Пространственно-временная структура производных черневых лесов Западного Саяна Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 630.182.21

Исмаилова Д. М. Ismailova D. M.

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА ПРОИЗВОДНЫХ ЧЕРНЕВЫХ ЛЕСОВ ЗАПАДНОГО САЯНА

THE SPACE-TEMPORAL STRUCTURE OF SECONDARY CHERN FORESTS IN THE LOW-MOUNTAIN LANDSCAPES OF WEST SAYAN

Институт леса им. B.H. Сукачева СО РАН, г. Красноярск

В статье рассматривается сукцессионная динамика низкогорных черневых лесов Западного Саяна на примере смешанных пихтово-осиновых насаждений. Направление сукцессии в черневых лесах в сторону доминирования пихты в древостое приводит к смене фоновых синузий. Снижают обилие и биомассу крупные папоротники и широкотравье, разрастается осочка и мелкотравье.

В настоящее время большое внимание уделяется вопросам динамики структуры и фитоценотического разнообразия лесной растительности (Василевич, 1993; Ипатов, 1990; Лащинский, 1990 и др.). Эффективным способом ее познания являются прямые методы изучения растительных сообществ. Они основаны на долголетних наблюдениях за постоянными площадями (Александрова, 1964). Такие многолетние стационарные наблюдения проводятся с 60-х годов XX века в Западном Саяне на Ермаковском стационаре Института леса им. В.Н. Сукачева (Поликарпов, 1970; Назимова, Ермоленко, 1980 и др.).

Таблица 1

Динамика синузиальной структуры травяного покрова в осиннике с пихтой папоротниковоширокотравном

Название синузии Доля площади синузий (%) на пробной площади

1966г. 1967г. 1984г. 1988г. 2004г.

папоротниково- широкотравная 52 52 15 17 4

осочково-широкотравная 8 8 19 26 5

осочково-широкотравная рыхлопокровная 40 40 52 27 6

осочковая - - 14 - -

мелкотравно-папоротниковая - - - 10 20

мелкотравно-осочковая - - - 20 35

мелкотравно - осочковая рыхлопокровная - - - - 30

Объектами исследования были низкогорные черневые леса, производные на месте осиновопихтовых и осиновых лесов, характерных для всего черневого пояса Северной Алтае-Саянской горной лесорастительной провинции (Типы лесов гор..., 1986). В Джебашско-Амыльском округе в черневом поясе до высоты 800-900м преобладают пихтарники, осинники и пихтово-кедровые леса крупнотравнопапоротниковой и вейниковых групп типов леса (Назимова, 1975). Видовое разнообразие лесов черневого пояса Западного Саяна насчитывает 558 видов высших сосудистых растений (Назимова и др., 2001).

На постоянных пробных площадях проводились регулярные геоботанические описания сообществ по стандартной методике (Летняя практика., 1983). Для учета фитомассы эколого-ценотических групп (ЭЦГ) видов травянистых растений по элементам синузиальной структуры взяты укосы с 10-20 учетных площадок размером 1м2. Путем детального картирования установлены тенденции

Актуальные вопросы изучения и охраны растительного мира

Рис. 1. Общая схема трансформации травяного покрова

Условные обозначения: пап-штр - папоротниково-широкотравная синузия; ос-штр - осочково-широкотравная; ос-штр рыхл. - осочково-широкотравная рыхлопокровная; ос - осочковая; мтр-пап - мелкотравно-папоротниковая; мтр-ос - мелкотравно-осочковая; мтр-ос рыхл. - мелкотравно -осочковая рыхлопокровная.

трансформации синузиальной структуры нижних ярусов производных черневых лесов на пробной площади размером 0,25 га (A - I) в смешанном пихтово-осиновом насаждении. В последние годы здесь обособились фитоценозы, различные по своей структуре, составу и направлениям сукцессий.

В 1966г. в смешанном насаждении 30-35 лет по числу стволов преобладала пихта (8П1К10с+Б ед.С), по запасу осина (2П1К50с2Б ед.С ), общий запас составлял 106 м3/га. Средняя высота пихты - 5 м., осины - 14, березы - 12,8, кедра - 7,7, сосны - 12,2. На пробе 0,25 га зафиксирован 61 вид высших сосудистых растений.

Травяной покров отличается неоднородностью структуры слагающих его элементов. Фон в 1966г. образуют две синузии: папоротниково-широкотравная, занимающая 52 % от общей площади и осочково-широкотравная рыхлопокровная - 40 % (табл.1).

Папоротниково-широкотравная синузия (0ПП - 50 - 90 %) выделена по доминированию ветреницы байкальской (Anemone baicalensis Turcz. ex Ledeb.) и крупных папоротников (Athyrium filix-femina (L.) Roth., Matteuccia struthiopteris (L.) Tod.). На рис. 2 показано изменение надземной фитомассы ЭЦГ по элементам синузиальной структуры. Низкое обилие sol и вес имеют виды из групп таежного мелкотравья (Oxalis acetosella L., Maianthemum bifolium (L.) F. W. Schmidt., Stellaria bungeana Fenzl.), разнотравья (Ranunculus submarginatus Ovcz., Veronica longifolia L.) и крупнотравья (Phleurospermum uralense Hoffm., Angelica sylvestris L., Aconitum septentrionale Koelle. и др.).

В осочково-широкотравной синузии (0ПП - 80 %) доминируют осочка большехвостая (Carex macroura) и ветреница байкальская (Anemone baicalensis), содоминирует таежное мелкотравье. Обилие и вес разнотравья и крупнотравья незначителен. Средний вес укоса - 38 г/м2. Под пологом

Рис. 2. Динамика надземной фитомассы травяного покрова в осиннике с пихтой папоротниково-широкотравном по элементам синузиальной структуры (обозначения синузий см. рис. 1)

густого пихтового подроста формируется вариант осочково-широкотравной синузии (рыхлопокровная) с OПП менее 15 %. Средний вес укоса - 4 г/м2.

К 1988г. в ходе восстановительной сукцессии древостой дифференцировался на два яруса. В первом ярусе преобладала осина по числу стволов (6Oc2Б1К1П ед.С) и по запасу (7Oc2Б1К+П ед.С), общий запас -

273.6 м3/га. Средняя высота осины - 25,2 м, пихты - 20,7, кедра - 21,8, березы - 22, сосны - 26. Во втором ярусе по числу стволов (9П1К+Б едЮс) и по запасу (7П2К1Б едЮс) преобладала пихта, общий запас -116 м3/га. Средняя высота пихты - 8,4 м, березы - 13,9, кедра - 12,4. Суммарный запас древесного яруса -

389.6 м3/га. В 2004 г. в первом ярусе по запасу доминирует осина (5Oc2П2Б1К), во втором - пихта (7П2К1Б). Oбщaя схема трасформации травяного покрова показана на рис.2. С 1966 г. папоротниковоширокотравная синузия снижает свою площадь при развитии густого пихтового подроста и к1984 г. занимает лишь 15 %. На месте папоротников разрастается осочка большехвостая, отличаясь активным поведением. В осочково-широкотравную рыхлопокровную синузию постепенно внедряются виды таежного мелкотравья. Усиление влияния фитогенного поля пихты создает благоприятные условия для развития и усиления ценотической роли видов таежного мелкотравья (Oxalis acetosella, Cerastium pauciflorum Stev. ex Ser., Stellaria bungeana), а также для осочки.

Тенденция смены доминирующих ЭЦГ видов также прослеживается при рассмотрении динамики фитомассы травяного покрова. Заметно увеличивает фитомассу Carex macroura до 59 г/м2 в осочково-широкотравной синузии (рис. 1), а также виды таежного мелкотравья до 29,4 г/м2 в мелкотравно-осочковой. Виды широкотравья и крупнотравья резко снижают свое участие, уступая позиции осочке и таежному мелкотравью.

Актуальные вопросы изучения и охраны растительного мира

Направление сукцессии в черневых лесах в сторону доминирования пихты в древостое приводит к смене фоновых синузий травяного покрова за счет изменения режима освещения, увлажнения и качества подстилки. Вследствие этого снижается роль типичных для черневых лесов ЭЦГ крупных папоротников и неморального широкотравья. Возрастает обилие и фитомасса осочки большехвостой и видов таежного мелкотравья. В отличие от наблюдаемых форм циклической динамики травостоя, описанных ранее, в нашем случае выявлена трансформация травяного покрова, представляющая направленную смену от одного типа биогеоценоза к другому, с усилением роли таежных элементов. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ (040448721).

ЛИТЕРАТУРА

Александрова В.Д. Изучение смен растительного покрова // Полевая геоботаника - Л, 1964. Т. 3. С. 300-450.

Ипатов В. С. Отражение динамики растительного покрова в синтаксономических единицах // Бот. журн. 1990. Т. 75. № 10. С. 1380-1388.

Лащинский Н.Н. Восстановительная и возрастная динамика крупнотравных осиновых лесов // Изв. Сиб. отд. АН СССР. Сер. биол. 1990. Вып. 2. С. 76-80.

Летняя практика по геоботанике: Практическое руководство / Под. ред. B.C. Ипатова. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1983. 175 с. Назимова Д.И. Горные темнохвойные леса Западного Саяна (опыт эколого-фитоценотической классификации). - Л.: Наука, 1975. 119 с.

Назимова Д.И., Ермоленко П.М. Динамика синузиальной структуры при восстановительных сукцессиях лесных биогеоценозов Сибири. Наука, Сиб. отд. - Новосибирск, 1980. С. 54-87.

Назимова Д.И., Молокова Н.И., Степанов Н.В., Дробушевская О.В. Изучение биоразнообразия и устойчивости черневых кедровников на Ермаковском ОЭП: некоторые основы и перспективы / Лесные стационарные исследования.-М., 2001. С. 233 - 236.

Поликарпов Н.П. Комплексные исследования в горных лесах Западного Саяна / Вопросы лесоведения . . - Красноярск: кн. изд-во, 1970. Т.1. С. 26 - 79.

SUMMARY

Successional dynamics of low-mauntain Abies sibirica and Populas tremula stands is analysed. The replacement of P. tremula by A. sibirica during 1966 - 2004 years leads to decreasing of predominant synusia consisting of large forest ferns and nemoral species in biomass and abundance. Boreal species and Carex macroura increase in biomass and abundance.

УДК 581.5

Истомов С. В. Istomov S. V.

СОВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЛЕСА В ГОРАХ ЗАПАДНОГО САЯНА

CURRENT DYNAMICS OF TIMBERLINE IN WEST SAYAN MTS

Государственный природный биосферный заповедник “Саяно-Шушенский”

На основе ГИС технологий и методов дендрохронологии предпринята попытка проанализировать современную динамику верхней границы леса (ВГЛ) в горах Западного Саяна. Отмечено, что изменения ВГЛ за последнее с небольшим столетие характеризуется постоянным поднятием вверх. За период с начала 1890-х годов по настоящее время величина поднятия ВНЛ составила 160 метров, когда отдельные деревья достигают отметки 2080 м над у.м. Следует отметить резкое увеличение интенсивности продвижения вверх, начавшееся в прошлом столетии в начале 70-х годов не смотря на снижение индексов прироста. Использование ГИС технологий позволило показать правильность выделения границ категорий ВГЛ и наглядность происходящих явлений. Также при накоплении материала, разных во времени снимков и другой информации можно осуществлять мониторинговые работы за современными изменениями верхней границы леса.

В горах Западного Саяна на территории Саяно-Шушенского государственного биосферного заповедника был выполнен анализ современного распространения древесной растительности на верхнем

УДК 58+59+91+631.4+502.7

ББК 20.1 (253.7) я431 + 28.088 л64 я431 Г 699

Горные экосистемы Южной Сибири: изучение, охрана и рациональное природопользование. Материалы I межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 5-летию организации Тигирекского заповедника. Труды ГПЗ “Тигирекский”. Вып. 1. Барнаул: изд-во “Алтайские страницы”, 2005. 380 с.

Сборник содержит материалы представленные на I межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 5-летию организации Тигирекского заповедника “Горные экосистемы Южной Сибири: Изучение, охрана и рациональное природопользование”. Обобщены данные современных исследований природных комплексов ГПЗ “Тигирекский”. Анализируется стратегия развития и функционирование системы особо охраняемых природных территорий Алтае-Саянского экорегиона. Рассматривается актуальные вопросы изучения рельефа, климата и почв горных территорий, изучения и охраны растительного и животного мира гор Южной Сибири, проблемы устойчивого развития регионов.

Сборник рассчитан на широкий круг специалистов, работающих в области биологии, экологии и охраны природы, а также всех, кому небезразличны проблемы охраны и рационального использования природных ресурсов.

Редакционная коллегия:

П. В. Голяков, Е. А. Давыдов, Н. Л. Ирисова, О. С. Тарасова, А. И. Шмаков

Рецензенты: д. б. н. Г. Г. Соколова, д. б. н. Т. А. Терёхина

Издание подготовлено при поддержке Всемирного фонда дикой природы (WWF) - Россия

wirf

ISBN 5-9900427-1-X

©ФГУ Государственный природный заповедник “Тигирекский”