научная статья по теме КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА РАЗНООБРАЗИЯ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПО ЛЕСОТАКСАЦИОННЫМ ДАННЫМ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА РАЗНООБРАЗИЯ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПО ЛЕСОТАКСАЦИОННЫМ ДАННЫМ»

ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2004, № 3, с. 28-34

УДК 630х 182.24

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА РАЗНООБРАЗИЯ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПО ЛЕСОТАКСАЦИОННЫМ ДАННЫМ*

© 2004 г. М. В. Бобровский1, Л. Г. Ханина2

1Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН 142290 Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, 2

2Институт математических проблем биологии РАН 142290 Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, 4 Поступила в редакцию 15.12.2003 г.

Предложен метод оценки разнообразия лесной растительности на основе лесотаксационных данных с привлечением региональных баз данных по растительности. Метод включает оценку разнообразия видов напочвенного покрова для типов леса. Типы леса выделены по доминантам древостоя и доминирующим в напочвенном покрове эколого-ценотическим группам. Метод проиллюстрирован результами расчетов отдельных параметров разнообразия растительности Приокско-Террасного заповедника.

Лесотаксационные данные, разнообразие растительности, типы леса, напочвенный покров.

Сохранение биологического разнообразия является важным критерием устойчивого управления лесами, необходимость организации которого подчеркивается в международных и российских документах [5, 6, 17, 18]. Мониторинг и оценка биоразнообразия на локальном уровне в пределах природно-территориального комплекса (ПТК) (соответствующего территории лесхоза, лесничества, национального парка, заповедника) должны проводиться на основе данных лесной таксации по возможности с привлечением результатов более детальных исследований компонентов биоразноообразия.

В данной статье предложена методика расчета параметров разнообразия растительности по ле-сотаксационным данным с использованием технологий баз данных и с привлечением региональных данных по растительности. На примере При-окско-Террасного заповедника по данным лесной таксации 1982 г. оценивается экосистемное, структурное и видовое разнообразие растительности, сукцессионная динамика древостоя.

ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА

Приокско-Террасный государственный биосферный заповедник был организован в 1945 г. Он расположен в 100 км к югу от Москвы, на левом берегу р. Оки в пределах ее широтного участка.

Площадь заповедника чуть менее 5000 га. Запо-

*

Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН "Научные основы сохранения биоразнообразия России" и поддержана грантами РФФИ (01-04-49098) и ИНТАС (01-0633).

ведник находится в атлантико-континентальной климатической области, в центре Среднерусской возвышенности в пределах южной части Москво-рецко-Окской моренно-эрозионной равнины [14]. По геоботаническому районированию территория заповедника относится к подтаежной (хвойно-ши-роколиственной) полосе, выделяемой в составе Московского округа [3]. До заповедания практически вся территория была пройдена рубками и пожарами, обширные площади были засажены культурами сосны.

Методика оценки разнообразия растительности по лесотаксационным данным. При оценке биоразнообразия по данным лесной таксации единицей анализа является лесотаксационный выдел. Для расчета видового, структурного и экосистемного разнообразия растительности ПТК необходимо, чтобы вся лесотаксационная информация была организована в виде базы данных, где каждый лесотаксационный выдел представляет собой отдельную запись. Для детальных расчетов видового разнообразия целесообразно информацию о наличии каждого вида древостоя, подроста, подлеска и напочвенного покрова занести в отдельные поля базы данных.

Только на основе лесотаксационных данных видовое разнообразие растительности для каждого выдела можно оценить по числу видов деревьев как в древостое, так и с учетом состава подроста и подлеска. Структурное разнообразие можно определить по полноте древостоя, наличию или отсутствию ярусности, наличию и количеству подроста, подлеска, сухостоя, по распределению пород по возрастным и размерным классам. Кро-

ме того, по присутствию ранне- и позднесукцесси-онных древесных видов в древостое и подросте есть возможность установить сукцессионное состояние растительного сообщества. Экосистем-ное разнообразие ПТК оценивается по числу и набору лесных формаций (типов древостоя), представленных на изучаемой территории. Тип древостоя может определяться по доминирующей древесной породе либо по сочетанию доминирующей породы и возраста насаждения.

Оценить сукцессионное состояние растительности путем использования данных лесной таксации можно как на уровне отдельного лесотакса-ционного выдела, так и на уровне лесных формаций, типов леса и в целом для всей исследуемой территории.

Оценка сукцессионного состояния растительного сообщества проводится путем сравнительного анализа состояний популяций видов деревьев, входящих в его состав [12]. Стадия сукцессии и ее направление определяются по соотношению состояний ценопопуляций раннесукцессионных (пионерных) и позднесукцессионных видов (последние являются зональными эдификаторами) [10]. К раннесукцессионным относят виды, требовательные к свету: традиционные пионерные (сосна обыкновенная, березы, осина) и виды с чертами "опушечников" (например, дуб черешчатый). К позднесукцессионным относят теневыносливые широколиственные виды (ясень, клены, липа, вязы), ель, а также ольху черную.

Для оценки состояний ценопопуляций проводится анализ участия соответствующих видов в древостое и подросте. Присутствие может быть оценено либо только по формулам древостоя и подроста (без учета единичных видов, не вошедших в формулы), либо с учетом единичных видов. Устойчиво существующие в сообществе виды с нормальными популяциями присутствуют как в древостое, так и в подросте. Виды, популяции которых являются регрессивными или инвазионными, присутствуют соответственно только в древостое или только в подросте.

Отметим, что анализ сукцессионного состояния растительности по лесотаксационным данным можно проводить при условии, что при таксации учитывался подрост, и в составе подроста отмечалось участие всех видов, а не только целевых или коренных пород. Полученные оценки можно верифицировать и уточнять по результатам демографических исследований древесных популяций.

Методика оценки разнообразия растительности по лесотаксационным данным с привлечением региональных данных по растительности. В случае, когда лесотаксационные описания содержат сведения о видах трав, доминирующих в выделе (обычно указывают 3-5 видов), возможно про-

анализировать эколого-ценотический состав до-минантов напочвенного покрова [8, 16]. Для этого следует использовать региональные базы данных (списки видов) по эколого-ценотическим группам (ЭЦГ) [11]. Для Центральной России хорошо зарекомендовали себя [8] следующие ЭЦГ, выделенные О.В. Смирновой и Л.Б. Заугольно-вой на основе групп A.A. Ниценко [7] с учетом исторических свит Г.М. Зозулина [4]: неморальная, бореальная, нитрофильная, боровая, лугово-опу-шечная и водно-болотная. Эти группы описаны частично в работе [8], информация о них имеется в Интернете (http://www.jcbi.ru/eco1/index.shtml).

По доминанту древостоя и доминирующей эколого-ценотической группе в напочвенном покрове можно определить тип растительного сообщества (тип леса) по эколого-ценотической классификации [1, 11, 15]. Сведения о доминантах древостоя и напочвенного покрова берутся непосредственно из лесотаксационных данных, а принадлежность доминантов напочвенного покрова к ЭЦГ устанавливается в соответствии с базой данных ЭЦГ (рис. 1).

Эколого-ценотический подход к типологии растительности позволяет использовать единые принципы классификации как геоботанических, так и лесотаксационных описаний. В результате появляется возможность опосредованно оценить разнообразие напочвенного покрова по геоботаническим данным, относящимся к тому же типу фитоценоза (рис. 1). При этом следует использовать базу данных геоботанических описаний, собранных либо на анализируемой территории, либо на территории, расположенной в схожих эколого-флористических условиях. Среди возможных оценок разнообразия напочвенного покрова отметим наиболее очевидные: 1) уровень видовой насыщенности типа растительного сообщества (типа леса), который рассчитывается через среднее значение (моду) числа видов на единицу площади (геоботаническую площадку фиксированного размера) для данного типа; и 2) типовую (среднюю, модальную) эколого-цено-тическую структуру типа леса.

Таким образом, для типа леса возможно оценить разнообразие напочвенного покрова в случае выполнения двух необходимых условий: 1) при наличии данных геоботанических исследований в том же регионе; и 2) при одинаковых принципах определения типа леса по геоботаническим и лесотаксационным данным. В частности, помимо эколого-ценотической, можно применить и доминантную классификацию растительных сообществ; также возможно использование других функциональных групп видов растений.

В заключение отметим, что формализованное выделение типа лесного сообщества по лесотаксационным данным позволяет "привязать" к ле-

Рис. 1. Блок-схема получения оценок разнообразия напочвенного покрова на основе лесотаксационных данных с привлечением информации из региональных баз данных по растительности.

сотаксационным выделам информацию по различным компонентам биологического разнообразия лесных экосистем на основе использования данных соответствующих специальных исследований. Это возможно в случае, если эти данные также привязаны к соответствующим типам леса и являются репрезентативными.

Ниже в качестве примера приведены результаты расчетов отдельных параметров разнообразия растительности Приокско-Террасного заповедника. Для расчетов использовалась база данных лесотаксационных описаний 1982 г., организованная в СУБД Ба1аЕа8е и содержащая информацию по 2148 выделам заповедника.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Доминанты древостоя. На территории заповедника в древостое доминируют пионерные ви-

ды деревьев - сосна (37.9% площади), береза (38.2), третье место занимает осина (10) (табл. 1). Выделы с доминированием ели, дуба и липы занимают незначительные площади - еловые древос-тои сосредоточены преимущественно около малых рек, дуб

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком