Структурное и видовое разнообразие высокотравных ельников на низинных болотах Брянского полесья

• Автор: Горнова, Мария Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 207 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Общая характеристика работы

Глава 1. Высокотравные леса Восточной Европы (литературный обзор)

1.1. Представления о лесном высокотравье

1.2. Гигрофитные высокотравные леса и их типы

Глава 2. Район, объекты и методы исследования

2.1. Район исследования

2.2. Объекты исследования

2.3. Методы исследования

2.3.1. Онтогенетические методы

2.3.2. Популяционные методы

2.3.3. Геоботаиические методы
2.3.4. Методы составления геоботанических карт
2.3.5. Статистические методы
Глава 3. Онтогенез модельных видов растений в ельнике высокотравном на низинном
болоте
3.1. Ligularia sibirica
3.2. Melandrium dioicum
3.3. Poa remota
Глава 4. Роль микросайтов в поддержании флористического разнообразия высокотравных ельников и черноольшаников на низинных болотах
4.1. Экологическая и геоботаническая характеристика микросайтов
4.2. Микросукцессии на микросайтах
4.2.1. Микросукцессии на валеже
4.2.2. Микросукцессии на осоковых кочках
Глава 5. Особенности формирования высокотравных ельников на низинных
болотах
Глава 6. Состояние ценопопуляций модельных видов растений в ельнике высокотравном на низинном болоте
6.1. Ligularia sibirica
6.2. Melandrium dioicum
6.3. Poa remota
Выводы
Список литературы
Приложение

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Высокотравные ельники, сохранившиеся на низинных болотах лесной зоны Европейской части России, а также Белоруссии, характеризуются сложной пространственной структурой и относительно большим видовым богатством (Пьявченко, 1963; Юркевич и др., 1971; Смирнова, Коротков, 2001; Рысин, Савельева, 2002; Кутенков, Кузнецов, 2013 и др.). Высокотравные ельники - рефугиумы биоразнообразия. Однако из-за рубок, мелиорации и торфоразработок эти сообщества практически полностью исчезли. Небольшое число высокотравных ельников сохранилось на юго-востоке Брянского полесья (Анищенко, Харлампиева, 2011 в; Харлампиева, Евстигнеев, 2011, 2013). Уцелевшие высокотравные ельники — важный объект изучения разных аспектов сохранения и восстановления биологического разнообразия. Тем не менее, в известной нам литературе сведения о структурном и видовом разнообразии высокотравных ельников на низинных болотах фрагментарны.
Цель работы - охарактеризовать структурное и видовое разнообразие высокотравных ельников на низинных болотах Брянского полесья, а также описать особенности формирования этих сообществ.
Задачи:
1. Собрать и обобщить литературу о структурном и видовом разнообразии высокотравных лесов на низинных болотах, произрастающих на территории России и сопредельных государств.
2. Выявить особенности онтогенеза модельных видов растений в ельниках высокотравных на низинных болотах.
3. Описать мозаичность высокотравных ельников и оценить ее роль в поддержании флористического разнообразия.
4. Дать геоботаническую характеристику высокотравным ельникам на низинных болотах, а также охарактеризовать этапы их сукцессионного развития.
5. Оценить состояние ценопопуляций модельных видов растений, произрастающих в ельнике, установить их характерный онтогенетический спектр (ХОС) и определить размеры элементарных демографических единиц (ЭДЕ).
Научная новизна и теоретическая значимость работы. Изучен онтогенез трех модельных видов растений (Ligularia sibirica (L.) Cass., Melandriwn dioicum (L.) Coss. & Germ., Poa remota Forsell.) в ельниках высокотравных. Выявлен характерный онтогенетический спектр этих видов и оценены размеры их элементарных демографических единиц. Впервые для Брянской области приводится подробная геоботаническая характеристика высокотравного ельника на низинном болоте, охарактеризованы особенности его пространственной структуры и описаны этапы сукцессионного развития этого сообщества.

Показана роль микросайтов в поддержании видового и эколого-ценотического разнообразия высокотравных ельников.
Защищаемые положения.
1. Особенности онтогенеза модельных видов растений, произрастающих в высокотравном ельнике на низинном болоте.
2. Развитая микромозаичная структура высокотравных ельников - основа поддержания их высокого видового и эколого-ценотического разнообразия.
3. Высокотравные ельники — заключительный этап развития лесных сообществ на низинных болотах Брянского полесья. Черноолынаники высокотравные - производный вариант от высокотравных ельников.
4. Характерные онтогенетические спектры и размеры элементарных демографических единиц некоторых видов в ельниках высокотравных.
Практическое значение. Информация о структурном и видовом разнообразии высокотравных ельников может быть использована для разработки рекомендаций по их восстановлению на антропогенно нарушенных территориях. Данные о характерном онтогенетическом спектре и размерах элементарных демографических единиц растений могут быть полезными при оценке состояния их ценопопуляций в различных сообществах и для уточнения созологического статуса.
Личный вклад. Автором сформулированы цель и задачи исследования, проведен сбор полевого материала, его обработка, анализ и формулировка полученных выводов.
Соответствие содержания диссертации паспорту специальности, по которой она рекомендуется к защите. Исследования соответствуют паспорту специальностей научных работников, шифру специальности 03.02.08 - Экология. Области исследований: факториальная, популяционная экология, экология сообществ, прикладная экология.
Связь с научными программами и плановыми научными исследованиями. Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ: 1) № 11-04-01448_а (2012-2013) «Роль микросайтов в поддержании флористического разнообразия лесных и луговых сообществ»; 2) № 12-04-33193 мол_а_вед (2012-2014) «Механизмы поддержания биологического разнообразия лесных ландшафтов».
Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных конференциях: «Современные проблемы популяционной экологии, геоботаники, систематики и флористики» (Кострома, 2011); «Ломоносов-2013» (Москва, 2013); «Географические проблемы сбалансированного развития староосвоенных регионов» (Брянск, 2013); на Всероссийской школе-конференции по лесной экологии: «Современные концепции и методы лесной экологии» (Томск, 2013); на Всероссийской научно-практической конференции: «Мониторинг биоразнообразия экосистем степной и лесной зон» (Балашов, 2012).
Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано 12 статей и тезисов, из которых 3 статьи - в изданиях, рекомендованных ВАК.

черноольховых кочек, переувлажненных торфяных почв, валёжа и др.) определяли на площадке размером 1 га. Местоположение микросайтов определяли при помощи GPS навигатора в конце октября - начале ноября, когда листва деревьев полностью опала. На отдельных листах наносили контуры микросайтов с указанием их размеров и направлений горизонтов света. Например, для валежа отмечали ориентацию в пространстве, вид дерева, степень разложения, длину ствола, диаметр ствола в основании, в середине и в верхней части. Учитывали валёж диаметром не менее 15 см в его основании. На этом валёже хорошо выражены все стадии микросукцессии. При оценке степень разложения упавших стволов, использовали диагностические критерии стадий деструкции и гумификации ва-лёжин, которые предложены А.И. Широковым с соавторами (Широков и др., 2001; Спирин, Широков, 2002). Для некоторых валежин определяли абсолютный возраст. Его оценивали по косвенным признакам: 1) по дате начала активного роста в высоту подроста, который длительное время существовал в угнетенном состоянии под пологом древостоя до образования окна; 2) по максимальному возрасту подроста, который поселился на первых стадиях разложения валёжа. Для черноольховых кочек указывали два диаметра и высоту. Саму карту размещения относительно крупных микросайтов создавали в программе Maplnfo.
Размещение относительно небольших (осоковые кочки), а также более крупных микросайтов (приствольных повышений, черноольховых кочек, валежа и др.) картировали на 120 м2 и 400 м2: площади разбивали веревками на квадраты 2м х 2м. Для осоковых кочек определяли вид растения, онтогенетическое состояние (молодое, средневозрастное и старое генеративное), диаметр «тела» в двух направлениях и высоту. При диагностике онтогенетических состояний, или биологического возраста, кочкообразующих осок использовали критерии, предложенные ранее (Куркин, 1954; Дымин, Дымина, 1977; Егорова, 1976, 1980; Горнов, 2010). На карту наносили однородные контуры микросайтов.
Картирование биогеоцепотических парцелл. Биогеоценотические парцеллы — структурные части горизонтального расчленения биогеоценоза, отличающиеся между собой по составу, структуре и свойствам компонентов, а также различающиеся по специфике их связей и материально-энергетическому обмену (Дылис, 1978). Парцеллы в сообществах картировали при помощи GPS-навигатора. При этом с помощью GPS-навигатора определяли от 10 до 20 координат по периметру каждой парцеллы. Затем в программе Maplnfo с использованием полученных координат векторизовали контур каждой парцеллы, определяли ее площадь и создавали карты-схемы парцеллярного строения сообществ.
2.3.5. Статистические методы
В работе использовали следующие статистические параметры: объем выборки (N), минимальное значение признака {min), максимальное значение признака {max), среднее арифметическое {М), ошибка среднего арифметического {ти), среднее квадратичное от-