Введение к работе
Актуальность темы. Особо охраняемые природные территории (ООПТ) являются одним из наиболее эффективных способов не только охраны растительного мира, но и постоянного слежения за его состоянием. Заповедники, как правило, представляют собой уникальные и эталонные территории, на которых сохраняются естественные ландшафты в ненарушенном состоянии. По этой причине такие территории являются более подходящими для проведения мониторинговых исследований растительного покрова, т.е. для ведения системы длительных наблюдений за состоянием растительного покрова на постоянных пробных площадях (пп), оценок и прогноза изменений, произошедших на них под воздействием естественных и антропогенных факторов (Морозов, 1949; Сукачев, 1949; Дылис, 1974; Дыренков, Краснитский, 1982; Израэль, 1986 и др.). Для этого необходима специальная методика ведения мониторинговых исследований. Несмотря на то, что метод постоянных пробных площадей был разработан еще в конце XIX в., в заповедниках СССР закладывать и описывать их начали в 30-е годы XX в. Однако в связи с бессистемностью ведения постоянных пробных площадей, они забрасывались и постепенно терялись. Единой государственной программы закладки и ведения постоянных пробных площадей, обязательной для всех заповедников, в нашей стране нет до сих пор. Эта проблема актуальна для всех ООПТ.
В 1982 г. в Сохондинском биосферном заповеднике (Сохондинский заповедник), расположенном на юге Забайкальского края, А.В. Галаниным и А.В. Беликович (1988) для программы длительного геоботанического мониторинга была использована методика постоянных площадей, позволяющая проследить динамику растительного покрова в пределах пробной площади и экстраполировать полученные данные с большой долей вероятности на территорию заповедника в целом. Для объективного выявления и анализа постоянно идущих в растительном покрове процессов требуются длительные, повторяющиеся через определенные промежутки времени, стационарные наблюдения за состоянием растительности на одних и тех же пробных площадях. Благодаря сохранившейся здесь системе постоянных пробных площадей оказалось возможным провести исследования по изучению динамики лесной растительности Сохондинского заповедника, которая изучена недостаточно, хотя заповедник существует с 1973 г.
Цель и задачи исследований. Целью нашей работы было изучение динамики лесной растительности Сохондинского заповедника в разных высотных поясах на геоботанических постоянных пробных площадях. :';:В задачи исследования входило: 1) провести ревизию пп, заложенных в двух лесных и подгольцовом (субальпийском) высотных поясах растительности в 1982-1984 гг. и переописанных в 2000-2004 гг.; 2) составить базы данных по динамике структуры растительности пп в виде таксационных таблиц древостоя и таблиц распределения видов по постоянным квадратам в пределах каждой пп; 3) провести анализ роста деревьев в толщину и анализ дифференциации
деревьев в пределах пп с помощью вариационных рядов значений длин окружностей стволов и частотных распределений деревьев по ступеням толщины. Сравнить полученные результаты с аналогичными данными геоботанических описаний пп прошлых лет; 4) провести моделирование и анализ хорологической эколого-ценотической структуры растительности в пределах пп с помощью графов флористического сходства постоянных квадратов, на которые разделены пп, и сравнить эту структуру со структурой, выявленной при прошлой ревизии.
Защищаемые положения. 1) Для изучения многолетней динамики лесной растительности заповедников может быть использована методика мониторинга на постоянных пробных площадях размером не менее 50x50 м, с использованием анализа вариационных рядов и частотных распределений деревьев в зависимости от их толщины, а также графовых моделей парцеллярной структуры лесной растительности, выявляемой системой постоянных квадратов 10x10м, на которые разделены пробные площади; 2) Выявленные изменения коренной лесной растительности Сохондинского заповедника за последние 10 лет связаны с климатическими изменениями в Забайкалье, а именно с потеплением и аридизацией. Наиболее устойчивыми являются кедровые субальпийские леса и кедрово-лиственничные леса верхнего лесного пояса, наименее - лиственничные и сосновые леса нижнего лесного пояса.
Научная новизна. Впервые за период с 2000 г. проведен сравнительный анализ данных о состоянии лесной растительности Сохондинского заповедника, полученных при ревизии лесных постоянных пробных площадей, изучены особенности динамики эколого-ценотической структуры в нижнем, верхнем лесных и в подгольцовом поясах Сохондинского заповедника. Впервые для Забайкалья использован метод флористической ординации растительности постоянных квадратов, на которые разделены пробные площади. Впервые построены графовые модели ее хорологической эколого-ценотической неоднородности при мониторинге растительного покрова в Сохондинском заповеднике. Анализ диаграмм вариационных рядов толщины деревьев на пп позволил изучить дифференциацию особей в пределах ценопопуляций в динамике.
Практическая значимость. Созданная электронная база геоботанических данных является основой для последующего мониторинга растительного покрова лесных фитоценозов Сохондинского заповедника Полученные нами данные о происходящих изменениях на пробных площадях дают возможность интерпретировать их с большой долей вероятности на всю территорию заповедника и позволяют анализировать процессы трансформации флоры и растительности заповедника в целом. Полученные сведения могут быть использованы для экологической экспертизы как эталон при оценке динамических процессов на территориях, подверженных пирогенному и антропогенному воздействиям. Работа является частью системы мониторинга растительного покрова Даурии.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Международной конференции «Ритмы и катастрофы в растительном покрове: опустынивание в Даурии» (20-21 сентября 2008 г., г. Благове-щенск), VIII международной научно-практической конференции «Проблемы ботаники Монголии и Южной Сибири (19-22 октября 2009 г., г. Барнаул), V научной конференции «Растения в муссонном климате» (20-23 октября, 2009г., г. Владивосток); на заседаниях Амурского отделения Русского Ботанического общества, на научных семинарах в Амурском филиале Ботанического сада-института (АФ БСИ ДВО РАН, г. Благовещенск) и в Ботаническом саде-институте ДВО РАН (БСИ ДВО РАН, г. Владивосток).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 1 в иностранном журнале и 1 в журнале из списка ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы, состоящего из 164 наименований, и 4 приложений. Работа изложена на 264 страницах, включает 13 таблиц и 69 рисунков.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность д.б.н. А.В. Беликович, д.б.н. Б.С. Петропавловскому за конструктивные критические замечания, всем сотрудникам Амурского филиала за консультации и участие в обсуждении настоящей работы, за ценные советы и поддержку. Работа была бы невозможна без содействия директора Сохондинского заповедника В.И. Яшнова, зам. директора по научной работе этого заповедника к.б.н. Е.Э Малкова. Автор выражает глубокую признательность Г.Ф. Дарман, Е.Н. Роенко, к.б.н. Л.С. Яковченко, Н.А. Климову, Г.Н. Слесаренко, Т.Н. Рузановой, О.В. Синотрусову, М.С. Ушаковой за помощь в полевых работах на территории заповедника. Автор выражает признательность Е.Г. Егидареву, к.б.н. СВ. Брянину и А.А. Сасину за консультации при составлении картографических материалов. Особую благодарность выражаю своим родным за помощь и моральную поддержку.
