Введение к работе
Актуальность темы. Процесс сокращения площади и увеличения степени изолированности биологических сообществ (то есть их фрагментация) происходит во многих регионах мира и достиг значительного масштаба (Лосев, 2006; Романова, 2006; Klein, 1989; Dzwonko, 1993; Pywell et al., 2002; Mac Nally, 2007; и др.). Распад крупных природных сообществ на ряд малых меньшей общей площади ведет к быстрому региональному вымиранию многих видов, в первую очередь малочисленных (эффект выборки: Уилкокс, 1983). Изоляция сохранившихся участков, нарушая процессы иммиграции, способствует вымиранию части оставшихся видов (долговременный эффект инсуляризации: Уилкокс, 1983), место которых занимают виды соседних местообитаний, в том числе синантропные и адвентивные (Мяло, Дикарева, 2006). Ситуацию может усугубить усиление эксплуатации населением оставшихся во фрагментированных биоценозах ресурсов.
Долговременный эффект инсуляризации неоднократно выявлялся на примере сообществ, изолированных в течение значительного периода времени (несколько сотен или тысяч лет) (Акатов, 1999; Ескина, 2001; Simberloff, Gotelli, 1984; Klein, 1989; Kwiatkowska, 1994; Aizen et al., 2002; и др.), однако единое мнение о том, является ли он важным дополнительным фактором сокращения видового разнообразия на относительно небольшом временном отрезке (до нескольких десятилетий) пока отсутствует (Wilcove et al., 1986; Dzwonko, Loster, 1988; Zacharias, Brandes, 1990; Kwiatkowska, 1994; Holt et al., 1995; Zschokke et al., 2000; Helm et al., 2006). Весьма малочисленны и публикации, посвященные другим последствиям фрагментации сообществ – увеличению частоты антропогенных нарушений, ускорению процессов их синантропизации и адвентивизации (Suarez et al., 1998; Honnay et al., 1999; Coppedge et al., 2001; Laurance, 2002; Ross et al., 2002; и др.).
Период освоения дубовых лесов предгорной зоны Северо-Западного Кавказа (Западного Предкавказья) охватывает не одно столетие, но особенно интенсивно сведение дубрав шло в XIX – начале XX вв. В результате широко распространенные здесь в прошлом лесные сообщества с доминированием дуба черешчатого (Quercus robur L.) ныне представляют собой отдельные участки леса, разбросанные на значительной по площади территории и окруженные в основном сельскохозяйственными угодьями (Литвинская, Чередниченко, 1993; Литвинская, 1997). Несмотря на значительное внимание ботаников к Кавказу, данные сообщества остаются практически не изученными, в том числе и с точки зрения последствий их фрагментации. Это обстоятельство существенно ограничивает возможности разработки прогноза перспектив сохранения биоразнообразия Западного Предкавказья и проектов по организации охраняемых территорий.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является оценка влияния фрагментации на видовое богатство и состав фитоценозов широколиственных лесов Западного Предкавказья. Для ее достижения ставились следующие задачи:
1. Охарактеризовать процесс антропогенной трансформации, в том числе фрагментации, лесной растительности Западного Предкавказья за последние столетия.
2. Выявить особенности флоры фрагментированных широколиственных лесов Западного Предкавказья.
3. Сопоставить уровень антропогенной трансформации, в том числе синантропизации и адвентивизации, лесных фрагментов разного размера, а также неизолированных участков леса.
4. Оценить влияние долговременного эффекта инсуляризации на состав и видовое богатство лесных участков разной площади и степени изолированности.
5. Оценить созологическую значимость фрагментированных широколиственных лесов района исследований и разработать рекомендации по сохранению их видового богатства.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Фрагментация оказывает влияние на уровень антропогенной трансформации (в том числе синантропизации и адвентивизации) лесных фитоценозов. На небольших изолированных участках лесов он выше по сравнению с крупными фрагментами и неизолированными сообществами.
2. Влияние долговременного эффекта инсуляризации на видовое богатство и состав изолированных участков лесных фитоценозов в целом, а также основных их компонентов (древесного, кустарникового и травяного ярусов) в районе исследования выражено слабо. Причем сам факт изоляции сообществ является более значимым фактором для видов, чем площадь или степень их изолированности.
3. Несмотря на существенную нарушенность, фрагментированные широколиственные леса Западного Предкавказья содержат относительно большое число видов растений, включенных в Красные книги регионального, федерального и международного уровней, и поэтому требуют специальных мер охраны.
Научная новизна работы. Впервые охарактеризована флора фрагментированных широколиственных лесов Западного Предкавказья. Показано влияние площади сохранившихся фрагментов лесов на уровень их антропогенной трансформации, в том числе степень синантропизации и адвентивизации видового состава сообществ. Впервые оценена роль долговременного эффекта инсуляризации (островного эффекта) в формировании видового богатства и состава изолированных лесных сообществ Западного Предкавказья.
Практическая значимость. Оценена степень опасности процесса антропогенной фрагментации лесной растительности в краткосрочной перспективе (100-150 лет). Оценена созологическая значимость фрагментов широколиственных лесов Западного Предкавказья. Разработаны рекомендации по организации локальной сети охраняемых природных территорий для поддержания их видового разнообразия. Собранный фактический материал (флористические списки по каждому лесному фрагменту, геоботанические описания) может быть использован в качестве основы для мониторинга лесных фитоценозов агрокультурных ландшафтов Западного Предкавказья. Результаты исследований использовались при разработке лекций по дисциплине «Экология» на экологическом, аграрном факультетах, факультете новых социальных технологий и факультете управления Майкопского государственного технологического университета.
Апробация. Материалы диссертации были представлены на VI, VII, X Международных научно-практических конференциях «Экологические проблемы современности» (Майкоп, 2005, 2006, 2007 гг.); на международной научной конференции «Естественные и инвазийные процессы формирования биоразнообразия водных и наземных экосистем» (Ростов-на-Дону, 2007 г.); региональной научно-практической конференции аспирантов, соискателей и докторантов (Майкоп, 2007 г.); международной конференции «Почвы и растительный мир горных территорий» (Нальчик, 2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции аспирантов, докторантов, соискателей и молодых ученых (Майкоп, 2010 г.). Данные об адвентивном компоненте флоры фрагментированных широколиственных лесов Западного Предкавказья, а также уровне видовой полночленности и потенциале инвазибельности сообществ, вошли в отчеты за 2007-2009 годы по теме «Уровень видовой полночленности и потенциал инвазибельности растительных сообществ Западного Кавказа», финансируемой Российским фондом фундаментальных исследований (грант № 070400449).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, объемом 5.12 п.л., из них 1 статья в издании, рекомендуемом ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 52% (2.67 п.л.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 171 страницах машинописного текста, включая 29 таблиц и 21 рисунок. Приложение включает 14 таблиц. В списке литературы 246 наименований, в том числе 106 на иностранном языке.
