Введение к работе
Актуальность темы исследования. Бльшая часть территории РФ относится к таежной зоне. Антропогенные воздействия оказывают существенное влияние на разнообразие, продуктивность, возможности рационального использования и охраны таежной растительности. Несмотря на то, что в течение многих десятилетий геоботаники, лесоводы, экологи изучали динамику лесных экосистем, многие закономерности антропогенной динамики растительности таежной зоны оставались слабо изученными, отсутствовало теоретическое обобщение этих закономерностей. Отсутствовала обоснованная единая динамическая классификация лесных биогеоценозов. В последние десятилетия антропогенное воздействие на таёжные леса неуклонно возрастает, поэтому настоящая работа является весьма актуальной.
Цель исследования. Решение фундаментальной проблемы экологии – выявление закономерностей антропогенной динамики таежной растительности и прогноз динамики лесных экосистем под влиянием лесохозяйственной деятельности и катастрофических нарушений.
Задачи исследования
-
Выявление сукцессионных рядов таежной растительности, возникающих под влиянием основных антропогенных факторов (пожары, сплошные рубки, гидролесомелиорация) для европейской России;
-
Анализ характера и скорости изменения состава, структуры, продуктивности таежных биогеоценозов в сукцессионных рядах в зависимости от условий климата, и исходных типов биогеоценоза;
-
Анализ изменения показателей биотопа в сукцессионных рядах, в частности проверка гипотезы А. А. Ниценко («правила сдвига») о существенном улучшении характера минерального питания растений при смене хвойных пород лиственными после рубок и гипотезы А. Я. Гордягина о возможности смены сосняков лишайниковых зеленомошными темнохвойными лесами в ходе послепожарных сукцессий.
-
Проверка гипотез о биологической равноценности местообитаний с почвообразующими породами различного гранулометрического состава и на осушенных торфах
-
Создание научных основ для разработки динамической классификации таежной растительности европейской России;
-
Анализ влияния антропогенных факторов на динамику разнообразия растительного покрова таежной зоны европейской России на биогеоценотическом и ландшафтном уровнях.
Научная новизна
Впервые на основе сопряжённого исследования почв и растительности на большом фактическом материале проанализированы и обобщены закономерности антропогенной динамики таёжной растительности под влиянием пожаров, рубок и гидролесомелиорации на градиенте от северной до подтайги и от Прибалтийско-Белорусской до Уральско-Западносибирской геоботанической провинции. Впервые разработана типология лесов европейской части РФ на осушенных торфах. Впервые теоретически обоснована и реализована математическая модель динамики таежной растительности и её разнообразия под влиянием пожаров. Впервые построены достоверные сукцессионные ряды динамики таежной растительности под влиянием пожаров на сильно дренированных песках. Впервые на репрезентативном материале доказано, что традиционно считающиеся биологическая равноценность местообитаний на дренированных песках, суглинках и осушенных торфах проявляется только на заключительной стадии сукцессии, в этой связи впервые обосновано отнесение лесных биогеоценозов сходных по составу растительности к различным типам лесорастительных условий с учётом различия их местообитаний по гранулометрическому составу. Впервые обобщены в виде кодекса номенклатуры правила наименования типов леса и других ситаксонов школы В. Н. Сукачева.
Положения, выносимые на защиту
-
Выявленные автором сукцессионные ряды динамики таежной растительности под влиянием антропогенных факторов достоверно отражают реальные процессы и могут быть положены в основу типологической классификации биогеоценозов таежной зоны европейской России с учетом динамики растительности.
-
Установлен характер и скорость изменения состава, структуры, продуктивности таежных биогеоценозов в сукцессионных рядах в зависимости от условий климата, и исходных типов биогеоценоза.
-
Биологическая равноценность местообитаний на дренированных песках, суглинках и осушенных торфах проявляется только на некоторых стадиях сукцессионной динамики растительности, поэтому целесообразно различать типы лесорастительных условий с учётом гранулометрического состава почвы.
-
Разработана динамическая классификация таёжной растительности европейской России, основанная на одновременном учете признаков местообитания (степени дренажа, гранулометрического состава почвообразующей породы, режима поёмности, характера органических горизонтов почвы), флористического состава и видов-доминантов фитоценозов, отражающая закономерности количественного состава и продуктивности фитоценоза, его положение в сукцессионных рядах и его возможные изменения под влиянием антропогенных факторов.
-
Гипотеза А. А. Ниценко («правило сдвига») о существенном улучшении характера минерального питания растений при смене хвойных пород лиственными после рубок подтверждается лишь частично.
-
Подтверждена гипотеза А. Я. Гордягина о потенциальной возможности смены лишайниковых сосняков зеленомошными темнохвойными лесами в ходе послепожарных сукцессий и обратного процесса под влиянием пожаров.
-
Установлены закономерности изменения разнообразия растительного покрова таежной зоны европейской России на биогеоценотическом и ландшафтном уровнях.
Практическое значение работы. Как указывал В. Н. Сукачев (1961) «при хозяйственном использовании и вообще хозяйственных воздействиях на тот или иной биогеоценоз необходимо не упускать из виду его динамику, т.к. она наряду с другими свойствами биогеоценоза влияет на выбор, направление и интенсивность того или иного хозяйственного мероприятия». Результаты работы использованы для разработки типологической классификации лесов на осушенных землях европейской части РФ и Республики Беларусь, разработки концепции управления лесными пожарами в заповедниках РФ, при инвентаризации и картографировании растительности Лапландского и Верхне-Тазовского государственных заповедников, природного парка «Сибирские увалы», заказников Ленинградской обл., в проектах оценки воздействия на окружающую среду при строительстве Балтийской трубопроводной системы, выделении и картографировании биологически ценных лесов. Результаты работы использованы при обучении по специальностям «Лесное хозяйство», «Информационные технологии в лесном хозяйстве», «Озеленение и ландшафтный дизайн».
Апробация работы
Результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на всероссийских и международных конференциях, в том числе: на III Всероссийской школе-конференции «Актуальные проблемы геоботаники», Петрозаводск, 24—27 сентября 2007 г.; Fifth International Workshop: Conservation of Arctic Flora and Fauna (CAFF) Flora Group. Circumboreal Vegetation Mapping (CBVM) Workshop, Helsinki, Finland, November 3-6th, 2008; XII Делегатском съезде Русского Ботанического общества и Всероссийская конференция “Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века”. Петрозаводск, 22–27 сентября 2008 г.; 19-th Workshop of EVS «Flora, vegetation, environment and land-use at large scale». 29 April – 2 May, 2010, Pecs, Hungary; Международных научных чтениях памяти Э. Л. Вольфа, 6–7 октября 2010 г., Санкт-Петербург; Научной конференции с международным участием, посвященной Международному году биоразнообразия "Биоразнообразие: результаты, проблемы и перспективы исследований" 21–23 мая 2010 в г. Бишкек; 20-th International Workshop of European Vegetation Survey. Roma, (Italy), 6 – 9 April 2011; Всероссийской конференции «Отечественная геоботаника: основные вехи и перспективы». Санкт-Петербург, 20–24 сентября 2011 г.; Международной конференции «Современные проблемы лесного хозяйства и лесоустройства», посвящённая памяти классиков отечественного лесоводства Г. Ф. Морозова и М. М. Орлова Ноябрь, 2012; заседаниях Секции лесоведения Русского ботанического общества, научных семинарах Отдела геоботаники Ботанического института им. В. Л. Комарова и кафедры геоботаники и экологии растений Санкт-Петербургского государственного университета.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка использованных источников (859 наименований, в том числе 147 на иностранных языках). Общий объем диссертации составляет 300 стр., включая 57 таблиц и 30 рисунков.
