10 Apiaceae 18 6 3 9-10 Lamiaceae 16 10 6 Итого: 322 106 125 1Степные флоры кластеров по ведущему месту четырех основных семейств (Poaceae, Fabaceae, Asteraceaе, Rosaceae) имеют явное сходство. Ведущая роль бобовых - характерная особенность Минусинско-Хакасских степей, являющихся с конца плиоцена одним из центров автохтонного развития бобовых (Положий, Гуреева и др., 2002).
Ранговое распределение основных семейств отличает флору кластеров от флоры, характерной для бореальной области, так как для последней свойственно преобладание семейств Asteraceae, Cyperaceae и Rosaceae (Толмачев, 1979). Следовательно, флору степных кластеров можно отнести к флорам суббореальной области.
аБолее четкое представление о структуре флоры Ширинских кластеров дает спектр ведущих родов (табл. 3). Многовидовых родов относительно немного. Более 20 видов содержат лишь 2 рода, от 11 до 15 видов насчитывают в своем составе 4 рода. Особенно выделяется род Carex, насчитывающий 4,8 % всех видов выявленной нами флоры. Ранговый спектр ведущих родов Ширинских степных кластеров заповедника соответствует таковому флоре Хакасии в целом (Анкипович, 1999).
Таблица Крупнейшие рода флоры Ширинских кластеров Число видов Род Всего по кластерам Оз. Беле Оз. Шира Оз. Иткуль видов % от общего числа видов Carex 25 4,8 7 14 Potentilla 21 4,1 9 13 Oxytropis 15 2,9 7 6 Astragalus 13 2,5 5 5 Artemisia 13 2,5 9 9 Allium 11 2,1 5 6 Итого: 98 18,9 42 53 Родовой спектр характеризует флору данных кластеров как азиатскую континентальную, горную, степную. Видовое богатство в родах Oxytropis и Astragalus может служить одним из подтверждений тезиса А.В. Положий (1964) о том, что современные Минусинско-Хакасские степи - один из центров их видообразования.
Репрезентативность исследованных кластеров заповедника очевидна, так как их флора почти на 100 % по видовому составу соответствует флоре степей Хакасии. Некоторые отличия флоры Хакасии и изучаемой территории определяются наличием в Ширинских кластерах озёр и пойменных террас.
Для подтверждения схожести флор изучаемых кластеров между собой, для дальнейшего их объединения в один степной флористический комплекс, нами был вычислен коэффициент Чекановского-Сёренса (Шмидт, 1976), который для кластеров Озеро Шира и Озера Беле равен 0,64; кластеров Оз. Шира и Оз. Иткуль - 0,68;
кластеров Оз. Беле и Оз. Иткуль - 0,58. Также для более полного и объективного отражения отношения флоры кластеров друг к другу нами были рассчитаны (рис. 1) меры включения (Семкин, Комарова, 1977).
Флоры кластеров Оз. Беле и Оз. Шира находятся в отношении сходства и включены во флору кластера Оз. Иткуль. А флора кластера Оз. Иткуль, также находясь в отношении сходства с данными флорами, еще и включена во флору кластера Оз. Шира.
Проведенный анализ показал, что изученные флоры кластеров могут быть объединены в единый флористический комплекс, так как они являются частями одного целого.
Для этого был вычислен коэффициент сходства Чекановского-Сёренса, который равен 0,98, что еще раз подтвердило общность изучаемых флор со степной флорой Хакасии.
Следующим этапом для определения репрезентативности степного ядра изучаемой флоры по отношению к степной флоре Хакасии является их сравнительный анализ.
Для более полного и объективного отражения отношения изучаемой нами флоры и степной флоры Хакасии между ними были рассчитаны меры включения (рис. 2).
Отношения между флорами А и В описываются двумя мерами включения. Флора А - степная флора Хакасии, флора В - флора изучаемых кластеров. Получилось следующее: К (А, В) = 1 и К (В, А) = 0,98, т.е. флора Ширинских кластеров полностью вклюачена в степную флору Хакасии и наоборот. В нашем случае обе меры включения превышают заданную пороговую величину 0,5, следовательно, наблюдается сходство сравниваемых флор.
Б B 0,0,0,0,И A 0,0,Ш C Рис. 1. Отношения включения сравниваемых Рис. 2. Отношения включения и сходства флор. И - кластер Оз. Иткуль, Б - кластер флоры кластеров со степной флорой и всей Оз. Беле, Ш - кластер Оз. Шира. флорой Хакасии. А - флора Хакасии, В - флора кластеров, С - степная флора Хакасии.
Флоры В и С находятся в отношении сходства, и обе включены во флору А, т.е.
флоры кластеров находятся в отношении сходства с флорой Хакасских степей, и обе включены во флору Хакасии. Из всего выше сказанного следует: при сравнении рассматриваемых флор на видовом уровне наблюдается определенная флористическая целостность, так как флоры кластеров за счет общих видов находятся в отношениях части и целого. Анализ сходства и различия флор кластеров показал их высокое сходство на видовом уровне, что позволило объединить их в единую степную флору изучаемых объектов.
Сравнительный анализ единой флоры кластеров со степной флорой Хакасии в целом, подтвердил, что степная флора заповедника репрезентативна по отношению ко всей степной флоре Хакасии.
3.2. Хорологический анализ Основываясь на принципах, изложенных в работах А.В. Куминовой (1960), А.И. Толмачева (1962), И.М. Красноборова (1976), все виды флоры Шириинских кластеров заповедника Хакасский объединены в следующие географические группы (табл. 4).
Виды широкого распространения (голарктические, евразиатские и американоазиатские) составляют 47 %. Большую роль в сложении флоры в целом и по отдельным кластерам принимают также азиатские виды, что соответствует выводам Г.А. Пешковой (2001) об автохтонных тенденциях в становлении флоры. Среди них преобладают центрально-азиатские виды (11 %), что подтверждает предположение о формировании степей Хакасии за счет миграции ксерофитов из Центральной и Средней Азии (Положий, 1964). Группа эндемиков и гемиэндемиков Хакасии и Алтае-Саянской горной области насчитывает 26 видов на всех степных кластерах, что составляет 5 % всей изучаемой флоры. Малый процент эндемичных видов во флоре Ширинских кластеров можно объяснить тем, что центры эндемизма в масштабах Алтае-Саянской горной страны в основном находятся в высокогорьях. Но, несмотря на это, имеющиеся эндемичные виды придают флоре кластеров специфичность.
аТаблица Соотношение различных географических групп во флоре степных Ширинских кластеров Кластеры Общие виды Оз. Беле Оз. Шира Оз. Иткуль Хорологическая группа по кластерам кол-во %* кол-во %** кол-во %** кол-во %** 1. Голарктическая и космополитная 86 16,6 33 12,5 52 17,2 74 17,2. Евразиатская 154 29,7 92 34,9 96 31,9 128 30,3. Американо-азиатская 4 0,7 3 1,1 3 0,9 5 1,4. Европейско-сибирская 41 7,9 16 6,1 15 5,0 37 8,5. Общеазиатская 33 6,3 20 7,6 24 7,9 28 6,6. Североазиатская 42 8,1 23 8,8 26 8,6 36 8,7. Центрально-азиатская 57 11,0 23 8,8 20 6,6 26 6,8. Восточно-азиатская 30 5,8 12 4,6 18 6,0 23 5,9. Южно-сибирская 45 8,9 26 9,9 30 9,9 40 9,10. Эндемичная Хакасии и Алтае-Саянской горной области 26 5,0 15 5,7 18 6,0 19 4,(или Гемиэндемичная) Итого: 518 100 263 100 302 100 416 1* - % от всей флоры кластеров, ** - % от всей флоры кластера.
3.3. Поясно-зональная приуроченность Поясно-зональные группы выделены по преимущественному произрастанию видов в определенной зоне или высотном поясе. Кроме общего распространения учитывалась также их ценотическая роль; на основании этих признаков выделены основные поясно-зональные группы (табл. 5).
Таблица Количественные и процентные показатели участия поясных групп во флоре степных кластеров Ширинской группы заповедника Хакасский Кластеры Поясная группа Оз. Беле Оз. Шира Оз. Иткуль кол-во % кол-во % кол-во % Зональная растительность:
1. Степная:
горная 64 24,3 66 22,0 89 21,равнинная 71 27,0 67 22,2 70 16,2. Лугово-степная:
равнинная 42 16,0 43 14,2 56 13,горная 46 17,5 52 17,2 80 19,3. Лесостепная 29 11,0 43 14,2 70 16,4. Альпийская или собственно 2 0,8 1 0,3 3 0,высокогорная Азональная растительность:
5. Водная - Ц - Ц 3 0,6. Водно-болотная 4 1,5 17 5,6 24 5,7. Луговая 5 1,9 13 4,3 21 5,Итого: 263 100 302 100 416 1аВо флоре степных кластеров преобладают виды степной группы, составляющие на кластере Оз. Беле 51,3 % (135 видов), на кластере Оз. Шира - 44,2 % (133 вида) и на кластере Оз. Иткуль - 38,2 % (159 видов). Более 20 % от общего числа видов на каждом кластере приходится на долю представителей горной степной группы, большинство видов в этой группе принадлежит семейству Fabaceae, которое в изучаемой флоре является одним из ведущих, что обусловлено общим процессом исторического развития территории Южной Сибири.
К азональной растительности отнесены водные, водно-болотные и луговые виды, их доля во флоре кластера Оз. Беле составляет 3,4 % (9 видов), Оз. Шира - 9,9 % (30 видов), Оз. Иткуль - 11,6 % (48 видов). Среди видов данной группы наибольшее количество водно-болотных (Alisma gramineum, Triglochin palustre) представителей, это обусловлено разнообразием сырых местообитаний возле озёр.
Значительный процент среди азональных видов составляют луговые (Poa pratensis, Carex enervis, Dactylorhiza incarnata). Преобладание в данной группе представителей с голарктическим ареалом говорит о флористической близости водных, водноболотных и луговых сообществ на территории Голарктики.
3.4. Экологическая структура флоры Для экологического анализа флоры степных Ширинских кластеров заповедника была использована общепринятая классификация экологических групп Т.К. Горышиной (1979). Все виды изучаемой флоры по отношению к влажности субстрата объединены в 4 экологические группы: ксерофиты, мезофиты, гигрофиты, гидрофиты (табл. 6).
Наиболее многочисленны ксерофиты (на кластере Оз. Беле 186 видов и 70,7 % соответственно; на кластере Оз. Шира 180 видов - 59,7 %; на кластере Оз. Иткуль 2видов - 54,5 %), из ксерофитных видов преобладающими являются истинно степные виды - эуксерофиты, это естественно, т.к. флора степная, с незначительной долей участия высокогорных видов, таких как Pedicularis amoena, являющимся реликтом ледникового периода. Вместе с тем, характерны также мезофиты (на кластере Оз. Беле 66 видов - 25,1 %; на кластере Оз. Шира 81 вид - 26,8 %; на кластере Оз. Иткуль 128 видов - 30,8 %). Включение в территорию заповедника берегов и акваторий минерализованных озер, а также засоленных пойменных комплексов объясняет большой процент участия во флоре гигрофитов и гидрофитов (на кластере Оз. Беле 9 видов - 3,4 % и 2 вида - 0,8 % соответственно; на кластере Оз. Шира 35 видов - 11,6 % и 6 видов - 1,9 %; на кластере Оз. Иткуль 51 вид - 12,3 % и 10 видов - 2,4 % соответственно).
Таблица Экологические группы растений степных кластеров Ширинской группы заповедника Хакасский Экологическая Кластер Оз. Беле Кластер Оз. Шира Кластер Оз. Иткуль группа кол-во % кол-во % кол-во % Ксерофиты: 186 70,7 180 59,7 227 54,А) гемиксерофиты 72 27,3 66 21,9 94 22,Б) эуксерофиты 77 29,3 76 25,2 91 21,В) пойкилоксерофиты 37 14,1 38 12,6 42 10,Мезофиты 66 25,1 81 26,8 128 30,Гигрофиты 9 3,4 35 11,6 51 12,Гидрофиты 2 0,8 6 1,9 10 2,Итого: 263 100 302 100 416 1а3.5. Анализ жизненных форм флоры Проведен анализ биоморфологической структуры флоры, при этом за основу взята система жизненных форм К. Раункиера (1905) (табл. 7).
Таблица Жизненные формы растений на кластерах Ширинской группы заповедника Хакасский Кластер Оз. Беле Кластер Оз. Шира Кластер Оз. Иткуль Жизненная форма % от об- % от обще- % от общего кол-во кол-во кол-во щего числа го числа числа Фанерофиты:
Ц мегафанерофит 1 0,4 3 1,0 3 0,Ц мезофанерофит 3 1,2 5 1,7 6 1,Ц нанофанерофит 8 3,0 8 2,6 14 3,Ц микрофанерофит - Ц 1 0,3 5 1,Хамефиты 8 3,0 7 2,3 8 1,Травянистые:
Вегетативно неподвижные:
Ц гемикриптофит 93 35,4 94 31,2 132 31,Ц криптофит 10 3,8 13 4,3 11 2,Ц терофит 50 19,0 53 17,5 72 17,Вегетативно слабоподвижные:
Ц гемикриптофит 20 7,6 34 11,3 39 9,Ц криптофит 8 3,0 13 4,3 18 4,Ц терофит - Ц - Ц - Ц Вегетативно подвижные:
Ц гемикриптофит 28 10,6 26 8,6 37 8.Ц криптофит 33 12,6 45 14,9 69 16,Ц терофит 1 0,4 - Ц 2 0,Итого: 263 100 302 100 416 1Преобладающей биоморфой кластеров заповедника Хакасский являются травянистые вегетативно неподвижные растения: на кластере Оз. Беле - 58,2 % от общего числа видов (153 вида), на кластере Оз. Шира - 53,0 % (160 видов), на кластере Оз. Иткуль - 51,6 % (215 видов). Среди неподвижных преобладающей группой являются гемикриптофиты (на кластере Оз. Беле 35,4 % (93 вида) от общего количества видов; на кластере Оз. Шира - 31,2 % (94 вида); на кластере Оз. Иткуль - 31,7 % (132 вида)). Виды данной жизненной формы являются типичными для районов с резкоконтинентальным климатом, их преобладание характерно для степного флористического комплекса. Также среди неподвижных видов хорошо выражены терофиты, что с одной стороны характерно для степных участков, а с другой - для нарушенных местообитаний (пашни, залежи, свалки).
ГЛАВА IV. ЦЕНОТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ КЛАСТЕРОВ Классификация растительности кластеров проведена на эколого-фитоценотической основе (Александрова, 1969). Нами выделено 44 ассоциации, 21 формация и 4 типа растительности (степи, луга, леса, болота). В растительном покрове кластеров заповедника преобладают степи.
а4.1. Классификация растительности степных кластеров заповедника Хакасский Тип растительности: Степи.
Класс формаций: Настоящие степи Группа формаций: Мелкодерновинные степи Формация: Разнотравно-мелкодерновиннозлаковая степь Ассоциации: полынно-мелкодерновинная (Artemisia frigida + Koeleria cristata), разнотравно-мелкодерновинная (Heteroherbae + Koeleria cristata + Festuca lenensis).
Формация: полидоминантная мелкодерновиннозлаковая степь Ассоциации: типчаковая мелкодерновинная (Festuca valesiaca), осоково-злаковая мелкодерновинная (Carex duriuscula + Koeleria cristata + Festuca valesiaca), житняковая с караганой карликовой (Agropiron cristatum + Stipa krylovii - Caragana pygmaea).
Формация: Петрофитная мелкодерновиннозлаковая степь Ассоциации: петрофитноразнотравная мелкодерновинная (Heteroherbae + Cleistogenes squarrosa), ленскотипчаковая каменистая (Festuca lenensis + Kobresia filifolia + Elymus dahuricus + Elytrigia geniculata + Carex humilis).
Группа формаций: Крупнодерновинные степи Формация: Ковыльная (тырсовая) степь Ассоциации: тырсовая (Stipa capillata), злаково-тырсовая (Festuca valesiaca + Koeleria cristata - Stipa capillata), осоково-тырсовая (Carex pediformis - Stipa capillata), полынно-тырсовая (Artemisia glauca + Stipa capillata), термопсисово- тырсовая (Thermopsis lanceolata + Stipa capillata).
Формация: Овсецовая степь Ассоциации: ковыльно-овсецовая (Stipa capillata + Helictotrichon desertorum), тонконогово-овсецовая (Koeleria cristata + Helictotrichon desertorum), разнотравно - овсецовая (Heteroherbae + Helictotrichon desertorum), полынно- овсецовая (Artemisia frigida + Helictotrichon desertorum).
Группа формаций: Солонцеватые степи Формация: Вострецовая степь Ассоциации: Вейниково-вострецовая (Calamagrostis epigeios + Agropiron ramosum).
Формация: Чиевая степь Ассоциации: типчаково-чиевая (Festuca valesiaca + Achnaterum splendens), пикульниково-чиевая (Iris biglumis + Achnaterum splendens), полынно-чиевая (Artemisia frigida + Achnaterum splendens).
Формация: Пикульниковая степь Ассоциации: мелкодерновинно-пикульниковая (Festuca pseudovina+Koeleria crictata + Iris biglumis).
Класс формаций: Луговые степи Группа формаций: Разнотравно-злаковые луговые степи Формация: Разнотравно-злаковая луговая степь Ассоциации: мятликово-полевицевая (Poa stepposa + Agrostis canina), перистоковыльная (Stipa pennata+heteroherbae), тырсово-разнотравная (Stipa capillata + Heteroherbae).
аФормация: Разнотравная луговая степь Ассоциации: прострелово-ирисовая (Pulsatilla patens + Iris ruthenica), разнотравно-простреловая (Heteroherbae + Pulsatilla patens).
Формация: Петрофитная луговая степь Ассоциации: злаковая (Poa attenuata + Stipa krylovii + Phleum phleoides), злаковоразнотравная (Elytrigia geniculata + Stipa krylovii + heteroherbae).
Группа формаций: Кустарниковые луговые степи Формация: Кизильниковая луговая степь Ассоциации: таволгово-кизильниковая (Spiraea media + Cotoneaster melanocarpus), кизильниковая (Cotoneaster melanocarpus).
Тип растительности: Луга.
Подтип: Долинные луга Класс формаций: Гликофитные долинные луга Группа формаций: Остепненные долинные луга Формация: Костровый (Bromopsis inermis) остепненный долинный луг Ассоциации: разнотравно-костровая (Heteroherbae + Bromopsis inermis).
Формация: Вейниковый остепненный долинный луг Ассоциации: разнотравно-вейниковая (Heteroherbae + Calamagrostis epigeios).
Класс формаций: Галофитные долинные луга Группа формаций: Мезогалофитный долинный луг Формация: Ячменевый луг Ассоциации: лисохвостово-ячменевая (Alopecorus pratensis + Hordeum brevisibulatum), полевицево-ячменевая (Agrostis vinealis + H. brevisibulatum).
Формация: Бескильницевый луг Ассоциации: разнотравно-бескильницевый (Heteroherbae + Puccinellia tenuiflora).
Группа формаций: Гигрогалофитный долинный луг Формация: Полевицевый луг Ассоциации: осоково-полевицевый (Carex enervis + Agrostis divaricatissima), разнотравно-полевицевый(Heteroherbae + Agrostis gigantean), пикульниково-полевицевый (Iris biglumus + Agrostis gigantea).
Тип растительности: Болота.
Класс формаций: Евтрофные болота Группа формаций: Травяные болота Формация: Тростниковое болото (Phragmites australis) Ассоциации: камышово-тростниковое (с Scirpus tabernaemontani), осоковотростниковое (с Carex coriophora).
Формация: Осоковое болото Ассоциации: осоковое c Carex atherodes; дернисто осоковое.
Тип растительности: Леса Класс формаций: Летне-зеленые леса Группа формаций: Мелколиственные леса Формация: Березовый лес Ассоциации: осиново-березовый лес с мезофитным травостоем (Maianthemum bifolium, Bupleurum sibiricum, Veronica krylovii), березовый лес с ксеро-мезофитным травостоем (Gallium verum, Thalictrum foetidum, Galatella angustissima).
Группа формаций: Светлохвойные леса Формация: Лиственничный лес Ассоциация: Березово-лиственничный лес с ксеро-мезофитным травостоем (Iris ruthenica, Scutellaria scordiifolia, Polygala comosa).
аВ главе приводится характеристика синтаксонов и сведения об их распространении на кластерах по следующим параметрам: проективное покрытие (РР), количество видов на 100 м2, ярусность, доминанты, видовой состав.
4.3. Пространственная организация и факторы ее контролирующие Для выявления закономерностей пространственной организации растительности были использованы геоботанические описания, аэрофото- и космоснимки (Landsat TM).
В результате были созданы крупномасштабные карты кластеров Ширинской группы заповедника Хакасский (М 1 : 25 000). Легенда к карте растительности включает 29 картируемых выделов, основными из которых являются степи. В качестве примера приведена карта растительности кластера Оз. Иткуль (рис. 4).
Проведенные исследования показали неоднородность растительного покрова на кластерах. Встречаются дигрессионные варианты настоящих дерновинно-злаковых степей (полынно-мелкодерновинные и осоково-злаковые), так как до введения заповедного режима данные территории использовались как пастбища и пашни, поэтому антропогенные изменения в составе структуры растительности превалирует над природными флюктуациями, связанными с чередованием влажных и сухих лет. В настоящее время степная растительность почти восстановилась и несет лишь слабые отпечатки былого активного хозяйственного использования.
Площади выделов растительности по каждому кластеру приведены в табл. 8.
Из таблицы видно, что в каждом кластере в отдельности и на всех в целом преобладающим типом растительности являются степи, их общая площадь составляет 76,8 % от общей площади всех Ширинских кластеров.
Таблица Площади выделов по кластерам Кластер Общая плоОз. Беле Оз. Шира Оз. Иткуль щадь выдела Выделы легенды % от об- % от об- % от обпо всем клаплощадь, площадь, площадь, щей пло- щей пло- щей плостерам га га га щади щади щади Степи 4020,1 93,6 575,2 39,3 2818,9 72,4 7414,Луга 38,7 0,9 287,9 19,7 496,1 12,7 822,Леса 79,5 1,9 15,3 1,1 73,2 1,9 168,Прибрежная растительность 88,4 2,1 8,8 0,6 64,9 1,7 162,Болото - - 570,1 38,9 345,2 8,8 915,Пески 10,9 0,2 5,2 0,4 - - 16,Каменистые выходы 20,2 0,5 - - - - 20,Залежь 37,4 0,8 - - 29,3 0,8 66,Искусственные насаждения - - - - 66,2 1,7 66,Итого: 4595,2 100 1462,5 100 3893,8 100 9651,аРис. 3. Карта растительности кластера Оз. Иткуль ГЛАВА V. СОХРАНЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ Уникальность флоры исследуемых кластеров в первую очередь определяется количеством видов, которые подлежат специальной охране на государственном и местном уровнях и занесены в Красную книгу РФ (1988) и Республики Хакасия (2002), а также эндемичные виды (19 видов), причем 5 эндемиков ограничены в своем распространении территорией Хакасии (Erodium tataricum, Adenophora rupestris и др.), что характеризует автохтонные тенденции в развитии флоры этой территории. Во флоре Ширинских кластеров заповедника насчитывается 4 вида, занесенных в Красную книгу РФ (1988): Stipa pennata, Neottianthe cucullata, Oxytropis includens и Erodium tataricum. На местном уровне охраняются виды разного статуса редкости, занесенные в Красную книгу Республики Хакасия, таких видов насчитывается 19: Koeleria chakassica, Carex humilis, Allium tuvinicum, Gagea pauciflora, Lilium pumilum, Maxalis monophyllos, Astragalus ionae и др.
В ходе исследований впервые было зафиксировано два новых местообитания краснокнижных видов, ранее не отмеченных для кластеров, - это Neottianthe cucullata в составе ксеро-мезофитного травостоя березового леса на кластере Оз. Шира и Gagea pauciflora в составе каменистой степи на кластере Оз. Иткуль. Также были выявлены редкие сообщества, занесенные в Зеленую книгу Сибири (1996), - это злаково-арктогероновые степи (Elytrigia gmelinii + Koeleria cristata + Festuca valesiaca + Arctogeron gramineum), перистоковыльные (Stipa pennata) степи, а также в качестве эталонного ценоза с участием видов, занесенных в Красные книги, мы бы хотели предложить березовый лес с ксеро-мезофитным травостоем, в травостое которого был отмечен краснокнижный вид, занесенный в красную книгу РФ и РХ - Neottianthe cucullata. Эти сообщества могут быть использованы в качестве основы для дальнейшего мониторинга редких видов на территории кластеров.
Для решения вопросов охраны редких видов наиболее целесообразно проводить мониторинг их популяций.
ВЫВОДЫ 1. Флора Ширинских кластеров насчитывает 518 видов, принадлежащих к 247 родам и 64 семействам, что составляет 31,02 % видового состава от флоры Хакасии в целом и 97,7 % от степной флоры Хакасии. По семейственному спектру флора кластеров относится к суббореальной и отражает флору межгорных котловин Хакасии.
2. Доля видов с голарктическим и евразиатским типом ареала составила 46 %, что указывает на связь с флорой северного полушария. На территории кластеров насчитывается 26 эндемиков и гемиэндемиков Хакасии и Алтае-Саянской горной области.
3. Степной характер флоры подтверждает преобладание ксерофитов (на кластере Оз. Беле - 70,7 %, на кластере Оз. Шира - 59,7 %, на кластере Оз. Иткуль - 54,5 %), среди которых выделена группа истинно степных видов - эуксерофитов.
4. В биоморфологическом спектре флоры преобладают травянистые вегетативно неподвижные растения, среди которых значимое место занимают гемикриптофиты.
а5. Флоры кластеров имеют высокое сходство на видовом уровне, что позволяет объединить их в единую флору. Степная флора кластеров репрезентативно представляет степную флору Хакасии.
6. Ценотическое разнообразие растительности Ширинских кластеров представлено 21 формацией и 44 ассоциациями, из которых 30 ассоциаций степные, 8 - луговые, 3 - болотные и 3 - лесные.
7. Пространственно-структурная организация растительного покрова, в том числе площади отдельных выделов, представлена картами растительности кластеров Ширинской группы заповедника Хакасский (М 1:25 000), включающими картируемых выделов.
8. На территории кластеров впервые отмечено два новых местообитания краснокнижных видов (Neottianthe cucullata и Gagea pauciflora). Выявлены редкие сообщества (злаково-арктогероновая степь (Elytrigia gmelinii + Koeleria cristata + Festuca valesiaca + Arctogeron gramineum) и перистоковыльная (Stipa pennata) степь) и эталонный ценоз с участием видов, занесенных в Красные книги (березовый лес с ксеро-мезофитным травостоем, в травостое которого был отмечен краснокнижный вид, занесенный в Красную книгу РФ и РХ - Neottianthe cucullata). Эти сообщества могут быть использованы в качестве основы для дальнейшего мониторинга редких видов.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Игай Н.В. Высотная и экспозиционная зависимость видового состава фитоценозов горы Чалпан участка Озеро Беле // Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока. Чтения памяти Л.М. Черепнина / Материалы 4-й Российской конференции. Красноярск, 2006. С. 34-36.
2. Игай Н.В., Седельников В.П. Типы растительности участка Озеро Беле Государственного природного заповедника Хакасский // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии / Материалы V Международной научно-практической конференции. Барнаул, 2006. С. 97-98.
3. Игай Н.В. Луговые степи участка Озеро Иткуль государственного природного заповедника Хакасский // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий / Материалы научной школы-конференции студентов и молодых ученых. Абакан, 2006. Вып. 10. С. 187.
4. Игай Н.В. История изучения флоры и растительности Ширинских участков заповедника Хакасский // Региональные проблемы заповедного дела / Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летнему юбилею государственной заповедной системы России, 30-летию государственного природного заповедника Саяно-Шушенский, 15-летию государственного природного заповедника Хакасский. Абакан, 2006. С. 164-165.
5. Игай Н.В. К изучению растительности участка Озера Иткуль Государственного природного заповедника Хакасский // Перспективы развития и проблемы современной ботаники / Материалы I (III) Всероссийской молодежной научнопрактической конференции ботаников в Новосибирске. Новосибирск, 2007. С. 95-97.
6. Игай Н.В. Фитоценотическое разнообразие участка Озеро Иткуль, заповедник Хакасский // Научные труды Ассоциации заповедников и национальных парков Алтае-Саянского экорегиона / Биологическое разнообразие и мониторинг природаных комплексов на особо охраняемых территориях Алтае-Саянского экорегиона.
Новосибирск, 2009. Вып. 2. С. 20-23.
7. Игай Н.В. Флористическое разнообразие степных участков Ширинской группы заповедника Хакасский // Научные труды Ассоциации заповедников и национальных парков Алтае-Саянского экорегиона / Биологическое разнообразие и мониторинг природных комплексов на особо охраняемых территориях Алтае-Саянского экорегиона. Новосибирск, 2009. Вып. 2. С. 23-25.
8. Лебедева С.А., Макеева Е.Г., Майманакова Н.В., Зырянова О.А., Игай Н.В., Лебедев Е.А. Флора и растительность // Природный комплекс и биоразнообразие участка Озеро Иткуль заповедника Хакасский / Под ред. В.В. Непомнящего.
Абакан, 2010. 418 c.
9. Макунина Н.И., Игай Н.В. Пространственная структура растительного покрова степного пояса Июсо-Ширинской котловины // Растительный мир Азиатской России. 2011. № 2. С. 77-84. (Реценз.) 10. Игай Н.В., Седельников В.П. Пространственная организация растительности кластера Озеро Шира // Природный комплекс и биоразнообразие участка Озеро Шира / Под ред. В.В. Непомнящего. 2011. С. 239-243.
а
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям