Эколого-фитоценотические особенности экотонных зон в ельниках черничных Архангельской области

Н.В. Бурова

ЭКОЛОГО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКОТОННЫХ ЗОН В ЕЛЬНИКАХ ЧЕРНИЧНЫХ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

В статье приведены результаты исследования экотонных сообществ в лесо-луговой зоне ельников черничных. Выявлены особенности изменения освещенности, температуры почвы, состава и структуры экотонных комплексов на границе леса и луга.

Ключевые слова: экотон, опушечный эффект, экологические факторы, ельники черничные.

N.V. Burova ECOLOGICAL AND PHYTOCENOTIC PECULIARITIES OF THE ECOTONE ZONES IN THE ARKHANGELSK REGION BILBERRY FIR GROVES

The research results of the ecotone communities in the bilberry fir grove forest-meadow zone are given in the article. The peculiarities of change of light exposure, soil temperature, ecotone complex composition and structure on the forest and meadow border are revealed.

Key words: ecotone, edge effect, ecological factors, bilberry fir groves.

В настоящее время активно развивается концепция экотонов [1]. Экотон представляет собой переходную зону между двумя соседними экосистемами [2, 3]. Экотонное сообщество будет значительно отличаться по условиям среды и видовому составу от обоих граничащих сообществ.

Зона контакта, или зона «напряжения», двух фитоценозов может иметь значительную линейную протяженность [4]. Сообщества экотона содержат обычно многие виды из контактируемых сообществ и, кроме того, виды, характерные только для экотона. Часто число видов и плотность популяций некоторых из них в экотоне выше, чем в соседних сообществах. Краевые воздействия (эффекты) примыкающих друг к другу сообществ известны под названием краевого (экотонного, опушечного, пограничного) эффекта [4-8]. Специфичными в эколого-ценотическом отношении природными объектами являются лесо-луговые экотонные комплексы.

Цель и задачи исследования. Цель: изучение экологических и фитоценотических особенностей ле-со-луговых экотонных комплексов в условиях таежной зоны.

Задачи:

1) исследовать особенности изменения освещенности и температуры почвы в экотонной зоне;

2) проанализировать состояние живого напочвенного покрова на границе леса и луга;

3) выявить видовой состав лесо-луговых экотонных комплексов.

Методы исследования. Для выявления экологических и фитоценотических особенностей в экотонной зоне ельников черничных в условиях северной подзоны тайги Архангельской области перпендикулярно опушке леса закладывались трансекты по направлению от лесного сообщества к луговому, состоящие из 15 учетных площадок 2x2 м, удаленных друг от друга на 3 м. Одна учетная площадка находилась непосредственно на границе лес (опушка), 10 учетных площадок в лесу и 4 учетные площадки на лугу. Для уточнения видового состава и экологических условий было заложено 5 трансект, включающих 75 учетных площадок.

На каждой учетной площадке одновременно выполнялись замеры освещенности у поверхности почвы люксметром в 10-кратной повторности и температуры почвы термометром метеорологическим стеклянным ТМ10 на глубине 5 см.

УДК 630*182.23

На каждой учетной площадке глазомерно определялись общее проективное покрытие травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов, видовой состав живого напочвенного покрова. Для каждого вида отмечали проективное покрытие и обилие по шкале О. Друде.

Результаты исследования. Для исследованных экотонных участков на границе ельника черничного и суходольного луга выявлены различия некоторых экологических факторов. В направлении луг - лес четко прослеживается тенденция уменьшения освещенности. Максимальное количество света (9841,3 лк) получает учетная площадка, расположенная на лугу на расстоянии 20 м от стенки леса. В направлении леса освещенность снижается от 9841,3 до 3167,0 лк на границе леса и луга, т.е. в пять раз. Условия освещения в лесу относительно равномерны и не превышают 2000 лк (рис. 1).

10000 9000 й 8000

7000 н 6000

о 5000

@ 4000

й 3000

8 2000

8 1000

о 0

20 15 10 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Луг Лес

Расстояние от опушки, м Рис. 1. Освещенность в лесо-луговой экотонной зоне

Температура почвы также снижается в направлении от луга (11,2°С) к лесу (10,3°С). На лесных участках температура почвы несколько ниже 10°С (рис. 2). Исключение составляет лишь участок на расстоянии 15 м от стенки леса, на котором отмечается некоторое повышение температуры почвы (10,3°С), что может быть связано с наличием «окна» в пологе древостоя и более сильным прогревом почвы.

11,5

11

О

О

й0-5

Із §, 10

С

2

Н 9,5

20 15 10 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Лес Расстояние от опушки, м Луг

9

Рис. 2. Температура почвы в лесо-луговой экотонной зоне

Выявлена зависимость температуры почвы от количества света, поступающего на данную территорию

составил 0,946, корреляционное отношение (п) - 0,954, так как разность квадратов п и г не превышает 0,1, то связь имеет прямолинейную форму.

В лесу при сходных условиях освещенности температура почвы также близка по своим значениям (9,8—10,3°С). На опушке освещенность увеличивается и вместе с ней повышается и температура почвы. На площадках, заложенных на лугу, освещенность резко возрастает, почвы прогреваются до 10,5—11,2°С. Максимальная температура почвы зафиксирована на расстоянии 20 м от стенки леса (11,2°С).

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Освещенность, лк

Рис. 3. Зависимость температуры почвы от освещенности в лесо-луговой экотонной зоне

Эти факторы оказывают огромное влияние на структуру фитоценозов и способствуют образованию совершенно разных флористических сообществ на открытой местности и в лесу. Общее проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса на лугу составило 96—99%. По мере приближения к стенке леса этот показатель уменьшается, вероятно, в связи с понижением уровня освещенности (рис. 4). При этом в составе напочвенного покрова появляется мохово-лишайниковый ярус. На опушке общее проективное покрытие тра-вяно-кустарничкового яруса соответствует 78%. На лесных участках проективное покрытие данного яруса колеблется от 67 до 47%. При этом диапазон колебаний анализируемого показателя в лесу значительно выше (20%), чем на лугу (3%), что может быть связано с большей мозаичностью экологических условий и влиянием эдификатора на лесных участках.

100 н

« 80 и $60

о

с § 40 к

«

^ 20 и

О

л 0 С 0

20 15 10 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Луг ^ Лес

Расстояние от опушки, м Рис. 4. Общее проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса в лесо-луговой экотонной зоне

Травяно-кустарничковый ярус лесо-лугового экотонного комплекса ельников черничных представлен 33 видами. Для опушек характерен краевой, или экотонный эффект, заключающийся в повышении видового разнообразия в зоне перехода одного сообщества в другое. Однако самое высокое видовое богатство отмечено на лугу, а по мере приближении к стенке леса количество видов уменьшается. Следовательно, в опушечных комплексах ельников черничных экотонный эффект выражен слабо, что соответствует данным других исследований [8]. Это может быть обусловлено особенностями эколого-ценотических условий темнохвойных сообществ, в которых хорошо выражена роль эдификатора.

В зависимости от их приуроченности к условиям местообитания в опушечной зон все виды можно разделить на несколько групп:

• растения, встречающиеся только на лугу, манжетка (Alchemilla sp.), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium), вероника дубравная (Veronica chamaedrys), вероника лекарственная (V. officinalis), горошек мышиный (Vicia cracca), горошек заборный (V. sepium), колосок душистый обыкновенный (Anthoxanthum odoratum), дудник лесной (Angelica sylvestris), погремок узколистный (Rhinanthus angustifolium), тимофеевка луговая (Phleum pratense), клевер луговой (Trifolium pratense), василисник простой (Thalictrum simplex)]

• растения, встречающиеся только в лесу, золотарник обыкновенный (Solidago virgaurea), щитовник игольчатый (Dryopteris carthusiana), линнея северная (Linnaea borealis), плаун годичный (Lycopodium annotinum)]

• растения, встречающиеся только на опушке: вьюнок полевой (Convolvulus arvensis)]

• растения, встречающиеся на опушке и в лесу, брусника (Vaccinium vitis-idaea), седмичник европейский (Trientalis europaea), майник двулистный (Maianthemum bifolium), земляника лесная (Fragaria vesca), грушанка круглолистная (Pyrola rotundifolia), хвощ лесной (Equisetum sylvaticum), кислица обыкновенная ('Oxalis acetosella)]

• растения, встречающиеся на опушке и на лугу: герань лесная (Geranium sylvaticum), подмаренник северный (Galium boreale), щучка дернистая (Deschampsia cespitosa), пырей ползучий (Elytrigia repens)]

• растения, встречающиеся и в лесу, и на лугу, бодяк разнолистный (Cirsium heterophyllum), хвощ луговой (Equisetum pratense), осока (Carex sp.), таволга вязолистная (Filipendula ulmaria), черноголовка обыкновенная (Prunella vulgaris).

Для некоторых видов растений отмечено увеличение проективного покрытия на опушке, например, брусника, осока.

Исходя из полученных данных, можно судить о гетерогенности видового состава и наличии краевого эффекта в опушечной зоне ельников черничных. Опушка леса содержит виды растений из обоих контакти-руемых сообществ, а также виды, свойственные только ей.

Выводы

Показатели освещенности и температуры почвы в лесо-луговой экотонной зоне зависят от расстояния от границы лес - луг.

Экотонные комплексы на границе леса и луга являются специфичным типом экосистем со своеобразным составом и структурой, что связано с достаточно резкой сменой экологических факторов на относительно небольшом по протяженности участке растительного покрова.

Лесо-луговой экотонный комплекс характеризуется неоднородной структурой и выраженным разделением его эколого-ценотического пространства на отдельные составляющие - лесную, опушечную и луговую компоненты.

Структурная и флористическая гетерогенность лесо-луговых экотонных комплексов обусловлена разнообразием местообитаний, связанных с выраженной сменой действия экологических факторов на сравнительно небольшом по протяженности участке.

Литература

1. Сырова В.В. Эколого-ценотическая структура напочвенного покрова лесо-луговых экотонных комплексов в условиях Нижегородского Поволжья. автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Нижний Новгород,

2007. - 24 с.

2. Миркин Б.М., Розенберг Г.С. Толковый словарь современной фитоценологии. - М., Наука, 1983. - 184 с.

3. Кучерова С.В., Миркин Б.М. О методах описания опушечных экотонов // Экология. — 2001. — №5. — С.339—340.

4. ОдумЮ. Основы экологии. — М.: Мир, 1975. — 744 с.

5. Рифлекс Р. Основы общей экологии. — М.: Мир, 1979. — 424 с.

6. Радкевич В.А. Экология. — М.: Высш. шк., 1998. — 159 с.

7. Тарханов В.М. Опушечный эффект в равнинных лесных экосистемах юга Российского Дальнего Вос-

тока: автореф. дис. ... канд. биол. наук. — Владивосток, 1998. — 26 с.

8. Сырова В.В. Экотонный эффект лесных опушек в различных природных комплексах Нижегородской области // Вопросы общей ботаники: традиции и перспективы. — Казань, 2006. — С.260—261.

---------♦'-----------

УДК 581.9 (1-924.85) С.В. Рябовол, Е.М. Антипова

ПОЯСНО-ЗОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ УРБАНОФЛОРЫ г. КРАСНОЯРСКА (СРЕДНЯЯ СИБИРЬ, КРАСНОЯРСКАЯ ЛЕСОСТЕПЬ)*

Представлены результаты изучения роли различных поясно-зональных элементов, участвующих в сложении флоры г. Красноярска. По ведущим эколого-географическим группам выявляется лесостепной характер урбанофлоры г. Красноярска, что соответствует зонально-климатическим условиям.

Ключевые слова: лесостепные экосистемы, урбанофлора, поясно-зональная структура, г. Красноярск, Красноярская лесостепь, Средняя Сибирь.

S.V. Ryabovol, E.M. Antipova

THE KRASNOYARSK CITY URBANFLORA AREAL ELEMENTS

The research results of different zone and areal elements which make the Krasnoyarsk city flora are given. The forest-steppe character of the Krasnoyarsk city urbanflora is revealed according to the ecological and geographical groups and that corresponds to zone and climatic conditions.

Key words: forest-steppe ecosystems, urbanflora, zone and areal structure, Krasnoyarsk city, Krasnoyarsk forest-steppe, Central Siberia.

Введение. В связи с тяжелой экономической ситуацией в последнее десятилетие особенно актуально стало изучение флоры городов, не требующее больших финансовых затрат. Кроме того, городская флора отражает наиболее концентрированную форму воздействия человека на природные ландшафты.

Цель данной статьи — отразить результаты изучения роли различных поясно-зональных элементов, участвующих в сложении урбанофлоры, поскольку это позволяет оценить флору с позиций соответствия ее состава современным климатическим и орографическим условиям.

Город Красноярск (56° 04' с.ш. и 92° 45' в.д.) — административный центр Красноярского края, расположен на южной окраине Красноярской лесостепи, раскинувшись на восьми надпойменных террасах р. Енисей по обоим берегам в среднем течении. В геологическом строении территории принимают участие докембрий-ские, палеозойские, мезозойские и кайнозойские образования.

Климат города резко континентальный, низкой степени суровости с холодной продолжительной зимой, коротким жарким летом, быстрой сменой сезонов года и значительными амплитудами температур. Средняя температура января — минус 17,4°С, июля — плюс 19,1°С, средняя годовая температура — плюс 0,9°С. Годовое количество осадков (349 мм) довольно резко распределяется между основными сезонами: осадки теплого периода составляют 198 мм, холодного — 151 мм. Кроме естественных процессов, большое влияние на

* Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 11-04-98100 р-сибирь-а.