CC BY
169
УДК 630*232.325.2 (470.12)
БАБИЧ Николай Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры ландшафтной архитектуры и искусственных лесов Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова Автор более 200 научных публикаций,в т. ч. 45 книг
УШАКОВА Светлана Николаевна, аспирант кафедры ландшафтной архитектуры и искусственных лесов Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор трех научных публикаций
АКТИВНОСТЬ ВИДОВ СЕГЕТАЛЬНОЙ ФЛОРЫ ПИТОМНИКОВ ЮЖНОТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЫ
ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье раскрыт вопрос о выражении фитоценотической активности видов на основе количественных признаков. Приведена биоэкологическая характеристика сегетальной флоры питомников. Дана оценка активности видов в сложении сорных ценозов питомников. Данные об активности видов локальной флоры как отражение ее ценотической структуры открывают перспективы более глубокого ее познания.
Ключевые слова: активность видов, сегетальные растения, лесные питомники.
Введение. Актуальность изучения активности видов в лесных питомниках связана с необходимостью разработки эффективных способов контроля, основанных на знании биологических особенностей видов и их взаимодействий в сорных сообществах. Величина активности определяется ценотической ролью, местом, которое вид занимает среди других в результате сложившихся связей в ценозах. Согласно Б.А. Юр-цеву, активность вида можно рассматривать как меру его преуспевания в данных ландшафтноклиматических условиях [1].
В литературе неоднократно выдвигался вопрос о необходимости выражения фитоценоти-ческой значимости вида в растительном сообществе на основе количественных показателей.
Исследователи предлагали различные подходы к определению степени активности. Для стационарных исследований предложены индексы DFD (Curtis, 1974) и IVI (Curtis a. McIntosh, 1951), представляющие собой сумму показателей численности, доминантности и встречаемости в процентах от суммарных для площади [2]. Т. Э.-А. Фрей использовал индекс FCW, включающий оценку постоянства, встречаемости и веса наземных частей растений на площадке [2]. Б.А. Юрцев определял степень активности, исходя из показателей экологической амплитуды вида, степени постоянства присутствия и общего уровня численности вида в экотопе [1]. По Я.П. Дидуху, активность вида отражается в трех главных фитоценоти-
© Бабич Н.А., Ушакова С.Н., 2012
ческих компонентах: широте эколого-ценоти-ческой амплитуды вида, степени постоянства и степени покрытия вида в сообществах [3]. Л.И. Малышев оценивал активность видов (А) как интегральное выражение встречаемости (F) и обилия (D) [4]. А.Е. Катенин в своих исследованиях использовал также два показателя -встречаемость и обилие, при этом активность определял путем суммирования произведений значений проективного покрытия вида на число описаний, в которых он встречен [5]. Развивая эти представления, Н.Г Ильминских предложил для оценки активности вида перемножить и суммировать значения встречаемости и балл проективного покрытия [6]. Исследователями выделяются дополнительные аспекты фи-тоценотической значимости, которые могут оказаться существенными при установлении количественных показателей активности вида. По мнению Фрея [2], такими являются: активность продуцирования и сила влияния корневых выделений и фитонцидов, баланс освоения солнечной радиации, Юрцев [1] для отдельного рассмотрения предлагал выделять жизненность вида, фенотипический и генотипический состав популяций, Дидух [3] считал необходимым использовать знания об активности видов в контексте изучения сукцессий растительного покрова.
Материалы и методика. Для изучения активности видов сегетальной флоры проводили исследования в лесных питомниках южнотаежной зоны Вологодской области: Кадниковском -на базе Вологодского селекционно-семеноводческого центра (Сокольский район), Тотемском (Тотемский район), Устюженском (Устюжен-ский район) и Шухтовском (Череповецкий район). В каждом питомнике обследовали продуцирующую (посевное, школьное отделения) и вспомогательную площади.
Изучение видового состава сорной растительности проводили согласно общепринятой методике геоботанического исследования [7]. В каждом отделении питомника закладывали геоботанические площадки размером 10 х 10 м, учитывая все встреченные виды, при этом оби-
лие выявляли визуально по шкале О. Друде с дополнениями А.П. Шенникова [8]. Латинские названия видов, родов, семейств приведены по С.К. Черепанову [9].
Адаптированная методика изучения активности видов флоры питомников позволила использовать сочетание двух показателей: встречаемость и обилие [4]. Дальнейшие исследования дадут возможность применить показатель постоянства для более полного изучения активности видов.
Количественно активность видов (A) вычислили по формуле на основе показателей встречаемости (F) и обилия (D), предложенной Л.И. Малышевым и Ю.Н. Петроченко в 1973 [4]:
a = 4FxD.
По встречаемости все виды питомника разделили на четыре категории: во-первых, стено-топные (от греч. stenos - узкий и topos - место) виды, которые произрастают в растительном сообществе на одном участке одного конкретного питомника (1 балл); во-вторых, гемисте-нотопные виды, встречающиеся хотя бы на одном поле большинства питомников (2 балла); в-третьих, гемиэвритопные виды, которые отмечены на большинстве полей питомников (3 балла). Последняя категория представлена эвритопными (от греч. eurys - широкий и topos - место) видами (4 балла), встречающимися на всех полях питомников. Обилие видов определили по пятибалльной шкале: 1 - un-rr, 2 - sol, 3 - sp, 4 - cop-cop2, 5 - cop3-soc.
Результаты и их обсуждение. Сегетальная флора лесных питомников южнотаежной подзоны Вологодской области отличается большим разнообразием видового состава и насчитывает 167 видов сосудистых растений, относящихся к 30 семействам.
Все растения представлены двумя ботаническими отделами: покрытосеменные, или цветковые (Magnoliophyta), и членистые, хвощевидные (Eqisetophyta). Цветковые растения подразделяются на два класса: однодольные (Monocotyledones), к которым относятся только семейства злаковые (Poaceae) и осоковые
(Cyperaceae), и двудольные (Dicotyledones) (84,4 % от общего числа видов). Анализ распределения жизненных форм [10] показал, что в составе сообществ преобладают виды травянистых растений (96,4 % от состава флоры), из них многолетних трав - 110 видов (66 %). На долю однолетних и двулетних трав приходится 51 вид (34 %). Доминирующими в группе многолетников являются короткокорневищные (19,7 %), стержнекорневые (19,2 %) и длиннокорневищные (16,8 %) виды. Отметили 6 видов древесных растений: 4 вида - деревья и 2 - кустарники (2,4 и 1,2 % соответственно).
Наибольшее число видов, произрастающих в питомниках, являются лесными и луговыми, также выделили группы сорных, культурных растений и полупаразитов. Типично луговыми являются 77 видов, к лесной растительной группе относятся 42 вида (25,1 % от состава флоры). Сорная группа растений представлена 43 видами, что составляет 25,7 % от общего числа флоры. Из культурных растений встретили только 1 вид (Lupinus polyphyllus Lindl.). Группу полупаразитных растений образуют 4 вида (2,4 % от общего числа видов).
Изучение встречаемости видов сорной флоры питомников показало, что в Кадниковском, То-темском и Шухтовском питомнике преобладают стенотопные виды (49,4, 50,0 и 50,5 % от общего числа). В Устюженском питомнике стенотопные, гемистенотопные и эвритопные виды представлены примерно в одинаковом количестве (25,0, 34,1 и 31,8 % соответственно), как видно из рис. 1.
В среднем, в питомниках наиболее распространены стенотопные (69,5 %) и гемистенотоп-ные (19,2 %) виды. С одной стороны, эти данные объясняются созданными экстремальными условиями, что приводит к распространению наиболее устойчивых и приспособленных к механическому и химическому воздействию видов, а с другой -обусловлены постоянным заносом семян со стороны фитоценозов, окружающих питомник.
Анализ распределения видов по ступеням обилия показал, что в среднем виды распределяются следующим образом: 1 балл - 53,2 %, 2 - 31,1 %, 3 - 9,4 %, 4 - 1,7 %, 5 - 4,2 % от
П
п
п
П
Кадникэвский Тотемский Устюженский Шухтовский Среднее 0 стенотопные Щ гемистенoтoпные й гемиэвритопные [] эвритопные
Рис. 1. Распределение видов растений в питомниках по доле встречаемости
общего числа видов (рис. 2). Аналогичная закономерность наблюдается во всех питомниках. Количество доминантных видов составляет 5,9 % от состава флоры.
ЗИг
Ї
I
1
ЙИп
Тотемский
Ш
Устюженский
1
1
I
^Иг
і
I
1
I
In
Шухтовский
Среднее
Энеактивные Шмалоактивные 0среднеактивные DDвысокоактивные 0особоактивные
Рис. 2. Распределение видов растений в питомниках по ступеням обилия
Активность вида показывает его значимость в растительном покрове и отражает экологические особенности. На основании имеющихся показателей, по величине активности все виды разделены на пять ступеней [1, 3, 11]. Наиболее богата сегетальная флора питомников неактивными (56,8 %) стенотопными видами с покрытием от rr до un и малоактивными (30,9 %), которые являются гемиэвритопными, гемистенотопными или стенотопными и имеют покрытие sol на отдельных полях питомника. В основном это виды, наиболее характерные
бо
70
бо
50
40
зо
20
10
для лесных и луговых растительных сообществ: Bromus arvensis L., Latuca serriola L., Melilotus albus Medik., Ribes nigrum L., Solida-go virgaurea L. и др. Распространение представителей группы на полях реализуется за счет постоянного заноса семян на продуцирующую и вспомогательную площади питомника. Проводимые агротехнические приемы не дают им возможности полностью реализовать биологический потенциал и занять доминирующее место в ценозах (рис. 3).
1 1 щ
1 1 1
1 1 = 1 1
щ= 1 = 1 = 1 1 1 =
= 1 = 1 = 1 1 1 =
= Шиlm 1 = 1 = 1 ■п 1 ШШЖг^ 1 = ШШ11п
Тотемский Устюжепский Шухтовский Среднее
В неактивные Ш малоактивные 0 среднеактивные III высокоактивные Ш особоактивные
Рис. 3. Распределение видов растений в питомниках по величине активности
Группа среднеактивных растений в среднем составляет 5,6 % и представлена гемиэвритоп-ными или гемистенотопными видами, покрытие которых достигает sp. Они встречены на территории нескольких питомников. В группу входят рыхлодерновинные злаки (Dactylis glomerata L., Poa pratensis L.), также стержнекорневые (Atriplex patula L.) и корнеотпрысковые (Sonchus arvensis L.) виды.
Высокоактивные (4,2 %), эвритопные и ге-миэвритопные виды имеют покрытие от cop1 до cop2 на площадках. В ценотическом отношении это в основном сорные виды, обладающие широким спектром приспособлений к экстремальным условиям произрастания, многолетники. Среди них преобладают стержнекорневые (Chenopodium album L.) и длиннокорневищные виды (Elytrigia repens L., Achillea millefolium L.). Особоактивные (2,5 %) эвритопные виды пред-
ставлены на большинстве полей питомников, их проективное покрытие составляет soc-cop Представителями группы являются Rumex ace-tosella L. и Taraxacum officinale Wigg. Их высокая ценотическая значимость обусловлена широкой экологической амплитудой и различными вариациями биологических приспособлений. Помимо интенсивного размножения вегетативным путем, эти виды ежегодно образуют огромное количество семян, что позволяет им быстро заселять площади и доминировать в сообществах при интенсивной обработке почвы.
В силу изменения климата и экстенсивного развития хозяйственной деятельности человека изменяется, уменьшается или увеличивается фитоценотическая роль отдельных видов в природе. Изменение активности вида можно рассматривать в региональном, временном, фи-тоценотическом и локальном аспектах [3].
Заключение. Таким образом, сорный цено-тип питомников представлен преимущественно неактивными (56,8 %) и малоактивными (30,9 %) видами, значительно меньшую роль в образовании ценозов играют среднеактивные, высокоактивные и особоактивные виды (5,6; 4,2 и 2,5 % соответственно). Видами, проявляющими наибольшую ценотическую активность на полях питомников и требующими особого контроля, являются: Achillea millefolium, Chenopodium album, Elytrigia repens, Rumex acetosella и Taraxacum officinale. Проводя повторные описания на постоянных пробных площадках, мы можем рассчитать активность видов на любом временном промежутке. Следовательно, изменение парциальной активности видов будет показателем устойчивости ценозов питомника и позволит использовать эти данные в качестве базовых для прогнозирования засоренности полей питомника. Также мы получаем возможность сравнивать изменения активности видов в питомниках, обусловленные действием климатических, эдафических факторов или в зависимости от агротехники выращивания посадочного материала.
Список литературы
1. Юрцев Б.А. Флора Сунтар-Хаята. Л., 1968.
2. Фрей Т.Э.-А. Некоторые аспекты фитоценотической значимости вида в растительном сообществе // Ботан. журнал. 1966. Т. 51. № 8. С. 1073-1084.
3. Дидух Я.П. Проблемы активности видов растений // Там же. 1982. Т. 67, № 7. С. 925-934.
4. Малышев Л.И. Флористическое районирование на основе количественных признаков // Там же. 1973. Т. 58, № 11. С. 1581-1588.
5. Катенин А.Е. Геоботанические исследования на Чукотке // Там же. 1974. Т. 59, № 11. С. 1583-1595.
6. Ильминских Н.Г. Понятие «активность видов» и его место среди изучения растительного покрова // Растительный покров антропогенных местообитаний: сб. науч. тр. Ижевск, 1988. С. 25-36.
7. Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л., 1971.
8. Шенников А.П. Введение в геоботанику. Л., 1964.
9. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб., 1995.
10. Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений: жизненные формы покрытосеменных и хвойных. М., 1962.
11. Юрцев Б.А., Камелин Р.В. Основные понятия и термины флористики: учеб. пособ. по спецкурсу. Пермь, 1991.
Babich Nikolay Alexeevich
Northern (Arctic) Federal University named after M.V Lomonosov,
Forestry Engineering Institute
Ushakova Svetlana Nikolaevna
Postgraduate Student of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Forestry Engineering Institute
ACTIVITY OF SEGETAL SPECIES IN FOREST NURSERIES OF THE SOUTHERN TAIGA
SUBZONE OF THE VOLOGDA REGION
The article reports in depth on the question of phytocenotic activity of species on the basis of their quantitative characteristics. Bioecological description of segetal flora is given. Activity of the species in segetal cenoses of the forest nurseries is evaluated. Data on the local flora activity as a reflection of its cenotic structure offer new opportunities for its deeper study.
Key words: activity of species, segetal plants, forest nurseries.
Контактная информация: Бабич Николай Алексеевич e-mail: les@agtu.ru Ушакова Светлана Николаевна e-mail: ushakovasvetlana@inbox.ru
Рецензент - Феклистов П.А., доктор сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой экологии и защиты леса Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова
