Многолетние смены растительности при зарастании озер Южного Нечерноземья


А. И. Золотухин, М. А. Занина, А. А. Овчаренко



жүктеу 3.83 Mb.
бет12/42
Дата07.02.2019
өлшемі3.83 Mb.
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   42

А. И. Золотухин, М. А. Занина, А. А. Овчаренко


Балашовский институт (филиал)
Саратовского университета

Метод комплексной оценки антропогенной трансформации пойменных дубрав Среднего Прихоперья


Работа выполнена в рамках тематического плана
по заданию Министерства образования РФ

Введение

Изучению состояния и динамики пойменных дубрав посвящены многочисленные исследования [6; 16]. Данная проблема остается актуальной в связи с деградацией, периодически повторяющимся массовым отмиранием дубрав и сокращением их площадей [15; 21; 20]. Становится актуальным исследование количественных показателей древостоев и состояния этой ценной древесной породы, основных направлений динамических процессов. При проведении многолетних исследований в пойменных дубравах обнаружены стихийно распространяющиеся чужеземные виды деревьев Acer negundo L. и Fraxinus pennsylvanica March.

Распространение древесных интродуцентов Acer negundo L. и Fraxinus pennsylvanica March. в дубовых лесах представляет собой один из вариантов биологического загрязнения [2; 5; 9; 12; 14]. Вхождение интродуцентов в состав нарушенных фитоценозов приводит их к дальнейшей деформации и внедрению новых чужеродных видов [22]. Интересно проследить связи инвазии этих чужеродных видов в пойменные дубравы с их антропогенными нарушениями.

Учитывая разнообразные антропогенные преобразования пойменных дубрав, целесообразно вести длительный мониторинг их состояния. Для этого нужны эффективные методы, позволяющие оперативно получать информацию о структурных параметрах состояния лесных экосистем, имеющих индикационное значение. Известно, что природа реакций экосистем на воздействие различных антропогенных факторов одна и та же: изменение численности популяций, состава видов, их продуктивности


и физиологического состояния [4]. Наибольший интерес представляет ключевой вид пойменных лесов и эдификатор — дуб обыкновенный (Quercus robur L.). Все это и определило цель нашей работы — провести анализ структуры и состояния пойменных дубрав Среднего Прихоперья, выбрать наиболее информативные показатели для оценки степени антропогенной трансформации лесных экосистем и дать рекомендации по их использованию при проведении экологического мониторинга.

Материал и методы

Летом 2009 г. нами проведено изучение основных лесотаксационных показателей дуба и его спутников на ряде пробных площадей 50×50 м


в лесах центральной поймы р. Хопер Балашовского, Романовского, Аркадакского лесничеств Саратовской области и Воронинского заповедника Тамбовской области в наиболее распространенных типах леса. Подбирались участки леса с возрастом древостоев 70—80 лет. Лесотаксационные показатели древостоев, подлесок определялись по общепринятым методикам [10; 17]. Для оценки жизненного состояния древостоев рассчитывался индекс (L, %), разработанный В. А. Алексеевым (1989). Проведена статистическая обработка полученных данных. Построены кривые распределения деревьев по ступеням толщины, чтобы проследить, может ли данное явление служить показателем антропогенных нарушений пойменных лесов. Рассчитан предложенный нами коэффициент сохранности древостоев дуба, как отношение запаса древесины дуба на 1 га к такому же показателю по таблицам хода роста порослевых дубовых древостоев [11]. Древесные интродуценты Acer negundo L.и Fraxinus pennsylvanica March., которые входят в 1-й и 2-й ярусы леса, учитывались при сплошном перечете деревьев. Растения данных видов, распространенные в нижних ярусах леса, регистрировали на 15—20 пробных площадях 2×2 м
в каждом варианте с распределением их на онтогенетические группы.

Результаты и их обсуждение

В результате изучения лесотаксационных показателей пойменных дубрав, в различной степени сохранившихся после массового отмирания и рубок, рассчитан индекс жизненного состояния древостоев дуба, который широко используется при проведении лесного мониторинга и других экологических исследований [1]. Установлено, что данный показатель для большинства изученных древостоев дуба меняется хаотично. В среднем он равен 60—80 % и характеризует состояние древостоев как удовлетворительное и хорошее, но не в полной мере отражает степень антропогенной трансформации насаждений. Поэтому при обобщении данной информации нами производился расчет коэффициента сохранности древостоев дуба. Понятие сохранности широко используется при учете лесных культур [19].

Расчет коэффициента сохранности древостоев дуба мы проводили как отношение запаса древесины дуба на пробных площадях (на 1 га) к такому же показателю из таблиц хода роста [11]. Табличные данные приняты эталонными и считвем за условный контроль. Коэффициент выражается
в процентах. Предлагаемый авторами новый показатель отражает степень уменьшения по различным причинам доли участия дуба в составе насаждений и дает возможность сравнивать древостои различного возраста друг с другом для оценки уровня антропогенной трансформации пойменных дубрав. Коэффициент сохранности дуба может совпадать с размерами полноты насаждений. Но при одинаковой полноте дуб может образовать сообщество с составом 10Д или иметь примесь других деревьев, например 5Д5Вз. При этом доля участия дуба в образовании лесного сообщества сильно отличается. Коэффициент сохранности дуба более объективно, чем полнота, отражает количественные показатели и фитоценотическую роль данного вида, его изменения под влиянием внешних факторов (рубок леса, патологии и др.).

На рисунке отмечен коэффициент сохранности древостоев дуба на серии участков пойменных лесов Среднего Прихоперья. Изученные насаждения распределены по четырем уровням антропогенной трансформации пойменных дубрав [7]. Видно, что данный показатель варьируется от 15,8 до 75,1 % (см. табл.). Минимальное значение его отмечено в лесных насаждениях, расположенных в пригородной зоне, которые испытывают сильное антропогенное влияние (бессистемные рубки, рекреационное воздействие и др.). Высокие параметры коэффициента сохранности наблюдались в древостоях с преобладанием дуба и полнотой 0,7—0,8.





Динамика коэффициента сохранности древостоев дуба
в пойменных лесах

Исследования распределения деревьев в лесу по толщине служат основой теории строения древостоев [18]. Дифференциация древостоев по диаметру деревьев зависит от природы леса и хозяйственной деятельности человека [4; 13; 18]. Нами установлено значительное варьирование кривой распределения от близкой к нормальной до двухвершинной или фрагментированной. Отмечена приуроченность аномалийных кривых к сильно нарушенным древостоям. Данный показатель имеет индикационное значение для оценки антропогенных преобразований пойменных дубрав.

Анализ полученных результатов показывает, что имеет место дифференциация размеров плотности популяций древесных адвентов в зависимости от структуры древостоев пойменных лесов. Число растений чужеродных видов на 1 га увеличивается с уменьшением полноты лесных
насаждений и уменьшением сохранности древостоев дуба. Насаждения
с высокой полнотой устойчивы к внедрению древесных адвентов. Древесные интродуценты не обнаружены в лесных массивах, расположенных на значительном расстоянии от населенных пунктов и дорог. Учет в 2009 г. показал увеличение числа растений этих видов на 1 га до 4—12 и более тысяч штук в сильно нарушенных дубовых лесах рекреационной зоны
г. Балашова.

Известно, что интенсивность антропогенного воздействия на экосистемы целесообразно измерять не в параметрах самих воздействий,


а в параметрах состояния биологических сообществ, которые, в частности, в лесных экосистемах маркирует их адвентизация [4]. Учитывая важную фитоценотическую и хозяйственную роль Acer negundo L. и Fraxinus pennsylvanica March., целесообразно их использовать как видовые индикаторы адвентизации и антропогенных нарушений пойменных дубрав [8].

С этой целью нами разработана шкала для оценки антропогенных изменений пойменных дубрав по распространению древесных адвентов Acer negundo L. и Fraxinus pennsylvanica March. и доли их участия


в структуре лесных сообществ. Данная шкала привязана к выделенным нами четырем уровням антропогенной трансформации пойменных дубрав [7]. При составлении шкалы учитывались возрастные группы древесных интродуцентов, их минимальное и максимальное участие в разных ярусах лесных насаждений. Приведенные данные будут дополнять другие диагностические признаки уровней антропогенной трансформации пойменных дубрав: сохранности древостоев дуба, степени развития подлеска, флористического разнообразия.

Определенный интерес при изучении структуры пойменных дубрав имеет динамика подлеска, который получил большое распространение


и фитоценотическое значение в нарушенных лесах. Соотношение древостоя и подлеска имеет индикационное значение при оценке их состояния. В насаждениях с нарушенной полнотой, окнах мозаики, редколесьях сформировались вторичные кустарниковые сообщества из клена татарского (Acer tataricum L.) и других видов высотой до 6—7 м. При этом клен татарский меняет фитоценотическую стратегию. Из патиента, произрастающего под пологом леса, он превращается в эксплерента и виолента, занимает открытые участки [6]. В настоящее время клен татарский, достигнув своего предельного возраста, отмирает и происходит замена его другими видами деревьев. Мощность и состояние подлеска имеет индикационное значение в оценке степени антропогенной трансформации пойменных дубрав.

В целях регулирования сукцессионных процессов целесообразно полнее использовать возобновительные возможности дуба. Для этого надо проводить комплексные рубки с целью улучшения световой обстановки под пологом леса, а также убирать растения генеративной возрастной группы древесных адвентов. Для этого нами предлагается особый вариант санитарных рубок, в первую очередь в рекреационных зонах населенных мест.



Заключение

Коэффициент сохранности дуба имеет индикационное значение и рекомендуется нами для определения уровней антропогенной трансформации пойменных дубрав, по следующей градации данного показателя:



I уровень — 60 % и более — мало нарушенные дубравы с слабо развитым подлеском;

II уровень — 40—50 % — средняя антропогенная трансформация, дуб поврежден, заменяется спутниками, лесная среда сохраняется;

III уровень — 30—40 % — сильная антропогенная трансформация, дигрессия эдификатора носит групповой характер;

IV уровень — 20—30 % — очень сильная антропогенная трансформация, дубовый древостой в значительной мере утрачен, фрагментарные подлесочные сообщества, древесные интродуценты.

В слабонарушенных пойменных дубравах кривые распределения стволов дуба по диаметру близки к нормальным. В средне нарушенных дубравах кривые имеют асимметрию и 2—3 вершины. В сильно нарушенных дубравах кривые распределения стволовой древесины фрагментируются на две, одна из которых может быть без вершины. В очень сильно трансформированных насаждениях кривые неполные или прерывающиеся. Во всех вариантах они имеют левостороннюю, реже правостороннюю асимметрию. Все обнаруженные аномалии в структуре древостоев дуба связаны с внешним воздействием, рубками или ускоренным отмиранием. Динамика возрастного состава и плотности популяций древесных интродуцентов имеет индикационное значение при оценке антропогенных нарушений дубовых древостоев пойменных лесов. Для этих целей можно использовать и соотношение древостоев и подлеска.

Выявлена тенденция к уменьшению доли участия дуба в составе древостоев и постепенной замены его кленом татарским, вязом обыкновенным, липой мелколистной в связи с антропогенной и лесопатологической трансформацией. Установлено принципиально новое направление смены дуба древесными интродуцентами кленом ясенелистным и ясенем пенсильванским.

Литература

1. Алексеев В. А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51—57.

2. Восточноевропейские широколиственные леса / под ред. О. В.Смирновой. М.: Наука, 1994. 362 с.

3. Гниенко Ю. И. Процессы изменения лесов в пойме реки Урал в ХХ в. // Экол. пробл. бассейнов крупных рек — 2: тез. междунар. конф. Тольятти, 1998.


С. 57—58.

4. Гусев А. П., Соколов А. С. Информационно-аналитическая система для оценки антропогенной нарушенности лесных ландшафтов // Вестник Томского государственного университета. 2008. № 309. С. 176—179.

5. Заигралова Г. Н., Кабанов С. В. Инвазия чужеродных древесно-кустар-никовых растений в лесные фитоценозы лесопарка «Кумысная поляна» // Состояние антропогенно-нарушенных экосистем Прихоперья: межвуз. сб. науч. тр. / под общ. ред. А. И. Золотухина. Балашов: Николаев, 2009. С. 18—21.

6. Золотухин А. И., Овчаренко А. А. Пойменные леса Прихоперья: состояние, эколого-ценотическая структура, биоразнообразие: монография. Балашов: Николаев, 2007. 152 с.

7. Золотухин А. И., Овчаренко А. А., Шаповалова А. А. [и др.]. Факторы
и уровни антропогенной трансформации Пойменных дубрав Прихоперья // Состояние антропогенно нарушенных экосистем Прихоперья: межвуз. сб. науч. тр. Балашов: Николаев, 2009. С. 37—42.

8. Золотухин А. И., Овчаренко А. А., Занина М. А. Индикационное значение древесных адвентов в пойменных дубравах Среднего Прихоперья // Научное обозрение. М., 2010. С. 11—15.

9. Колонин Г. В., Герасимов С. М., Морозов В. Н. Биологическое загрязнение // Экология. 1992. № 2. С. 89—94.

10. Методические указания к проведению летней учебной практики по лесоводству / сост. В. А. Лебедев, М. В. Трус. Саратов: Сарат.СХИ, 1981. 64 с.

11. Нормативно-справочные материалы ландшафтной таксации и лесопаркового проектирования / С. В. Кабанов, А. В. Терешкин. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н. И. Вавилова, 2001. 84 с.

12. Розно С. А. О возможности биологического загрязнения природных экосистем лесостепного Поволжья древесными интродуцентами // Самарская Лука. 2008. Т. 17. № 2 (24). С. 395—399.

13. Рыжков О. В. Особенности распределения деревьев по диаметру в заповедных лесах центральной лесостепи // Лесоведение. 2000. № 5. С. 43—52.

14. Рябинина З. Н., Никитина Н. В. Сукцессии пойменных лесов р. Урал в пределах Оренбургского градопромышленного комплекса // Вестник Оренбургского государственного университета. № 6. 2009. С. 319—321.

15. Селочник Н. Н. Факторы деградации лесных экосистем // Лесоведение. № 5. 2008. С. 52—60.

16. Соловьев С. В., Горейко В. А. Современное состояние и тенденции развития лесных биогоценозов поймы Среднего Днепра // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Сер. «Биология». Т. 16 (55). № 3. 2003. С. 202—209.

17. Сукачев В. Н. Избранные труды. Т. 1. Л.: Наука, 1972. 418 с.

18. Тюрин А. В. Закономерности строения лесонасаждений и их использование в лесном хозяйстве // Сборник работ по лесному хозяйству ВНИИЛМ. М., 1971. Вып. 53. С. 49—73.

19. Усс Е. А. Естественное возобновление усыхающих еловых древостоев под пологом и на вырубках // Лесное и охотничье хозяйство. № 9. 2007. С. 19—23.

20. Харченко Н. А., Царалунга В. В. Очередная волна массового отмирания дуба // Наука и образование на службе лесного комплекса (к 75-летию ВГЛТА). Воронеж, 2005. Т. 1. С. 219—222.

21. Яковлев А. С., Яковлев И. А. Дубравы Среднего Поволжья. Йошкар-Ола: Марийский гос. технич. ун-т, 1999. 326 с.

22 Васильев С. В. Воздействие нефтегазодобывающей промышленности на лесные и болотные экосистемы. Новосибирск, 1998. 136 с.

23. Karpun Yu. N. The main problems of introduction // Hortus botanicus. 2004. № 2. P. 17—32.




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   42


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет