Введение к работе
'
Актуальность исследования. При исследовании растительного покрова геоботаники постоянно сталкиваются с проблемой установления границ единиц растительного покрова, так как согласно современным представлениям растительный покров - континуальное (Gleason, 1926; Раменский, 1971) неоднородное (мозаичное) образование, организованное комплексом факторов, обладающее иерархической структурой и стохастическими связями (Заугольнова, Смирнова, 2000). Установление принципов дифференциации единиц растительного покрова также вызывает затруднение, поскольку среди множества факторов, сложно определить ведущие, учитывая, что южнотаежные ландшафты подверглись сильной фрагментации и коренному антропогенному преобразованию. Познание закономерностей дифференциации растительного покрова на конкретных территориях под влиянием как природных, так и антропогенных факторов важно для оценки исходного, текущего и будущего состояния лесных сообществ, что актуально для разработки принципов устойчивого управления лесами на основе экологически обоснованного неистощительного лесопользования.
К настоящему времени сформированы представления о ведущих экологических факторах, ответственных за состав и структуру лесного покрова в некоторых типах ландшафта (Смирнова и др., 1997; Миркин, Наумова, 1998; Заугольнова, 1999), в том числе и на территории области (Заугольнова, 2000). Материалы диссертации расширяют перечень таких объектов и дополняют исследования закономерностей разномасштабного пространственного распределения растительности под комплексным воздействием факторов на примере фитохор южнотаежных лесов катены реки Понга в пределах проектируемого заповедника «Кологривский лес».
Стремительное вовлечение в интенсивную хозяйственную деятельность все больших площадей лесных территорий привело к резкому сокращению лесов, сохранившихся от рубок и пожаров (Ярошенко и др., 2001). Уникальные лесные массивы, наиболее близкие к естественному состоянию, представляют собой эталоны для изучения состава и структуры нарушенных лесов. Изучение пространственных единиц растительного покрова в коренных лесах и сравнение их с антропогенно нарушенными, позволяют пополнить список признаков коренных лесов, что важно для решения практических задач выявления лесов высокой природоохранной ценности с целью включения их в сеть особо охраняемых природных территорий.
Исследование коренных ельников заповедника «Кологривский лес» актуально для выполнения задач проектируемого заповедника: оценки степени антропогенной деградации экосистем, мониторинга природных процессов и прогнозирования состояния экосистем на будущее, разработки научных основ сохранения и восстановления ландшафтного и биологического разнообразия (Проект ..., 2002).
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ
БИБЛИОТЕКА 3
^Петербург
208<РК
Цель и задачи исследования. Цель исследовательской работы - выделение пространственных единиц растительного покрова (фитохор) и их сравнительный анализ для оценки характера и степени влияния факторов среды на дифференциацию растительного покрова в бассейне р. Понга на примере ландшафтов проектируемого заповедника «Кологривский лес» в Костромской области.
Задачи исследования: 1) Выделение экотопических фитохор с учетом рельефа и сравнение их экологических режимов по ординированной растительности и по измеренным параметрам среды; сравнительный анализ типологической и эколого-ценотической структуры фитохор, их флористических особенностей;
-
Выделение доминантных фитохор на основе доминирования древесных видов, сравнение их экологических режимов по составу растительности с учетом приуроченности к экотопам и специфики экологических ареалов деревьев эдификаторов; сравнительный анализ эколого-ценотической структуры фитохор;
-
Выделение ценотических фитохор на основе преобладания одной, двух, трех эколого-ценотических групп и сравнение их в экологическом пространстве ординированной растительности, анализ их пространственного распределения;
-
Выделение антропогенных фитохор различного антропогенного генезиса и степени трансформированное растительного покрова с учетом особенностей истории природопользования, изучение их пространственного распределения;
-
Выделение и сравнение фитохор различного сукцессионного статуса по структуре древесной синузии и демографическому состоянию ценопопу-ляций древесных видов с учетом возраста и типов сообществ;
-
Флористический, ценологический, экологический и типологический анализ растительного покрова макрофитохор с нарушенным и ненарушенным растительным покровом;
-
Выделение фитохор на основе классификации и ординации типов лесных сообществ (синтаксонов); оценка их флористического и структурного эколого-ценотического разнообразия, пространственного распределения;
Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное геоботаническое исследование растительного покрова участков проектируемого уникального заповедника «Кологривский лес» с привлечением результатов геоморфологических, почвенных и ландшафтных изысканий. На территории заповедника выявлены приоритетные факторы дифференциации единиц растительного покрова различного масштаба и природы на основе сравнительного анализа антропогенно нарушенной растительности и растительности эталонного участка коренных южнотаежных ельников. Результаты исследования пополняют знания о влиянии геоморфологических, литологиче-
ских, гидрологических и почвенных условий ландшафтов на дифференциацию растительного покрова. Впервые дана оценка воздействия антропогенных факторов на растительность на основе изучения архивных документов и свидетельств истории природопользования и освоения лесной территории заповедника. Впервые составлены прогнозы некоторых направлений спонтанного развития растительного покрова и восстановления биоразнообразия на нарушенных территориях заповедника при исключении хозяйственной деятельности. Методы большинства предыдущих исследований растительности обследуемой территории носили описательный характер, тогда как применяемые в работе современные методы количественной фитоценологии открывают возможности для научных обобщений об организации биогеоце-нотического покрова на объектах в лесной зоне Русской равнины.
Практическое значение работы. Итоги геоботанических исследований использованы для зонирования территории и обоснования природоохранных мероприятий в проектируемом заповеднике «Кологривский лес». Результаты исследований послужили основой для формулировки критериев выделения лесов высокой природоохранной ценности, используются для разработки новых подходов к организации охраняемых природных территорий в Костромской области. Используемый в работе многофакторный подход изучения лесной растительности применим для оценки состояния лесов и планирования лесохозяйственной деятельности на принципах устойчивого лесоуправления. Результаты геоботанических исследований, сопряженные с результатами геоморфологических, почвенных, ландшафтных изысканий, могут быть использованы для совершенствования геоинформационных систем. Результаты исследования приобщены к материалам по проектированию заповедника «Кологривский лес», переданы в Институт экологии и эволюции (ИПЭЭ) РАН им. А.Н. Северцова, в Международный институт леса (Москва) и в Агентство лесного хозяйства по Костромской обл., где нашли применение в реализации проекта развития сети особо охраняемых природных территорий. Часть материалов используется в методических разработках для обучения специалистов лесного хозяйства, а также студентов, специализирующихся по геоботанике.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Основной материал для исследования по теме диссертации собран автором в рамках международного проекта PIN/MATRA «Проектирование государственного природного заповедника Кологривский лес» в Костромской обл. при финансовой поддержке Института ALTERRA и Фламандского сообщества Бельгии.
Личный вклад автора. Работа проводилась на кафедре ботаники Костромского госуниверситета им. А.Н. Некрасова в период с 2000 по 2005 г. Полевые исследования проводились при совместной работе исследователей природоохранного фонда «Верховье», Института экологии и эволюции
*»й
(ИПЭЭ) РАН им. А.Н. Северцова, почвенного и географического факультетов Московского университета им. М.В. Ломоносова, Почвенного института РАН им. В.В. Докучаева; Геологического института РАН; Костромского университета и непосредственном участии автора в качестве геоботаника. Собранный материал и материал, предоставленный проектирующей организацией, аналитически и статистически обработан автором, основные результаты работы и выводы отражены в публикациях. Опубликовано 10 работ.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались: на VII и VIII Молодежных конференциях ботаников (БИН им. В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург, 2000, 2004); на XI Международном симпозиуме по биоиндикаторам «Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга» (Институт биологии Коми НЦ Ур ОРАН, Сыктывкар, 2001); на VI, VII, VIII Путинских школах-конференциях молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, Пушино, 2002, 2003, 2004); на VI Всероссийском популяционном семинаре «Фундаментальные и прикладные проблемы популяционной биологии» (Нижнетагильский педагогический институт, 2002); на Международной конференции "Экологические проблемы бассейнов крупных рек- 3" (Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти, 2003); на III Всероссийской конференции «Аэрокосмические методы и геоинформационные системы в лесоведении и лесном хозяйстве» (ЦЭПЛ РАН, Москва 2002); на XI молодежной научной конференции Института биологии «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2004).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7-ми глав, заключения с выводами, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации 251 стр., текстовая часть 167 стр. Работа содержит 12 таблиц и 73 рисунка, приложение с 3-мя картосхемами и легендами к ним. Список литературы состоит из 128 наименований, в том числе 18 на иностранных языках.
