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; Дылис, 1965; Сукачев, 1972; Дыренков, Краснитский, 1982; Израэль, 1986 и др.). Несмотря на то, что метод постоянных пробных площадей был разработан еще в конце XIX в. (Post, 1842; Hult, 1881), в заповедниках СССР закладывать и описывать их начали
в 30-е годы ХХ 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 Сохондинском биосферном заповеднике (Сохондинский заповедник), расположенном на юге Забайкальского края и существующем с 1973 г.,
в 1982 г. была начата и действует по настоящее время специальная программа длительного геоботанического мониторинга, разработанная А.В. Галаниным и А.В. Беликович (Галанин, Беликович, 1988). Ими была заложена система постоянных пробных площадей для мониторинга, которая позволяет проследить динамику растительного покрова в пределах пробных площадей 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.
Цель и задачи исследований. Целью данной 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 динамики эколого-ценотической структуры растительности в пределах пп с помощью графов флористического сходства постоянных квадратов, на которые разделены пп.
Защищаемые положения. 1) Для изучения многолетней динамики лесной растительности заповедников может быть использована методика мониторинга на постоянных пробных площадях размером не менее 50х50 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 10х10м, 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. Более устойчивыми являются кедровые субальпийские леса и кедрово-лиственничные леса верхнего лесного пояса, менее – лиственничные и сосновые леса нижнего лесного пояса.
Научная новизна. Впервые за период с 2000 г. проведен сравнительный анализ данных о состоянии и динамике 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 пространственной эколого-ценотической неоднородности при мониторинге растительного покрова в Сохондинском заповеднике. В динамике исследована дифференциация деревьев в пределах ценопопуляций.
Практическая значимость. Созданная соискателем электронная база геоботанических данных является основой для последующего мониторинга растительности лесных фитоценозов Сохондинского заповедника, а также пополняет банк данных по мониторингу растительности в российской заповедной системе. Результаты исследований позволяют с большей долей вероятности экстраполировать происходящие изменения на пробных площадях (являющихся модельными для лесной растительности заповедника) на всю территорию заповедника и анализировать процессы трансформации его флоры и растительности в целом. Работа является частью системной программы мониторинга растительного покрова Даурии. Материалы исследований применены в подготовке Летописей природы Сохондинского заповедника, сводки «Флора Даурии».
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Международной научной конференции «Ритмы и катастрофы в растительном покрове: опустынивание в Даурии» (20-21 сентября 2008 г., г. Благовещенск), 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 2009 г.,
г. Владивосток), международной научной конференции «Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии» (20-25 июня 2011 г., г. Улан-Удэ); на заседаниях Амурского отделения Русского Ботанического общества, на научных семинарах в Амурском филиале Учреждения Российской Академии наук Ботанического сада-института ДВО РАН (АФ БСИ ДВО РАН,
г. Благовещенск) и в Ботаническом саде-институте ДВО РАН (БСИ ДВО РАН, г. Владивосток).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 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 179 наименований, и
4 приложений. Работа изложена на 265 страницах, включает 13 таблиц и
74 рисунка.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность д-ру биол. наук, проф. А.В. Галанину и д-ру биол. наук А.В. Беликович за общее методическое руководство, д-ру биол. наук, доц. В.М. Старченко
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 канд. биол. наук Е.Э Малкова. Автор выражает глубокую признательность Г.Ф. Дарман, Е.Н. Роенко, канд. биол. наук Л.С. Яковченко, Н.А. Климову, Г.Н. Слесаренко, Т.И. Рузановой, О.В. Синотрусову,
М.С. Ушаковой, И.Б. Маврину за помощь в полевых работах на территории заповедника. Автор выражает признательность Е.Г. Егидареву, канд. биол. наук С.В. Брянину и А.А. Сасину за консультации при составлении картографических материалов. Особую благодарность выражаю своим родным за помощь и моральную поддержку.
