Влияние антропогенных воздействий на биоразнообразие субальпийских букняков Арсианского хребта Аджарской АР

Учитывая большую разницу в площадях страт для определения оптимальной выборки в условиях арчовых лесов, было рекомендовано закладывать 30-40 пробных площадей на одну страту. Пробные площади выбирались равномерно по лесной территории области, т.е. пробные площади не должны быть сконцентрированы только в определенной части области. Используя результаты обработки полевых материалов и сделанного математико-статистическош анализа, предполагается рассчитать оптимальное количество пробных площадей в одной страте, учитывая виды арчи и кустарниковые породы.

Таким образом, процесс предварительной стратификации:

- сокращает затраты на проведение полевых работ по инвентаризации леса;

- позволяет для заданной точности таксации провести оптимальную выборку по стратам;

- позволяет использовать материалы последнего лесоустройства и правила иден-

тификации для составления предварительных страт.

Составленные «рабочие карты» на основе предварительной стратификации облегчают процесс закладки пробных площадей, т.к. лесоустроительные группы имеют возможность варьировать при выборке пробных площадей, исходя из их доступности.

Библиографический список

1. Материалы учета лесного фонда Кыргызстана. -Бишкек, 2003.

2. Матраимов, К.О. Руководство по проведению оценки выделов и планированию лесохозяйствен-ных мероприятий / К.О. Матраимов, A.B. Березовой, Ф. Пурталес. - Бишкек, 2002.

3. Федосимов, А.Н. Инвентаризация леса выборочными методами / А.Н. Федосимов. - М.: Лесная пром-сть, 1986. - 14 с.

4. Федосимов, А.Н. Теоретические основы оптимального размещения пробных площадей при статистическом учете лесного фонда / А.Н. Федосимов, B.C. Чуенков. -М.: ВНИИЛМ, 1987.

5. Шойбер, М. Оценка компьютерной программы для проведения анализа / М. Шойбер. - Берн, 2001.

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА БИОРАЗНООБРАЗИЕ СУБАЛЬПИЙСКИХ БУКНЯКОВ АРСИАНСКОГО ХРЕБТА АДЖАРСКОЙ АР

З.К. МАНВЕЛИДЗЕ, Батумский ботанический сад АН Грузии

Арсианский хребет представляет собой типичную горную экосистему аджаро-шавшетского флористического округа Колхидской провинции. Основой его флористического разнообразия является автохтонная флора. В этой части южной Колхиды влияние теплого климата Черного моря благотворно отражается и на самых верхних границах распространения лесной растительности; большая часть представителей Колхидской флоры здесь встречается практически во всех высотных поясах [2].

Субальпийская лесная растительность этого региона охватывает высоты от 2000 (2100) до 2400 (2450) м над уровнем моря. Она представлена в основном буковыми формациями с различными эколого-генетическими

группами травяного покрова, среди которых наиболее широкое распространение имеют букняки с субальпийским высокотравным напочвенным покровом (Fagetum аШегЪонит) [1,3-5, 8].

Объектами исследований являлись горные экосистемы субальпийского пояса в окрестностях Годердзского перевала Арсиан-ского хребта (2000 м над уровнем моря). Основными видами отрицательных антропогенных воздействий на растительные сообщества и почвенный покров являются бессистемные рубки леса, неурегулированный выпас скота, неуправляемые рекреационные нагрузки и чрезмерная урбанизация.

С целью изучения закономерностей характера изменения показателей отдельных

параметров биоразнообразия и получения сравнительных результатов были выбраны 3 пробные площади: 1) огороженный с 1977 г. участок букового леса (до огораживания отмечались свободный выпас скота и рекреационные нагрузки); 2) букняк, деградированный вследствие рубок, свободного выпаса скота и рекреационных нагрузок; 3) сплошная вырубка; продолжается интенсивный выпас скота во весь вегетационный период; древостой отсутствует. Наблюдения на пробных площадях проводились в 2000-2002 гг.

Почвы на объектах исследований - типичные горно-лесо-луговые {District Regosol - по ФАО) [7] со средним и тяжелым гранулометрическим составом, развитые на песчаных продуктах выветривания главных горных пород. Во всех разрезах они представлены системой генетических горизонтов А0, Ар АВ, ВС, CD, D и имеют среднюю глубину (до 1 м); их морфологические признаки идентичные. Признаки оподзоливания в почвах отсутствуют, что связано с ограничением процессов выветривания. Вертикальные профили почвы в разрезах характеризуются скелетностью, которая увеличивается с глубиной.

На всех изученных пробных площадях структура почв с глубиной ухудшается. Структурный анализ, сделанный методом сухого просеивания в пробах из верхних слоев почвы (0-10 см), показал (табл. 1), что в них

преобладают агрегаты размерами 1-3 мм: содержание этой фракции колеблется от 21,9 до 42,8 %. По-видимому, преобладание агрегатов размерами 1-3 мм является генетическим свойством структуры исследованных почв. Аналогичные результаты отмечены и в других исследованиях, касающихся структуры горно-лесо-луговых почв Аджарии [3,6].

Несмотря на то, что в верхних горизонтах типичных горно-лесо-луговых почв максимальная доля агрегатов приходится на фракцию размерами 1-3 мм, содержание ее в почвах на исследованных объектах различно. В частности, максимальная ее доля отмечена на безлесной пробной площади, подверженной интенсивному выпасу скота, тогда как в деградированном неогороженном букняке с пониженной полнотой и огороженном лесном участке содержание этой фракции почти в 2 раза меньше. В то же время в почвах на двух этих последних пробных площадях увеличивается доля крупных фракций (3-5, 5-7, 7-10 и >10 мм), а на безлесных пастбищных участках происходит разрушение крупных агрегатов, и их содержание здесь значительно ниже. Огораживание участков, как показывают результаты анализа, способствовало сохранению агрегатов крупных фракций; содержание мелких фракций (1-0,5 и 0,5-0,25 мм) больше в почве безлесного участка, чем в почве на других пробных площадях.

Таблица 1

Содержание структурных агрегатов почв в слое 0-10 см, определенное методом сухого и мокрого просеивания

Пробная площадь Размер агрегатов в мм и содержание фракций в %* Коэффициент структурности Количество водопрочных агрегатов > 0,25 мм

>10 10-7 7-5 5-3 3-1 1-0,5 0,5-0,25 <0,25

Огороженный букняк с полнотой 0,2-0,3 17,7 16,0 14,3 20,5 21,9 2,6 4,1 2,9 3,85 78,9

- - 40,1 18,5 13,3 3,3 3,7 17,8

Деградированный букняк с полнотой 0,2-0,3 14.6 15,9 15,0 18,4 25,2 3,6 5,0 3,9 4,71 61,5

- - 35,5 12,8 7,3 3,3 2,6 28,6

Пастбище 3,1 5,3 5,8 15.3 42,8 4,0 10,6 13,1 5Д7 76,4

- 8,3 16,3 35,5 8,7 7,6 23,6

* В числителе приведено содержание почвенных агрегатов при сухом просеивании; в знаменателе - содержание водопрочных агрегатов при мокром просеивании, %.

Таблица 2

Содержание в почвах гумуса и питательных элементов

Пробная площадь Глубина, см Величина рН в суспензиях и Азот, % Усвояемый фосфор (Р205), мг/ЮОг Усвояемый калий

н2о КС1 гвдролизуе-мый негидролизуе-мый (к2о), мг/ЮОг

Огороженный букняк с полнотой 0,2-0,3 4-12 12-22 22-45 45-70 4,2 4,7 4.6 4.7 3,4 3,6 3.6 3.7 8,4 5,4 25,2 22,4 1,40 0,42 15,0 17,5 12,5 14,0 8,0 9,0

Деградированный 0-7 4,2 3,5 - - - 8,0 8,4

букняк с полнотой 7-22 4,3 3,6 8,0 19,6 0,70 3,0 8,0

0,2-0,3 22-58 4,6 3,4 2,3 11,7 0,14 4,5 8,5

2-14 4,4 3,4 7,8 17,9 0,70 9,5 11,0

Пастбище 14-25 25-70 4,5 4,7 3,7 3,9 4,9 1,8 12,3 8,9 0,28 0,15 4,5 3,0 6,0 5,0

<70 4,8 3,9 - - - 4,5 12,0

Результаты структурного анализа показали, что почвы на безлесных участках, в которых преобладают агрегаты фракции 1-3 мм, мало поддаются разрушительному действию воды; наиболее слабой водопро-чностью характеризуются более крупные фракции. Частичное разрушение агрегатов на безлесных и неогороженных деградированных лесных площадях способствовало увеличению доли фракции < 0,25 мм и соответственно снижению общего количества водопрочных агрегатов. Согласно результатам анализа, максимальное содержание водопрочных агрегатов в почве огороженного лесного участка равно 78,9 %, а в деградированном лесу и на пастбище - соответственно 61,5 и 76,4 %.

Почвы на исследованных участках характеризуются высоким содержанием гумуса (табл. 2); в гумусовом горизонте оно колеблется в пределах 7,8-8,4 %. Высокое содержание гумуса имеется и в более глубоких горизонтах почвы (1,8-5,4 %), что отчетливо указывает на положительное влияние лесной растительности на содержание гумуса и накопление питательных элементов. Например, в огороженном букняке, где не проводится выпас скота, в гумусово-аккумулятивном горизонте содержание гумуса составляет 8,4 %, тогда как на безлесном пастбищном участке оно снижается до 7,8 %.

Существенные различия отмечаются и в обеспеченности почв азотом. Наибольшее содержание гидролизуемого азота имеется в почве огороженного букняка (22,4-25,2 %); в деградированном букняке оно снижается до 11,7-19,6 %, а на пастбище - до 8,9-17,9 %. Содержание негидролизуемого азота также наибольшее в почве на огороженном участке леса - 0,42-1,40 %; в почве неоогороженного букняка и на пастбище оно уменьшается до 0,14-0,70 %. Аналогичные закономерности отмечаются и в содержании усвояемых растениями фосфора и калия. Почвы исследуемых объектов характеризуются очень сильно кислой реакцией (рНКС13,4-3,9); сравнительно более высокая кислотность наблюдается в верхних горизонтах; с глубиной она уменьшается незначительно.

Результаты определения физических и водно-физических свойств почв (табл. 3) показали, что огороженный участок леса характеризуется самым высоким показателем некапиллярной пористости почвы (10,2 ± 0,18 %); в почве неогороженного букняка с нерегулируемым выпасом скота и рекреационными нагрузками она снижается до 8,4 ± 0,15 %, а на пастбище - до 7,9 ±0,18 %. Общая пористость изменяется в той же последовательности - соответственно 59,7 ± 0,32, 56,2 ± 0,49 и 53,7 ± 0,27 %.

Таблица 3

Физические и водно-физические свойства почв на глубине 0-10 см

Пробная площадь Плотность, г/см3 (М±т) Водопроницаемость, мм/мин (М±т) Пористость, %

некапиллярная капиллярная общая

М±т Т IV М± ш Т IV М±т Т

1. Огороженный букняк 0,68 ± 0,30 2,38 ±0,13 10,2 ±0,18 7,6 99,9 47,5 ± 0,30 0,46 50,0 59,7 ± 0,32 59,8 99,9

2. Деградированный букняк 0,74 ±0,13 0,85 ± 0,01 8,4 ±0,15 47,8 ±0,58 56,2 ± 0,49

1. Огороженный букняк - - 10,2 ±0,18 9,0 99,9 47,5 ± 0,30 4,71 99,8 59,7 ± 0,32 14,33 99,8

3. Пастбище 0,91 ±0,25 0,57 ±0,01 7,9 ±0,18 45,8 ±0,19 53,7 ± 0,27

2. Деградированный букняк - - 8,4 ±0,15 2,13 90,5 47,8 ± 0,58 3,28 98,5 56,2 ± 0,49 4,47 99,8

3. Пастбище - - 7,9±0,18 45,8±0,19 53,7±0,27

Примечание: М± т - средняя арифметическая величина и средняя квадратическая ошибка определений; Т- достоверность различий между величинами средних показателей; У/ - вероятность, %

В верхнем слое почвы (0-10 см) самыми низкими показателями плотности характеризуются почвы огороженного букняка -0,68 ± 0,30 г/см3. На неогороженном участке леса этот показатель повышается до 0,74 ±0,13 г/см3; самой высокой плотностью характеризуется почва на пастбище -0,91 ± 0,25 г/см3.

На участке, подверженном интенсивному выпасу скота, и на деградированном неогороженном участке леса в верхнем слое почвы отмечается сильное ухудшение водопроницаемости: она составляет соответственно 0,57 и 0,85 мм/мин, тогда как на огороженном участке - 2,38 мм/мин.

Вероятность различий основных показателей физических и водно-физических свойств почв показала, что самой низкой величины она достигает при сравнении капиллярной пористости почв на огороженном и неогороженном деградированном участках (IV = 50 %); сравнительно малая разница отмечается также в показателях некапиллярной скважности между почвами участков пастбища и деградированного букняка (IV = 90,5 %). Во всех остальных случаях вероятность различий превышает 98,5 %.

На огороженном участке, охраняемом от выпаса скота, травяной покров отличается большим видовым разнообразием (табл. 4). На неогороженном и огороженном от выпаса участках изменения в напочвенном растительном покрове представляются следующим образом: на неогороженном участке в 1990 г. имелось 5 видов [5], а на огороженном - 19 видов; в 2000 г. (по нашим данным) на неогороженном участке насчитывалось 30 видов, а на огороженном - 57 видов травянистых растений.

Как видно из табл. 4, в неогороженном букняке вследствие рубок, свободного выпаса скота и рекреационных нагрузок живой напочвенный покров представлен небольшим количеством видов. В нем преобладают виды, которые не поедаются скотом, такие, как бодяк, чемерица, белоус, манжетка. В изреженных субальпийских лесах, где имеет место непрерывная пастьба, вышеупомянутые виды распространены повсюду; в результате этого происходит ухудшение пастбищ по видовому составу.

Видовое разнообразие травяного покрова не препятствует возобновлению древесных видов, таких, как бук, ель, пихта. Подрост бука, всходы и самосев встречаются в большом количестве.

Таблица 4

Изменение живого напочвенного покрова на пробных площадях в огороженном и неогороженном букняке с 1990 по 2000 гг.

Обилие растений по шкале Друде

Вид на неогороженном на огороженном

участке участке

1990 г. 2000 г. 1990 г. 2000 г.

1. Achillea millefolium L. - - - Sp

2. Alhemilla languida Bus. Сор2 Cop2 Сор 1 Copl

3. Oxisepala Jus. - Cop2 - Copl

4. Dura Bus. - - - Copl

5. Arumcus vulgaris Raf - - Sp. Copl

6. Campnula latifolia L. - Sp

7. Gadelia lactiflora - - - Copl

8. Calamagrostic arundinacea (L.) Roth. var. Kozo-Poljanskii S. Golitz. - - Sp. Sp.

9. Calamintha menthifolia Host. - Sp. - Sp.

10. Cardamine hirsute L. - - Copl. Sp.

11. Centauria nigrofimbria (C.Koch.) Sosn. - - - Sp.

12. Abbreviata (C. Koch.) Hand-Mazz. Sp - - Sp.

13. Cicerbita prenanthoides (Bieb.) Beauverd. Copl - Copl

14. Cirsium hypoleucum Dc. - Cop2 - Copl

15. C.obvallatum (Bieb) Hand. - - - Sp.

16. Clinopodium vulgare L. - СорЗ - Sp

17. Crocus vallicola Herb. - Sp Сор2 Cop2

18. Delphinium flexuosum Bieb. - Copl Copl. Copl

19. Euphorbia macraceras Fish, et Mey. - Copl - Sp

20. E. oblongifolia C. Koch. - Sp - Sp

21. Epilobium prionophyllum Hausshn. Sp - - Copl

22. E. nervosum Boiss.et Buhse. - Copl Sp Sp

23. Fragaria vesca L. - - Sp

24. Galium palustre L - Copl - Copl

25. Galium cruciata (L) Scop. - Copl - Sp

26. Gentiana cruciata L. - - - Sp

27. Mentha longifolia L. Soc. - - Sp

28. Mycelis muralis (L.) Dumort. - Copl - Sp

29. Nardus glabriculmis Sacalo - Copl - Sol

30. Or his triphylla C. Koch. - - - Sp

31. Paris quandrifolia L. - - Copl Sp

32. P. incompleta Bieb. - Sp Sp. Sp

33. Plant ago major L. - Copl Sp. Sp

34. PI. altissima L. - Copl - Sp

35. Polygonum carneum C. Koch. - Sp - Sp

36. Prunella vulgaris L. - Sp - Copl

37. Pyrethrum pathenifolium W. - - Sp. Sp

38. Rubus caucasicus Foche. - Sp - Sp

39. Rumex alpestris Jacg. arifolius All. - Copl - Sp

40. R. alpinus L. - - - Copl

41. Sanícula europea L. - - Сор. Sp

42. Saxífraga cymbalaria L. - Copl Сор. Sp

43. Sedum stoloniferum S. G. Gmel. - Copl - Sp

44. S. oppositifolium Sims. - Sp - Sp

45. S. pallidum Bieb. - - - Sp

46. Senecio propinguns Schischk. - - - Sp

47. Silene compacta Fisch, ex. Hörnern. - - - Copl

48. Stahys ibérica Bieb. - - Sp. Un

49. Symphytum asperum Lep. - - Сор. Un

50. Tripholium repens L. - Sp Сор. Sp

51. Urtica dioica L. - Sp - Copl

52. U. urens L. Copl Sp - Sp

53. Volteriana alliariifolia Adam. - СорЗ Copl Copl

54. Veratrum lobelianum Berhn. - Cop2 Copl Copl

55. Tus sil ago farfar a L. - Copl Copl

56. Athyrium filix -femina Roth. - - - Copl

57. Cystopteris fragilis (L.) Bernh. - - Sp

Нужно отметить, что бук лучше приспособлен к высокогорному влажному климату и, в отличие от хвойных пород, не выпревает в мощных сугробах снега. На неогороженных участках ранней весной наблюдается обильное возобновление бука, но появившиеся всходы и самосев почти полностью уничтожаются при выпасе скота, и естественное восстановление леса полностью прекращается.

Результаты изучения естественного возобновления леса на огороженном участке показали, что общее количество всходов и подроста достигает 17500 шт./га и оценивается как «удовлетворительное». Дифференциация всходов и подроста по высотным группам показывает, что на высотную группу < 0,5 м приходится 51,5 % от общего количества, на группу 0,5-1,5 м - 30,8 %, а на группу > 1,5 м - 17,7%, что указывает на тенденцию постепенного накопления подроста в таких древостоях и перспективу его перехода в главный полог.

Таким образом, огораживание и охрана лесных участков от рубок, выпаса скота и рекреационных нагрузок на Арсианском хребте за 25-летний период способствует началу процесса лесовозобновления, восстановления основных физических и агрохимических свойств почв и видового состава живого напочвенного покрова. Указанные лесохозяйственные мероприятия вносят важ-

ный вклад в сохранение и восстановление биоразнообразия и ценных природоохранных функций субальпийских буковых экосистем южной Колхиды.

Библиографический список

1. Гигаури, Г.Н. Биоразнообразие лесов Грузии / Г.Н. Гигаури. - Тбилиси, 2000. - 160 с.

2. Гроссгейм, A.A. О новом геоботаническом районировании Кавказа / A.A. Гроссгейм // Ботанический журнал. - Т. 33. - 1948. -№ 6. - С. 619-621.

3. Манвелидзе, З.К. Влияние растительности субальпийского пояса на основные свойства горно-лесолуговых почв / З.К. Манвелидзе, Г.Дж. Леонидзе // Проблемы аграрной науки: сб. науч. тр. Тбилисского аграрного университета. - Т. XXIV. - 2003. - С. 24-28. (на груз. яз.).

4. Махатадзе, Л.Б. Субальпийские леса Кавказа / Л.Б. Махатадзе, Т.Ф. Урушадзе. - М.: Лесная пром-сть, 1972.- 112 с.

5. Папунидзе, В .Р. Биоразнообразие лесов Аджарии и их экологическая роль/В.Р. Папунидзе, З.К. Манвелидзе // Проблемы экологии. - Тбилиси: Изд-во Тбилисского технического университета. - 2000. - С. 110-119.

6. Таварткиладзе, А. Основные почвы Аджарской АССР / А. Таварткиладзе. - Батуми, 1983. - 112 с. (на груз. яз.).

7. Урушадзе, Т.Ф. Биоразнообразие почв Грузии / Т.Ф. Урушадзе, Н.Г. Тарасашвили, Т.Т. Урушадзе // Биологическое и ландшафтное разнообразие Грузии: материалы национальной конференции, май 28-29. - Тбилиси, 2000. - С. 135-150 (на груз. яз.).

8. Хохряков, А.П. Высокогорная флора северной части Арсианского хребта // Известия Батумского ботанического сада АН Грузии. - Т. 30-31 / А.П. Хохряков, 3. Манвелидзе, М.Т. Мазуренко и др. - Тбилиси: «Мецниереба», 1998.-С. 132-163.

ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗОБНОВЛЕНИЕ ТЕМНОХВОЙНЫХ ЛЕСОВ

ЮЖНОГО УРАЛА

А.Н. ДАВЫДЫЧЕВ, науч. сотр. лаб. лесоведения Института биологии Уфимского нучного центра РАН, канд. биол. наук,

А.Ю. КУЛАГИН, проф. зав. лаб. лесоведения Института биологии Уфимского нучного центра РАН, д-р биол. наук,

Ю.П. ГОРИЧЕВ, зам. директора Южно-Уральского государственного природного заповедника

Темнохвойные леса Южного Урала в пределах Республики Башкортостан приурочены к Уфимскому плато и к центральной горной части Южного Урала (территория

Южно-Уральского государственного природного заповедника (ЮУГПЗ). Однако до сих пор темнохвойные леса ЮУГПЗ изучены фрагментарно [2, 3]. Природно-климати-