Пространственно-временная изменчивость типологической структуры лесных фитоценозов Беларуси

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТИПОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ БЕЛАРУСИ

Бурак Ф.Ф.

To investigate disturbed vegetation, we differentiated among physiognomically identical forest cover patches (which often matched survey units) by applying the principles of the dominant classification. We next made a correlation between the complete species lists of primary and secondary phytocenoses in the context of ecofloristic construction and defined which higher-rank associations and syntaxa these belonged to.

Известно, что все растительные сообщества не представляют собой структурные единицы с жестко фиксированной структурой. Последовательный ряд фитоценозов называют сукцессией, а сами фитоценозы - ее стадиями.

Лесным фитоценозам присущи эндогенные (естественные) и экзогенные (антропогенные) сукцессии.

Лесообразовательные процессы, морфологическая структура формирующихся насаждений, внутривидовые и межвидовые отношения древесных пород складываются в зависимости от характера лесовозобновления, его продолжительности и интенсивности. В практическом отношении - с позиций определения путей лесовыращивания, тенденций продукционных процессов - наиболее важен начальный этап формирования производных лесов.

Основными лесообразующими факторами при экзогенных сукцессиях выступают: различные виды рубок, лесные пожары и лесокультурное производство.

Изменения растительного покрова под воздействием антропогенных факторов классифицированы В.И. Парфеновым (В.И. Парфенов, 1979).Он отмечает, что факторы воздействия разделяются на локальные (местные) и региональные (особые естественно -географические регионы и области). Первые, в свою очередь, по времени прохождения отдельных этапов подразделяются на коротко- и долговременные.

Оценка типологического разнообразия растительности производится на уровне сообществ - с помощью различных классификационных построений растительности. Наиболее распространенными классификациями являются доминантная и эколого-флористическая. Целесообразность применения той или иной классификации определяется степенью нарушенности лесного покрова.

Нами предпринята попытка оценить структурное и типологическое разнообразие современной лесной растительности.

По результатам единовременного государственного учета лесов по состоянию на 01.01.2007 г. общая площадь земель лесного фонда Республики Беларусь превысила 9,4 млн. га, что составляет 45,3% территории республики. На

долю покрытых лесом земель приходится 83,7% (их площадь 7,9 млн. га). Лесистость республики составляет 38%.

Нами проведено детальное геоботаническое описание растительности на участках государственного лесного мониторинга на территории лесхозов Витебского и Гомельского ПЛХО. Описание фитоценозов производилось в соответствии с методическими указаниями по изучению типов леса (В.Н. Сукачев, 1931; В.Н. Сукачев, С.В. Зонн, 1961) и методическими разработками лаборатории геоботаники Института экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича НАН Беларуси (И.Д. Юркевич, 1980; И.Д. Юркевич, В.С. Гельтман, Н.Ф. Ловчий, 1968).

В наиболее типичных участках лесных насаждений закладывались типологические пробные площади, размер которых соответствовал площади выявления фитоценоза и, как правило, составлял 0,5 га. На пробных площадях производились сплошной перечет деревьев, учет подроста, подлеска и живого напочвенного покрова.

Данные по перечету деревьев, вычисленные по общепринятым в таксации методам, послужили основой для определения таксационных показателей господствующей и подчиненной части древостоя.

Для каждого вида живого напочвенного покрова вычислялись средняя высота, степень проективного покрытия видом почвы, встречаемость видов и частное проективное покрытие почвы наиболее значимыми индикаторами. По соотношению проективного покрытия и встречаемости по специально разработанной отечественными геоботаниками шкале (И.Д. Юркевич, В.С. Гельтман, Н.Ф. Ловчий, 1968) определяли обилие каждого вида в баллах.

Для изучения нарушенной растительности на основе принципов доминантной классификации выделялись физиономически одинаковые участки лесного покрова (нередко соответствующие выделам в лесной таксации), а затем, на базе сопоставления полных видовых списков коренных и производных фитоценозов с позиций эколого-флористического построения, определяли, к каким ассоциациям или синтаксонам более высокого ранга они относятся.

Анализ формационно-типологической структуры лесов Беларуси показал, что за почти сорокалетний период произошли существенные изменения. Так, в распределении лесного фонда по типам леса имеют место следующие изменения: уменьшение площади лишайникового, верескового, брусничного, сфагнового, багульникового, злакового, а также увеличение в распределении площадей орлякового, кисличного, черничного, снытевого, папоротникового, осоко-во-травяного типов леса. Наибольшим постоянством долевого участия отличаются крапивная, долгомошная, таволговая, приручейно -травяная, осоковая серии типов леса. Для обоснования характера таких динамических сдвигов в составе лесного растительного покрова необходимо продолжить исследования с привлечением архивных материалов по изменению повыдельной базы данных на территории отдельных лесхозов.

Наиболее представленной формацией на территории, охваченной исследованием, оказалась формация сосновых лесов. Видовая насыщенность фитоценозов составляла от 7 до 29 видов. Следует отметить, что наименьшее видовое

участие имеет место в чистых насаждениях искусственного происхождения. С увеличением в составе верхних ярусов количества доминирующих видов число сопутствующих им видов в составе нижних ярусов также возрастает.

Наиболее представленными семействами в растительном покрове исследованных насаждений явились: Poaceae, Cyperaceae, Asteraceae, Fabaceaea, Rosaceae, Caryophyllaceae, Scrophulariaceae, Ericaceae, Lamiaceae и Rubiaceae. Несколько менее представлены следующие семейства: Apiaceae, Ranunculaceae, Polypodiaceae, Juncaceae, Betulaceae, Violaceae, Pyrolaceae, Salicaceae, Liliaceae.

Насаждения сосняков мшистых представлены как монодоминантными сосновыми древостоями с незначительной (до 10%) примесью березы бородавчатой, реже - осины, так и более значительным участием березы в составе древостоя, последнее обстоятельство зависит от условий формирования фитоценоза.

Сосняк мшистый представлен овсяницево -мшистой, чернично -мшистой и вейниково-мшистой, и орляково-мшистой ассоциациями, а также бруснично-мшистой и бруснично-чернично-мшистой ассоциациями. Древесный ярус сосняка мшистого состоит из 8-9 единиц сосны и 1-2 единиц березы по запасу с незначительной примесью других пород (менее единицы). Продуктивность древостоя характеризуется I-II классами бонитета.

Подлесочный ярус в сосняке мшистом развит слабо. Он состоит из обычных лесных видов - крушины ломкой, рябины, лещины.

Основной фон напочвенного покрова образуют бореальные мезофитные олиготрофные зеленые мхи, из которых во всех ассоциациях преобладают Pleurozium Schreberi, Dicranum undulatum, Dicranum scoparium. Наряду с зелеными мхами в сосняке мшистом произрастают Festuca ovina, Calamagrostis epigeios, Vaccinium myrtillus, Luzula pilosa, Pteridium aqulinum, Melampyrum pratense, Vaccinium vitis-idaea, Solidago virga aurea, Convallaria majalis, Melica nutans, Trientalis europaea.

Необходимо отметить значительное участие в составе напочвенного покрова лесных злаков (и соответствующих им ассоциаций) в подзоне широколиственно-сосновых лесов, на территории которой находятся лесхозы Гомельского ПЛХО, что объясняется некоторой деградацией мохового покрова на юге республике, т.к. мхи здесь находятся в экстремальных условиях существования, а их место занимают устойчивые к данным климатическим факторам злаковые виды.

Для оценки характера доминирования видов в сообществе рассчитывали индекс Симпсона. Этот индекс представляет собой показатель степени доминирования одного или нескольких видов в фитоценозе, поскольку наибольшее влияние на его величину оказывают те виды, которые имеют наибольшее относительное покрытие. Для анализа были отобраны пробные площади, видовой состав живого напочвенного покрова которых отличается одинаковым количеством видов (20-22). В качестве основания для расчета использован показатель общего проективного покрытия видом почвы. Значения индекса Симпсона для различных ассоциаций сосняка мшистого приведены в таблице.

Таблица - Значения индекса Симпсона для исследованных фитоценозов

Ассоциация Овсяницево-мшистая Чернично-мшистая Вейниково-мшистая Орляково-мшистая

Индекс Симпсона 0,311 0,275 0,323 0,280

Из таблицы видно, что при заданном числе видов значения индекса максимальны для овсяницево -мшистой и вейниково -мшистой ассоциаций. Это свидетельствует о том, что в указанных ассоциациях имеет место доминирование только одного-двух видов, а участие всех остальных видов близко к нулю. Вероятно, упорядочение в структуру вышеназванных ассоциаций вносят злаковые виды: Calamagrostis epigeios (L.) Roth. и Festuca ovina L., являющиеся распространенными злаками и частыми кондоминатами в сосновых лесах, особенно в южных регионах республики. Характеризуя биологические особенности этих видов, следует отметить, что Calamagrostis epigeios (L.) Roth. образует мочковатую корневую систему в верхнем горизонте почвы, позволяющую ему успешно конкурировать с другими видами и занимать господствующее положение в пространственной структуре напочвенного покрова. Характерной особенностью Festuca ovina L., позволяющей этому виду доминировать в составе покрова, является способность образовывать густые дерновинки. Пространственная структура чернично-мшистой и орляково-мшистой ассоциаций сосняка мшистого отличается менее значительной степенью доминирования видов-эдификаторов покрова, о чем косвенно свидетельствует меньшие числовые значения индекса Симпсона, а также наличие в видовых списках вышеназванных фитоценозах нескольких видов-соэдификаторов напочвенного покрова.

Возрастание видовой насыщенности лесных фитоценозов происходит также под воздействием антропогенных факторов. Так, после проведения рубок промежуточного пользования происходит внедрение в состав растительного покрова целого ряда светолюбивых видов (Deschampsia caespitosa (L.) P.B., Hypericum perforatum L., Poa trivialis L., Poa pratensis L., Briza media L., Achillea millefolium L. и др.).

Таким образом, сукцессионные изменения в формационной структуре лесных фитоценозов связаны как с изменением природно -климатических факторов, так и с антропогенным влиянием (в том числе с лесохозяйственной деятельностью). Для выяснения причин современного состояния структуры лесных фитоценозов и направлений динамических сдвигов с целью оптимизации породного состава насаждений необходимо продолжить детальные геоботанические исследования с привлечением архивных материалов. Полученные материалы послужат научно -методической основой в планировании распределения площади земель лесохозяйственных предприятий при проектировании мероприятий по лесовосстановлению, рекультивации земель и т.п. Изучение формирования антропогенных лесов, сукцессионных типов леса как единого динамического процесса позволит осуществить мониторинг за ходом воспроизводства лесных ресурсов, планирование организации и ведения лесного хозяйства, а также лесопользования в целом.