Биологическое разнообразие и биотическая интеграция в дубравах Среднерусской лесостепи

5. осуществление обязательного регулирования водохозяйственной деятельности во всем бассейне дельты р. Волги;

6. охрана природных вод от загрязнения по всему течению р. Волги;

7. предупреждение лесных пожаров, их обнаружение, ограничение распространения и тушение;

8. реализация мер по охране и рациональному использованию растений рекреационных зон, имеющих лекарственное, пищевое, техническое и другое ценное для человека значение.

Библиографический список

1. География Астраханского края: учеб. пособие /А.Н. Бармин, Э.И. Бесчетнова, Л.М. Вознесенская [и др.]. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2007. - 259 с. 2. Golub V.B., Mirkin B.M. Grasslands of the Lover Volga Valley // Folia geobotanica et Phytotaxonomica. - 1986, V.4. - P. 337-395. 3. Горбачевская, Н.Л., Линник В.Г. Методика экспериментального определения устойчивости травяного и напочвенного покрова к вытаптыванию //Влияние массового туризма на биоценозы леса. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. - С. 13-17. 4. Коблова М.Н., Асоскова М.Н., Дорохова А.И. Влияние вытаптывания на растительные и почвенные компоненты луговых ценозов //В сб.: Антропогенные воздействия на природные комплексы и экосистемы /Под ред. проф. Б.С. Кубанцева. - Волгоград: 1976. - 128 с. 5. Пилипенко В.Н., Сальников А.Л. Современное состояние и прогнозирование динамики фитоценозов буферных зон дельты р. Волги //II Всероссийская научная конференция «Эколого-биологические проблемы Волжского региона и Северного Прикаспия». - Астрахань: Изд-во АГПУ, 1999. - С. 132-134. 6. Пилипенко В.Н., Сальников А.Л., Перевалов С.Н. Современная флора дельты Волги: монография. - Астрахань: Изд-во Астраханского гос. пед. ун-та, 2002. - 138 с. 7. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник. - М.: Мысль, 1990. - 627 с.

УДК 630.162:502.55

БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И БИОТИЧЕСКАЯ ИНТЕГРАЦИЯ В ДУБРАВАХ СРЕДНЕРУССКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

© 2009. Реуцкая В. И., Арефьев Ю. Ф.

Воронежский государственный технический университет

В статье рассмотрены проблемы биотической интеграции в дубравах Среднерусской лесостепи. Исследовалась зависимость жизненности дубовых насаждений от их композиционного разнообразия.

In this article there are givin the problems of biotic integration in the oak-wood of partially wooded steppe destrikts. There was studying the vitality dependens of oaks from their composition diversity/

Ключевые слова: интеграция, биологическое многообразие, жизнеспособность, дубрава, лесостепь.

Рассматриваемая территория принадлежит к подзоне широколиственных лесов. Рассматриваемая провинция отличается более суровыми, по сравнению с соседними, условиями климата и сравнительно ярко выраженной континентальностью. Кроме того, на климатические черты провинции заметный отпечаток накладывает характер рельефа — его территория представляет собой возвышенность, сильно расчлененную оврагами, балками и глубокими речными долинами.

Лесами Средне-Русская возвышенность значительно богаче примыкающих к ней Приднепровской и Окско-Донской низменностей. Bся северо-западная часть возвышенности была покрыта дубравами. В настоящее время лесистость ее очень небольшая. Все дубравы много-

ярусные. Первый ярус - самый высокий, представлен дубом, ясенем, реже липой. Во втором ярусе растут клен остролистый, липа, ясень, береза, осина, вяз. Третий ярус в основном состоит из низкорослых деревьев - яблони, груши, черемухи, клена татарского. Кустарниковый подлесок состоит из лещины, бересклетов европейского и бородавчатого, крушины, а южнее - жимолости, терна и вишни степной. Травяной покров тоже образует несколько ярусов. Состоит он в основном из дубравного широкотравья: сныти, купены, медуницы и типичных стелющихся видов - вербейника монетчатого, копытеня европейского, будры плющевидной. Из эфемеров и эфемероидов следует отметить пролеску сибирскую, хохлатки Галлера и Маршала, ветреницу лютиковую.

В центральной лесостепи, выделено 8 типов леса: дубравы мятликово-осоковые (В0), дубравы злаково-мелкотравные (Б^, дубравы ясенево-липово-снытевые (Б2), дубравы липово-осоковые (Б3), дубравы вязово-крапивные (В4), дубравы свежесуборевые (В2) и дубравы сосно-во-липовые (С2). Очень сухие мятликово-осоковые и сухие злаково-мелкотравные дубравы распространены в основном на юге зоны. Наиболее широко представлены типы лесораститель-ных условий - свежие дубравы (Б2). Наибольшей продуктивностью характеризуются свежие ясенево-липовые снытевые дубравы и свежие кленово-липовые снытевые. Продуктивность влажных липово-осоковых дубрав варьирует от 1 до 3 класса бонитета в зависимости от размещения насаждений в той или иной части зоны и привязки к определенному рельефу. В северной части зоны, где в весенний период почвы перувлажнены, дуб соответствует 3 классу бонитета, а в южных пониженных местоположениях, иногда с намытыми почвами - 1 классу.

Противоречивым представляется тот факт, что дубравы Среднерусской лесостепи, для которых характерен относительно высокий уровень биологического разнообразия, подвержены интенсивным инфекционным заболеваниям, среди которых наиболее вредоносны мучнистая роса, осенний опёнок, ложный трутовик, а также дефолиации, вызываемые зелёной дубовой листовёрткой, пяденицами, непарным шелкопрядом. Дубравы не реализуют своего потенциально возможного прироста, преждевременно отмирают, не оставляя достаточно жизнеспособного потомства.

Цель наших исследований заключалась в том, чтобы получить квалифицированную информацию о патогенезе дубрав и через биотическую интеграцию повысить жизнеспособность дубрав.

Объекты и методика исследований. Исследования проводились в свежих дубравах дуба Усманского бора, Шипова леса и Цнинского лесного массива в период с 2001 по 2006 гг.

Места учёта определялись на основе координатной сетки. Закладывались круговые пробные площади (КПП) двух порядков: радиус КПП 1-го порядка (Я) = 17,84 м, ограничивающий площадь (5) = 1000 м2. Радиус КПП 2-го порядка (г) = 1,78 м, ограничивающий площадь (8) = 10 м2. КПП 1-го порядка разделялись на четыре равных (по 250 м2), ориентированных по сторонам света, сектора, в пределах которых закладывались КПП 2-го порядка. Методика круговых пробных площадей экономична и позволяет выдерживать статистический подход.

В пределах каждого сектора определялись параметры 4-х соседних деревьев (всего для каждой КПП - 16 деревьев), что позволяло расчёты вести по методике, принятой для квадрог-рупп [1].

Для оценки степени жизнеспособности деревьев применялась 5-ти балльная шкала: 4 -здоровые деревья (без признаков повреждений или угнетения), 3 - ослабленные (крона слабо ажурная, ствол без признаков повреждений), 2 - больные (крона значительно ажурная, на стволе могут быть некрозные пятна или раковые язвы), 1 - отмирающие (в кроне остались лишь отдельные живые элементы), 0 - отмершие деревья (признаков жизни нет).

Результаты исследований. Исследовалась зависимость жизнеспособности дубовых насаждений от их композиционного разнообразия.

По Усманскому бору данные, полученные по двум варинтам (1-й вариант - низкий уровень жизнеспособности древостоя, 2-й вариант - высокий уровень жизнеспособности древостоя), представлены в таблицах 1-5.

Таблица 1

Композиционное разнообразие (СО) фитоценоза в контрастных по среднегодовой жизнеспособности (Уап) дубовых насаждениях

VV an CD по ярусам фитоценоза, бит Общий уровень CD, бит

древостой подрост подлесок напочв. покров

11-й вариант 22,98± 0,1 1,5170 1,7732 2,0220 2,8415 8,15±0,1

22-й вариант 33,82± 0,1* 1,7220 0,9710 3,4964 2,6465 8,54± 0,2**

Примечание * различия между вариантами по V достоверны на 5 %-ном уровне значимости, ** различия между вариантами по CD статистически не существенны

Как следует из таблицы 1, значения общего уровня композиционного разнообразия в контрастных по среднегодовому баллу вариантах жизнеспособности дубовых насаждениях примерно равны (различия статистически не существенны), т. е. в данном случае в более высоком уровне жизнеспособности ответствен не общий уровень биоразнообразия. Объяснение этого феномена приводится в расшифровке состава источников композиционного разнообразия фитоценоза (таблицы 2-5).

Таблица 2

Источники разнообразия древостоя, бит

Состав древостоя Доля в составе -p • log2p

1-й вариант

Дуб черешчатый, ранняя раса 0,70 0,3602

Клён остролистный 0,20 0,4644

Ясень обыкновенный 0,10 0,3322

I 1,00 1,5170

2-й вариант

Дуб черешчатый, поздняя раса 0,40 0,5288

Дуб черешчатый, ранняя раса 0,40 0,5288

Клён остролистный 0,10 0,3322

Ясень обыкновенный 0,10 0,3322

7 1,00 1,7220

По разнообразию древостоя второй вариант насаждений превышает первый на 0,2050 бит. Основное различие в составе определяется присутствием поздней расы дуба черешчатого во втором варианте по сравнению с первым, что значительно повлияло на соотношение составляющих компонентов.

Таблица 3

Источники разнообразия подроста, бит

Фоновый состав подлеска Доля в составе -p • log2p

1-й вариант

Клён остролистный 0,60 0,4222

Ясень обыкновенный 0,20 0,4644

Осина 0,20 0,4644

I 1,00 1,7732

2-й вариант

Клён остролистный 0,60 0,4422

Ясень обыкновенный 0,40 0,5288

I 1,00 0,9710

По разнообразию подроста первый вариант превышает второй на 0,8022 бит. Основное различие определяется присутствием осины в первом варианте по сравнению со вторым.

Биоценотическая роль осины специально нами не изучалась. Естественно предположить, что она может быть как прямой, так и косвенной, например способствующей развитию некоторых антагонистов.

Таблица 4

Источники разнообразия подлеска, бит

Фоновый состав подлеска Доля в составе -p • log2p

1-й вариант

Лещина обыкновенная 0,40 0,4288

Клён татарский 0,20 0,4644

Клён полевой 0,20 0,4644

Бузина красная 0,10 0,3322

Рябина обыкновенная 0,10 0,3322

7 1,00 2,0220

2-й вариант

Лещина обыкновенная 0,30 0,3211

Клён татарский 0,20 0,4644

Бересклет бородавчатый 0,20 0,4644

Клён полевой 0,10 0,3322

Боярышник 0,10 0,3322

Бузина красная 0,10 0,3322

7 1,00 3,4964

По разнообразию фонового состава подлеска второй вариант превышает первый на 1,4744 бит. Основное различие определяется присутствием во втором варианте бересклета бо-родавчвтого и боярышника, а также более равномерным распределением других компонентов.

Таблица 5

Источники разнообразия напочвенного покрова, бит

Фоновый состав напочвенного покрова Доля -p • log2p

1-й вариант

Вейник наземный 0,25 0,5000

Вереск обыкновенный 0,20 0,4644

Вероника дубравная 0,10 0,3322

Осока волосистая 0,10 0,3322

Звездочка ланцетовидная 0,10 0,3322

Продолжение таблицы 5

Сочевичник осенний 0,10 0,3322

Фиалка трехцветная 0,10 0,3322

Звездочка ланцетовидная 0,05 0,2161

I 1,00 2,8415

2-й вариант

Медуница неясная 0,30 0,5211

Сныть обыкновенная 0,20 0,4644

Фиалка трехцветная 0,10 0,3322

Купена лекарственная 0,10 0,3322

Звездочка ланцетовидная 0,10 0,3322

Мох Вгуит саеэрШаит 0,10 0,3322

Мох Седовой ригригвиэ 0,10 0,3322

7 1,00 2,6465

По разнообразию фонового состава напочвенного покрова первый вариант превышает второй на 1,1950 бит. Основное различие определяется присутствием во втором варианте двух видов мхов, поселяющихся в местах нарушенного почвенного покрова. В первом варианте доминируют нехарактерные для дубрав вейник и вереск.

Как показали таблицы 2 - 5, снижение жизнеспособности дубовых насаждений происходило вследствие обеднения типичных дубравных элементов, обеспечивающих экосистемную интеграцию, и замещения их не характерными для дубрав видами растений. Исследования в насаждениях дуба черешчатого, скального и красного в предгорьях Северного Кавказа привели к аналогичным выводам.

Таким образом, биоразнообразие является необходимым, но недостаточным условием устойчивого развития дубовых насаждений. Необходима интеграция компонентов лесной экосистемы, формирующая гомеостаз насаждений. Для активизации интеграционных процессов в дубравах необходимо целенаправленное формирование состава насаждений.

Мировой опыт показывает, что существенные результаты в лесоводстве достигались в результате выполнения целевых научно-производственных программ, например программы повышения устойчивости сосны веймутовой к пузырчатой ржавчине [2], программы генетического улучшения лесов России [3], лесопатологического мониторинга [4].

Библиографический список

1. Арефьев, Ю. Ф. Биоразнообразие как основа устойчивого развития лесных экосистем [Текст] / Ю. Ф. Арефьев, А. А. Семиколенов // Лесн. хоз-во. 2003, № 4 - С. 29 - 31. 2. Stephan, B. R. The IUFRO experiment on resistance of white pines to blister rust (Cronartium ribicola) in northern Germany [Text] / B. R. Stephan // Forest plants and forest protection / Proc. 18-th IUFRO World Congress. Div. 2. Ljubljana, 1986, N 1. - P. 80 - 89. 3. Ирошников, А. И. О программе генетического улучшения лесов России [Te^^ / А. И. Ирошников // Генетика и селекция - на службе лесу : сб. научн. тр. / - Воронеж, 1996. -С. 9-10. 4. Арефьев, Ю. Ф. Общеевропейский мониторинг лесных экосистем в Центральном Черноземье ^кст] / Ю. Ф. Арефьев, Н. Н. Харченко // Лесные проблемы Центрального Черноземья и Северного Кавказа. Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2000. - С. 5 - 6. 5. Бродский А.К. Введение в проблемы биоразнообразия. Иллюстрированный справочник/ А.К. Бродский. - Санкт-Петербург: Издательство ДЕАН, 2002. - 144 с.