Сукцессии растительности на моренах ледников Северо-Чуйского хребта : процессы и модели

• Автор: Тимошок, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1Л Зарубежные исследования первичных сукцессий

1.2. Отечественные исследования

1.3. Предшествующие работы по исследованию первичных сукцессий на молодых моренах ледников Алтая

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

2.1. Алтай как горная страна

2.2. Северо-Чуйский хребет

2.3. Горно-ледниковый бассейн Актру

2.4. Климат горно-ледникового бассейна Актру

2.5. Динамика ледников горно-ледникового бассейна Актру
2.6. Молодые морены ледника Малый Актру
2.7. Растительность горно-ледникового бассейна Актру
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. ТЕРМИНОЛОГИЯ
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ВАЖНЕЙШИХ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СУКЦЕССИИ НА НЕВОЗМУЩАЕМЫХ И ВОЗМУЩАЕМЫХ УЧАСТКАХ МОЛОДЫХ МОРЕН ЛЕДНИКА МАЛЫЙ АКТРУ
4.1. Возмущения как комплекс факторов определяющих
путь сукцессии
4.2. Динамика общего проективного покрытия на невозмущасмых и возмущаемых участках модельной молодой морены
4.3. Динамика развития ярусов растительности
4.4. Динамика числа видов
4.5. Динамика ведущих видов
4.6. Динамика увлажнения и активного богатства почвы
4.7 Динамика биотических факторов
5. АНАЛИЗ СУКЦЕССИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА МОЛОДЫХ МОРЕНАХ ЛЕДНИКА МАЛЫЙ АКТРУ
5.1 Сукцессионные процессы на невозмущасмых участках
5.2 Сукцессионные процессы на возмущаемых участках
5.3. Сценарии дальнейшего развития сукцессии
на моренах ледника Малый Актру
5.4. Обобщение путей сукцессии на молодых моренах
ледника Малый Актру
6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРВИЧНОЙ СУКЦЕССИИ
6.1 Модель проективного покрытия
6.2. Модель динамики экологических факторов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Исследования сукцессий растительности на освободившихся ото льда территориях являются одним из важнейших аспектов фундаментальной экологии, так как позволяют получить более глубокое представление о функционировании и развитии экосистем. Это направление экологических исследований является сравнительно молодым - его история насчитывает около 100 лет. Изучение сукцессий на освободившихся ото льда территориях к настоящему времени охватывают разные районы Земли: включая Северную Америку (Cooper, 1916, 1931,1939; Lawrence, 1958; Decker, 1966; Connel & Slatyer, 1977; Spence, 1985; Matthews, 1992), Западную и Северную Европу (Ludi, 1945; Stork, 1963; Richard, 1968, 1973; Whittacker, 1975 и др.), Африку (Spence, 1989; Myzuno, 2005), Новую Зеландию (Wardle, 1980; Sommervile и др., 1982; Archer, 1983) и острова Субантарктики (Scott, 1990). До настоящего времени исследования в Глейщэ Бэй на Аляске, где они были начаты W. Cooper (1923, 1931, 1939), продолжены R. Crocker & J. Major (1955),
D. Lawrence (1958), W. Reiners, I. Worley & D. Lawrence (1971), F. Chapin (1994) представляют один из лучших примеров изучения растительной сукцессии методом хронопоследовательностей. Среди работ европейских ученых на моренах ледников Альп по детальности исследований заселения и формирования растительности особенно выделяются исследования W. Ludi (1945) на молодых боковых моренах Большого Алечского ледника (Швейцарские Альпы), которые продолжены J. Richard (1968, 1973) и В. Zollisch (1969) на молодых моренах ледника Пастерче (Австрийские Альпы).
Число подобных исследований на территории России невелико. Немногочисленные работы выполнены на Кавказе (Гулисашвили,1969, Турманина, 1971, Володина, 1979, Турманина, Володина, 1979), Тянь-Шане (Соломина, 1989), Камчатке (Вяткина и др, 2007), при этом степень исследованности сукцессий в отечественных работах существенно уступает мировому уровню.
Исследования сукцессий на моренах ледников Центрального Алтая (Тимошок Е.Е., Нарожный, 2002; Тимошок Е.Е. и др., 2003, 2008, 2010) до настоящего времени были направлены на охват по возможности большего количества горно-ледниковых бассейнов в разных ороклиматических условиях и получение максимального количества информации по ключевому району, в качестве которого выбран Северо-Чуйский хребет. В результате этих исследований была получена единая схема развития первичной растительности для молодых морен этого хребта: пионерная стадия - разнотравно-
кустарниковая стадия - формирующееся лесное сообщество.
Углубленные исследования процессов постгляциальной сукцессии, динамики важнейших количественных характеристик под воздействием возмущений и возможности формирования различных путей сукцессии не проводились.
Актуальность работы подтверждена участием автора в качестве исполнителя в следующих проектах: базовые бюджетные проекты СО РАН VII.63.1.4, УШ.77.1.3, грант РФФИ №13-05-00762, Интеграционный проект
СО РАН № 56, проект Президиума РАН № 4.2.
Цель и задачи исследования. Целью работы являлось углубленное изучение сукцессии на молодых моренах Северо-Чуйского хребта, на примере модельных морен ледника Малый Актру, с использованием общепринятых в зарубежной методологии подходов, предполагающих анализ процессов, составляющих собственно первичную сукцессию, с учетом существующих возмущений, вызывающих отклонения в их динамике, приводящих к формированию альтернативных путей сукцессии в пределах хронопоследователыюсти морен одного ледника.
Перед автором стояли следующие задачи:
1. Выявить характер возмущений, которым подвержена формирующаяся растительность;

На флювиогляциальных отложениях в долине реки Актру сформировались растительные сообщества с богатым видовым составом, среди которых особый интерес представляют молодые лиственничные леса с разреженным кустарниковым ярусом (Рис 2.5) состоящим в основном из ив (Salix coesia Vill., S. saposhnikovii, S. hastata L.), а также - Lonicera allaica; с пятнистым травяным и моховым покровом. Распространены также заросли ив, в которых обычно участвует 10-12 видов рода Salix (наиболее обильны Salix coesia и S. saposhnikovii) с разреженным пятнистым травяным покровом, в котором отмечены Роа alpigena (Blitt) Lindm., P. alpina, P. altaica., Festuca altaica, F. rubra L., Trisetum mongolicum (Hulten) Peschkova, Astragalus austrosibiricus Schischk., Kobresia myosuroides (Vill.) Fiori, Potentilla multifida L„ Oxytropis ambiqua (Pall.) DC., Leontopodium ochroleucum Beauverd и др., всего до 80 видов. На галечниках и аллювиальных наносах формируются растительные сообщества, включающие Carex media R.Br., С. capillaries L., C. bicolor All., C. pediformis C.A.Mey, Elymus schrenkianus (Fisch. & C.A.Mey.) Tzvel., Festuca rubra L. и другие виды. (Тимошок и др., 2010).
На высоте 2300-2500 м над у.м., на склонах долины Актру расположен лесотундровый экотон (Тимошок и др., 2009). Основными растительными сообществами экотона являются кедрово-лиственничные ерниково-зеленомошные и ерниково-зеленомошно-лишайниковые редколесья (рис 2.6). Древесный ярус представлен невысокими деревьями кедра и лиственницы, как одиночными, так и группами, реже - в виде полос. В кустарниковом ярусе преобладает Betula rotundifolia, в кустарничковом постоянно присутствует Vaccinium vitis-idaea, изредка — Vaccinium uliginosum L. В травяном ярусе участвуют злаки Festuca kiyloviana и Calamagrostis obtusata Trin.
Для нижней части тундрового пояса характерны ерниковые моховолишайниковые тундры (рис. 2.5), в кустарниковом ярусе которых преобладает Betula rotundifolia, в напочвенном покрове преобладают лишайники из родов Cladonia и Cetraria, значительно участие мхов. В кустарничковом ярусе по