Динамика распределений экологических ниш растений при сукцессиях лесных сообществ

• Автор: Зубкова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 248 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Исторические представления о диапазонах и пределах существования растений по различным факторам среды обитания - экологические ниши
1.2. Эврибионты и стенобионты
1.3. Экологические шкалы
1.4. Фитоценозы
1.5. Математические модели, использующие понятие экологической ниши при разных предположениях и полученные
выводы
Глава 2. Методы сбора и обработки данных
2.1. Методы сбора данных
2.2. Методы обработки данных
2.2.1. Программный комплекс Есо8са1еШш
2.2.2. Исследование свойств шкал Д.Н. Цыганова и сравнение получаемых результатов с результатами по шкалам других авторов
2.2.3. Применение комплекса Есо8са1еУш для обработки геоботанических данных по ключевым районам
2.2.3.1. Определение допустимости обработки данных по
шкалам
2.2.3.2. Оценка стенобионтности и эврибионтности по шкалам Д.Н. Цыганова
2.3. Вычисляемые параметры
Глава 3. Объекты исследования
3.1. Временные пробные площади геоботанических исследований
3.1.1. Государственный природный биосферный заповедник «Брянский лес»
3.1.2. Костромская область

3.1.3. Печоро-Илычский государственный природный биосферный заповедник
3.2. Постоянная пробная площадь геоботанических исследований. Воронежский биосферный заповедник
Глава 4. Результаты обработки данных и обсуждение
4.1. Динамика видового состава лесных растений с различной шириной экологических ниш на временных пробных площадях
4.1.1. Динамика количества ценопопуляций видов при сукцессии
4.1.2. Почвенные условия при сукцессии и изменения соотношения стенобионтов и эврибионтов в растительных сообществах на временных пробных площадях
4.1.2.1. Государственный природный биосферный заповедник «Брянский лес»
4.1.2.2. Костромская область
4.1.2.3. Печоро-Илычский государственный природный биосферный заповедник
4.1.3. Сравнение результатов, полученных на временных пробных площадях
4.2. Верификация полученных результатов по данным постоянной пробной площади
4.2.1. Изменения числа видов на постоянной пробной площади
4.2.2. Изменения экотопических условий при сукцессии и соответствующие изменения соотношений стенобионтов и эврибионтов на постоянной пробной площади
4.2.3. Сравнение полученных результатов на постоянной и временных пробных площадях
Выводы
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г

ВВЕДЕНИЕ
Интенсивное использование природных ресурсов и, в частности, лесов приводит к глобальным изменениям условий обитания многих биологических видов, в том числе и человека. Результаты, полученные в мировой науке в последние годы, поставили на одно из первых мест задачу изучения связи между изменениями биологического круговорота элементов и динамики биологического разнообразия в природных экосистемах суши при естественном развитии и при антропогенных нарушениях. Актуальной задачей является изучение структурной организации и закономерностей развития лесных сообществ растений при изменении почвенных условий. Такие закономерности в системе «почва-растительность» можно выявить при анализе долговременного развития этой системы при лесных сукцессиях, происходящих десятки и сотни лет. Изменение условий может быть оценено по составу сообществ ценопопуляций растений, в частности, по динамике видов-стенобионтов - растений, наиболее чувствительных к изменениям определённых условий среды обитания.
Необходимо отметить, что с развитием компьютерной техники, одним из инструментов оценки роста лесов стали прогнозные модели их функционирования. Работа по созданию таких моделей требует понимания механизмов реакции экосистемы на изменения среды и разработки генерализованных представлений о структуре сообщества и её динамике.
В работе на большом количестве геоботанических описаний, накопленных в базе данных FORUS (Smirnova et al., 2006), а также предоставленных другими исследователями, рассмотрена динамика распределения ценопопуляций видов1 растений с различными диапазонами
1В тексте при использовании термина «вид» при описании растительных сообществ, подразумевается ценопопуляция вида или её часть.

сейчас можно осуществить по дистанционным измерениям. Изменения факторов рассчитываются математическими моделями, такими как модели изменений климата, динамики полей загрязнений, моделями изменения гидрологического режима территорий. Однако реакцию видов на изменение факторов в общем случае описать не так просто. Обычно все рассуждения о пригодности местообитаний происходят с привлечением понятия экологической ниши (Hutchinson, 1957). Варьирование состава растительности вдоль градиента среды рассматривается как результат различий требований видов к местообитаниям. Нахождение экологической ниши в конкретном количественном выражении, необходимом для построения карт пригодности местообитаний, всегда является сложной задачей, поэтому в моделях такие оценки часто построены на сложных теоретических понятиях, компенсирующих отсутствие прямых наблюдений.
Другая группа математических моделей анализирует взаимную роль процессов регионального уровня, влияющих на локальные условия среды и определяющих способность расселения и выживания организмов в конкретных условиях. Такие исследования являются базовыми в теории метапопуляций (Hanski, 1999; Хански, 2010). Выделяются четыре класса моделей, основанных на различных предположениях о важности того или иного из упомянутых процессов и некоторых дополнительных условиях (Cottenie, 2005, Pandit et al., 2009): 1. В модели сортировки видов (Leibold et al., 2004) предполагается приоритет локальных факторов среды, при этом среда гетерогенна и формирует некоторый градиент условия. При высоком уровне распространения зачатков виды в состоянии располагаться вдоль градиента среды таким образом, что каждый из них может найти себе место (Chesson, 2000; Chase, 2002); 2. Модель, учитывающая соотношение биомасс видов (Mouquet, 2002) также предполагает неоднородность среды, но при этом интенсивность заноса зачатков или возможность самоподдержания популяции должна быть такой, чтобы обеспечить наблюдаемое обилие видов;
3. Нейтральные модели (Chave, 2004) предполагают, что среда однородна и