CC BY
40
УДК 630*181.1 + 630*228.8 + 630*17
ДРЕВЕСНАЯ ФЛОРА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ В СТЕПНОЙ ЧАСТИ ДОНСКОГО БАССЕЙНА. ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ
© 2008 г. Т.А. Турчина, Т.Я. Турчин
Филиал Донской научно-исследовательской The branch of Don scientific-research wood trial station
лесной опытной станции, 346270, Ростовская обл., 346270, Rostov Region, Veshenskaya,
ст. Вешенская, ул. Сосновая, 59 «В» Sosnovaya St., 59 "V"
[email protected] [email protected]
В степной части бассейна р. Дон леса естественного происхождения произрастают в балках, пойме и микропонижениях песчаных террас. При помощи коэффициентов Стугрена-Радулеску (Ksr), Жаккара (Kj), Серенсена-Чекановского (Ksc) оценивалось сходство флор между типами местности, а внутри них - между более мелкими природно-территориальными комплексами. Величины коэффициентов свидетельствуют о различии флор между байраками и террасами (K» = +0,091, Kj = 0,431, K« = 0,602), байраками и поймой (Ksr = + 0,053, Kj = 0,466, Ksc = 0,635) и о сходстве флор поймы и песчаных террас (Ksr = - 0,140, Kj = 0,529, Ksc = 0,692).
Ключевые слова: тип местности, древесная флора, естественные леса, биологическое разнообразие, оценка биоразнообразия.
In a steppe part of a river basin the Don woods of a natural origin grow in ravine, flood plain and microdownturn of sandy terraces. Between types of district and inside them - between smaller natural territorial complexes similarity of floraes was estimated by means of factors Stugren-Radulesku, Jakkar, Serencen-Chekanovski. Sizes of factors testify to distinction of floraes between ravine and terraces, ravine and flood plain and about similarity of floraes of flood plain and sandy terraces.
Keywords: type of district, wood flora, woods of a natural origin, biological variety, assessment of biodiversity.
Лесные экосистемы степи - интразональный тип растительности, играющий важную роль в поддержании экологического баланса территории региона. Начиная с конца XVII в. площадь лесов неуклонно сокращалась [1]. Об этом говорят названия многих населенных пунктов: Ольховский (уже без ольхи), Дубовский (без дуба), Караичев (без береста), Орехово (без лещины), Осинов-ска (без осины) и т.д. [2]. О темпах снижения лесистости пойменной части можно судить по следующему факту: в середине XX в. на правобережье Дона между ст. Меле-ховской и Бессергеневской «... южные склоны ... на многие километры были покрыты густым зеленым лесом - дубняком, карагачом, тополем». А уже в середине 60-х гг. «... от леса не осталось ничего, кроме полусгнивших пней и жалких молодых побегов, которые густо зеленеют на вытоптанной скотом, твердой, как камень, земле» [3]. Под влиянием хозяйственной деятельности уменьшилось разнообразие лесных экосистем (вплоть до полного их исчезновения) и как следствие разнообразие видов, т.е. одним из главных факторов,
существенно снижающих уровень биологического разнообразия, была человеческая деятельность [4].
В целях снижения негативного воздействия на лесные экосистемы в рамках Монреальского процесса были разработаны критерии и индикаторы устойчивого управления умеренными и бореальными лесами [5]. Ратификация Российской Федерацией Конвенции. и присоединение к Монреальскому процессу позволили и для лесов России разработать критерии и индикаторы устойчивого управления, где сохранению и поддержанию биологического разнообразия лесов придается важное значение [6].
Оценка биологического разнообразия древесной флоры в естественных лесах степной зоны - отправная точка для организации устойчивого управления лесами, неистощительного и рационального лесопользования.
Объекты и методика
Наши исследования проводились в лесных насаждениях естественного происхождения степной части бассейна р. Дон в границах Воронежской, Волгоград-
ской, Ростовской областей. Объектом изучения являлась древесная флора как эдификатор лесных сообществ. С целью выявления приуроченности видов древесных растений к типам местности (долинный, балочный), урочищам (пойма, надпойменные террасы, байраки), подурочищам (в пойме - прирусловая, центральная, притеррасная части; в байраках - берега, присетевые склоны, тальвеги) в каждом типе местности закладывались ландшафтные профили. Протяженность профиля определялась размерами урочища: в пойме - от уреза воды до надпойменной террасы; на террасах - от границы с поймой до присетевого склона; в балках - поперек балки в истоковой, средней и устьевой ее части.
байрачных подурочищ определены, исходя из рельефа местности: присетевой склон - участок балки крутизной до 80, берега - крутизной от 80 до 250 и более; тальвег - донная часть балки с равнинным рельефом. Экспозиция берега определена на основе инструментального ориентирования.
На ландшафтных профилях фиксировали древесную флору только естественного происхождения. Искусственно созданные экосистемы из учета исключались. Происхождение насаждений определяли визуально, в затруднительных случаях (отсутствие прямолинейных рядов) - с использованием материалов лесоустройства. В состав древесной флоры включали культивируемые в прошлом, но одичавшие виды семенного происхождения. Для каждого вида определялась жизненная форма (деревья, кустарники), положение в древесном пологе (I ярус, II ярус, подрост, подлесок).
Инвентаризационное разнообразие (а -разнообразие) и дифференцирующее ф-разнообразие), оцененное при помощи коэффициентов Жаккара (К|), Серенсена-Чекановского (КД Стугрена-Радулеску (К8Г) [11-14], определялось для каждого подурочища и урочища.
Результаты и обсуждение
Естественная лесистость (доля лесов естественного происхождения) степной части бассейна р. Дон в настоящее время составляет менее 1,5 % [9]. При этом ведущее место в сохранении билогического разнообразия древесной флоры принадлежит именно естественным насаждениям, так как они являются индикатором качества среды, возможности произрастания отдельных видов.
Леса естественного происхождения в регионе исследований приурочены к долинному и балочному типу местности [2, 9, 10]. Всего в лесах учтено 64 вида древесной флоры, в том числе 26 - деревьев, 38 -кустарников (табл. 1).
Анализируя приуроченность древесно-кустарни-ковой растительности к типам рельефа, констатируем, что наиболее богатое видовое разнообразие характерно для балочных форм, где выявлен 21 вид деревьев и
24 вида кустарников, в поймах рек и на песчаных террасах (долинный тип рельефа местности) эти цифры соответственно составляют 18 и 22, 16 и 22.
Каждое урочище характеризуется не только специфическим набором свойственных ему элементарных природно-территориальных комплексов (фаций), но и определенным составом древесно-кустарниковой растительности, поэтому целесообразно дать им более подробную характеристику.
Таблица 1
Оценка а-разнообразия древесной флоры в лесах естественного происхождения
В байрачных урочищах выделено 4 подурочища: присетевые склоны, берега световой экспозиции, берега теневой экспозиции, тальвеги. Количество видов древесных растений зависит здесь от освещенности территории. Максимальные показатели характерны для присетевых склонов и световых берегов. Главной лесообразующей породой байраков является дуб че-решчатый. Вместе с кленом полевым, берестом, кленом татарским, бересклетами, кленом ясенелистным он встречается в каждом из выделенных подурочищ. Эти древесные виды характеризуются широкой экологической амплитудой, т.е. могут произрастать в различных биотопах. Экологическая амплитуда других видов значительно уже: только в тальвегах произрастает ольха черная, тополь белый, ива белая, ива ломкая, ива пятитычинковая (чернотал); только на присетевых склонах - шелковица белая, шелковица черная, барбарис обыкновенный, лох узколистный, миндаль низкий, вишня степная; только на берегах
Геоморфологические зоны поймы выделялись с учетом положений В.Р. Вильямса [7], протяженность каждой зоны - на основе выявленных статистических зависимостей [2, 8, 9]. Количество террас и их характеристика приведены в работах [2, 9, 10]. Параметры
Природно-территориальные комплексы Видовое богатство
Тип местности Подурочище Всего В том числе
деревья кустарники
Балочный Присетевые склоны 29 14 15
Световые берега 27 14 13
Теневые берега 25 11 14
Тальвеги 19 10 9
Долинный I надпойменная терраса 20 12 8
II надпойменная терраса 38 16 22
III надпойменная терраса 28 12 16
Прирусловая часть поймы 27 12 15
Центральная часть поймы 31 12 19
Притеррасная часть поймы 33 13 20
Конусы выноса балочных систем 27 15 12
Итого: Байраки Террасы Пойма 45 38 40 21 16 18 24 22 22
Всего 64 26 38
можно встретить боярышник обыкновенный, шиповник собачий, шиповник майский.
Видовое разнообразие древесной флоры пойменных подурочищ обусловлено устойчивостью растений к основным поймообразовательным факторам: режиму затопления и переотложения аллювия. Сплошные массивы пойменного леса образуются в прирусловой и притеррасной части поймы, в центральной пойме участки леса перемежаются с обширными пространствами луговых и водно-болотных угодий. Строгой приуроченности древесных растений к какой-либо одной части поймы, за исключением ольхи черной, не наблюдается, т.е. в разных частях поймы может быть идентичная комбинация экологических факторов, благоприятных для поселения древесных видов. Для груши лесной, тополя белого, ивы ломкой, вяза гладкого, береста, ясеня ланцетного, ясеня пенсильванского, клена ясенелистного в каждой геоморфологической зоне складываются оптимальные условия для их произрастания, но не везде эти породы являются лесообразователями. Древесные ценозы формируют: в прирусловой пойме - дуб черешчатый, тополь белый, тополь черный, ива белая, вяз; в центральной пойме - дуб черешчатый, тополь белый, вяз, ясень ланцетный, очень редко осина и тополь сереющий; в притеррасной пойме - ольха черная, тополь белый, вяз, ива белая, клен ясе-нелистный; на конусах выноса - дуб черешчатый, тополь белый, тополь черный, вяз, клен ясенелистный, ясень ланцетный.
Наибольшее видовое разнообразие характерно для центральной и притеррасной поймы - 31 и 33 вида соответственно. Прирусловая пойма и конусы выноса балочных систем имеют сходную экологическую характеристику, поэтому общее количество видов здесь идентично (по 27) с несущественным различием в распределении по жизненным формам: 12 деревьев и 15 кустарников в приру-словьи; 15 деревьев и 12 кустарников - на конусах выноса.
В пределах степной части бассейна р. Дон выделены три надпойменные террасы [9, 10]. Первая песчаная терраса массово облесена насаждениями сосны обыкновенной. Из естественно произрастающих видов древесных растений преобладают кустарниковые ивы (шелюговники), расположенные на спуске в пойму или по небольшим западинам.
На второй террасе наличие погребенных гумусовых горизонтов создает более благоприятные почвенные условия, и различный влажностный режим обеспечивает произрастание большего, нежели на первой террасе, числа видов древесных растений. Древесные ценозы носят островной характер и названы колковыми лесами (степными колками). В централь-
нои части колков, где стоит вода, произрастают преимущественно кустарниковые ивы (чернотал). По микроповышениям на кочках поселяется ольха черная, окраинные местоположения занимают береза, осина, дуб, ясень, яблоня, груша, боярышник, черемуха. В целом облесенность террасы низкая (5-10 %), леса и перелески встречаются только по бессточным понижениям и вдоль русел малых рек [9, 10].
Основными древесными формациями III террасы являются низкорослые дубовые, реже дубово-осиновые насаждения. Произрастают они на равнинных, более гумусированных песках в небольших микрозападинах. Пространственно они образуют большие по размерам массивы менее выраженной колковоИ формы. На переходе от второи к третьеи террасе достаточно характерны березовые колки, которые по мере уменьшения влажности почвы постепенно переходят в осиново-дубовые насаждения.
Для лесохозяйственных целей важно не только и не столько количество видов древесных растений, произрастающих в определенном природно-терри-ториальном комплексе (тип местности, урочище, по-дурочище) (табл. 2), сколько способность их к образованию древесных ценозов (собственно лесов) определенно-
Таблица 2
Оценка ß-разнообразия древесной флоры в лесах естественного происхождения
Значения
Сравниваемые флоры параметров формул Коэффициенты ß-разнообразия Оценка сходства флор
a b c Ksr Kj Ksc
Световые берега - 27 25 23 - 0,590 0,793 0,885 Сходство
теневые берега
Присетевые склоны - 29 29 19 0,030 0,487 0,655 Различие
берега
Присетевые склоны - 29 19 7 0,660 0,171 0,292 »
тальвеги
Световые берега - 27 19 12 0,250 0,353 0,522 »
тальвеги
Теневые берега - 25 19 13 0,130 0,419 0,591 »
тальвеги
Берега - тальвеги 29 19 14 0,150 0,412 0,583 »
I терраса - II терраса 20 38 20 - 0,050 0,526 0,690 Сходство
I терраса - III терраса 20 28 13 0,212 0,371 0,542 Различие
II терраса - III терраса 38 28 28 - 0,514 0,737 0,848 Сходство
Прирусловая пойма - 27 31 24 - 0,412 0,706 0,828 »
центральная пойма
Прирусловая пойма - 27 33 22 - 0,158 0,579 0,733 »
притеррасная пойма
Прирусловая пойма - 27 27 19 - 0,086 0,543 0,704 »
конус выноса
Центральная пойма - 31 33 27 - 0,421 0,730 0,844 »
притеррасная пойма
Центральная пойма - 31 27 20 - 0,053 0,526 0,690 »
конус выноса
Притеррасная пойма - 33 27 23 - 0,211 0,622 0,767 »
конус выноса
Байрак - терраса 45 38 25 0,091 0,431 0,602 Различие
Байрак - пойма 45 40 27 0,053 0,466 0,635 »
Терраса - пойма 38 40 27 - 0,140 0,529 0,692 Сходство
го состава и структуры. Вполне очевидно, что древесные ценозы, сформировавшиеся в различных типах местности, урочищах, подурочищах, будут иметь элементы как сходства, так и различия. В сходных ценозах вероятно применение идентичных методов хозяйственного воздействия. Для этой цели с использованием коэффициентов Стугрена-Радулеску (Ю, Жаккара Серенсена-
Чекановского (KiC) произведена оценка сходства флор между выделенными урочищами, а внутри урочищ - между подурочищами (табл. 2).
Анализ таблицы показывает, что наибольшим дифференцирующим разнообразием обладают байрачные урочища. Флоры практически всех выделенных поду-рочищ между собой различны. Элементы сходства обнаруживаются только для берегов = - 0,590, ^ = =0,793, Ksc = 0,885). Это означает, что при ведении хозяйства в байрачных лесах не следует применять единые схемы для всех подурочищ.
Древесные флоры первой и третьей надпойменных террас различаются (Ksг = + 0,212, ^ = 0,371, Ksc = =0,542). Сравнение флор сопредельных подурочищ (I терраса - II терраса, II терраса - III терраса) показывает их сходство.
Сходные флоры характерны для всех выделенных пойменных подурочищ.
При анализе древесной растительности более крупных природно-территориальных комплексов (байраки, террасы, поймы) обнаруживаются различия между флорами пойм и байраков (KiГ = + 0,053; ^ = 0,466; ^ = 0,635), байраков и террас (^ = +0,091; ^ = 0,431; ^ = 0,602).
Флора пойм и террас - сходная (^ = - 0,140; ^ = =0,529; Ksc = 0,692). Это свидетельствует о едином направлении лесообразовательного процесса.
Анализ флористического состава древесно-кустар-никовой растительности исследованных природно-территориальных комплексов (поймы, террасы, байра-ки) выявил:
- виды деревьев и кустарников, которые произрастают во всех топологических группах (дуб, берест, клен татарский, осина, груша обыкновенная, яблоня лесная, бересклет бородавчатый, боярышник кроваво-красный);
- строго специфические виды растений, встречающиеся, за очень редким исключением, только в пойме (ива ломкая), на террасах (береза бородавчатая), в бай-раках (клен остролистный и полевой, липа, свидина кроваво-красная, барбарис обыкновенный).
- основных эдификаторов естественных лесов в порядке их убывания: в поймах рек - дуб, тополь
черный, вяз, ольха черная, осина, тополь белый; на песчаных террасах - шелюга, береза, дуб, ольха черная, осина; в байраках - дуб, ясень, липа, клен остролистный, клен полевой, осина, вяз.
Из вышеизложенного следует, что оценка сходства флор является основанием для выделения однородности экотопов и приуроченной к ним растительности. Следующим этапом будет выделение типов леса и разработка лесохозяйственных мероприятий на зонально-типологической основе.
Видовое разнообразие, его сохранение должно стать основой экологически целесообразного лесопользования в степи.
Литература
1. Цветков М.А. Изменение лесистости Европейской России с конца XVII столетия по 1914 год. М., 1957.
2. Турчин Т.Я. Естественные степные дубравы донского бассейна и их восстановление. М., 2004.
3. Закруткин В.А. Цвет лазоревый: Страницы о Михаиле Шолохове. Ростов н/Д, 1965.
4. Конвенция о биологическом разнообразии. Рио-де-Жанейро, 5 июня 1992 г. Ратифицирована Федеральным законом РФ от 17 февраля 1995 г. № 16-ФЗ // Консультант Плюс.
5. Критерии и индикаторы для сохранения и устойчивого управления умеренных и бореальных лесов. Монреальский процесс. М., 1995.
6. Критерии и индикаторы устойчивого управления лесами Российской Федерации. Утверждены Приказом Федеральной службы лесного хозяйства России от 5 февраля 1998 г. № 21 // Консультант Плюс.
7. Вильямс В.Р. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения. М., 1949.
8. Турчин Т.Я. Регулирование смены пород в пойменных лесах Дона: Дис. ... канд. с.-х. наук. М., 1995.
9. Турчин Т.Я., Турчина Т.А. Леса степного Придонья. Ростов н/Д, 2005.
10. Ивлиева О., Турчин Т.Я. и др. Современное состояние ландшафтов левобережья Среднего Дона // Вешенский вестник. 2004. № 3. С. 150-157.
11. Лебедева Н.В., Дрознов Н.Н., Криволуцкий Д.А. Биоразнообразие и методы его оценки: Учебное пособие. М., 1999.
12. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М., 1992.
13. Оценка и сохранение биоразнообразия лесного покрова в заповедниках европейской России / Отв. ред. Л.Б. За-угольнова. М., 2000.
14. Паленова М.М. и др. Применение информационно-прогнозного комплекса для оценки изменения биоразнообразия лесного фонда лесничества при разных сценариях лесопользования // Лесохозяйственная информация. 2003. № 3. С. 18-27.
Поступила в редакцию_12 марта 2008 г.
