Экологическая структура флоры Северо-Запада Восточной Европы

Теплякова, Тамара Евгеньевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологическая структура флоры Северо-Запада Восточной Европы
ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Экологическая структура флоры Северо-Запада Восточной Европы"

На правах рукописи

ТЕПЛЯКОВА ТАМАРА ЕВГЕНЬЕВНА

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ФЛОРЫ СЕВЕРО-ЗАПАДА ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ

03.02.01 - «Ботаника»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

2^8 т

Санкт-Петербург, 2015

00555«»°1

005559531

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Санкт-Петербургском научно-исследовательском центре экологической безопасности Российской академии наук

Научный консультант доктор биологических наук, профессор Аверьянов Леонид Владимирович

Официальные оппоненты: Агафонов Владимир Александрович

доктор биологических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет», заведующий кафедрой

Казакова Марина Васильевна

доктор биологических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет им.С.А.Есенина», профессор

Крышень Александр Михайлович

доктор биологических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт леса Карельского научного центра Российской академии наук, директор

Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева»

Защита состоится 3 июня 2015 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.002.211.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Ботаническом институте им.В.Л.Комарова Российской академии наук по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д.2. Тел./факс: (812)-372-54-06/372-54-43, сШ5ОУе1.с100221101 (ffibinran.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Ботанического института им.В.Л.Комарова Российской академии наук

Автореферат разослан

2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

О.Ю.Сизоненко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследовании. В настоящее время насущной необходимостью для сохранения биологического разнообразия на фоне все возрастающего антропогенного воздействия на природные экосистемы является теоретическое обоснование и практическое формирование адекватно защищенной системы взаимосвязанных природных территорий в целях экологической безопасности региона. Для ее эффективного построения необходимо выявление закономерностей экологической структуры региональной биоты, в том числе экологических диапазонов видов сосудистых растений и экологической структуры естественной флоры как подсистемы биоты. Из многочисленных палеоботанических и палеоклиматических исследований следует, что формирование современной флоры региона начиная с поздневалдайского ледниковья, происходило под воздействием периодически изменявших направление и силу своего воздействия основных для сосудистых растений экологических факторов: зонального тепла, океаничности / континентальности климата, влажности и активного богатства почвы, освещенности в фитоценозе. В этой связи возникает необходимость в рассмотрении экологической структуры флоры, которая формируется под воздействием этих факторов. В то же время представляемая работа является первым исследованием, в котором выявлена экологическая структура флоры крупного природного региона. Экологическая структура (ЭС) флоры представляет собой основные закономерности распределения региональных популяций видов по экотопам под воздействием экологических факторов и определяет специфику соответствующего экологического пространства (ЭП). ЭП флоры есть обобщенное пространство, которое формируется региональными популяциями видов под действием рассмотренных экологических факторов. Естественная флора Северо-Запада Восточной Европы (СЗВЕ) рассматривается как конкурентная система популяций ее видов, соревнующихся между собой за пространство и ресурсы на фоне сложной мозаики экотопов. Именно в естественных природных регионах, имеющих единые пространственно-

временные закономерности их развития под воздействием определенных параметров экологических факторов (как естественных, так и антропогенных), формируется флора как система популяций слагающих ее видов, а не просто видовой состав растений (Камелин, 1969, 1987, 2014; Юрцев, 1982, 1992, 1998). На современном этапе возникла и становится все более актуальной проблема экологического анализа флоры естественной территории. В представленной работе впервые дается экологический анализ и выявляются основные закономерности ЭС флоры естественного природного региона - СЗВЕ. Выявленная в итоге ЭС представляет собой своеобразный «портрет» современного состояния флоры СЗВЕ, который, тем не менее, указывает и на историю ее формирования, а также дает возможность в определенной степени судить о перспективах ее развития в случае исполнения того или иного сценария развития природы, как эволюционного, так и катастрофического. Объектом исследования является флора области бывшего поздневалдайского ледниковья, включая все лесные районы СЗВЕ от беломорского побережья на севере (за исключением тундровых и горно-тундровых районов Кольского полуострова и Карелии) до Осташковской гряды конечных морен Валдайской возвышенности на юге, расположенные на северо-западной окраине Восточноевропейской равнины и в зоне ее контакта с Балтийским щитом. Восточные границы региона определяются морфоструктурами няндомской стадии поздневалдайского ледниковья, выраженными в рельефе невысокими моренными возвышенностями и грядами в бассейне р. Онеги. Они совпадают пределом распространения Veratrum lobelianum, евросибирского вида, огибающего область поздневалдайского ледниковья с востока и юга. На юго-востоке граница образована западным макросклоном куэсты Вепсовской возвышенности, Тихвинской грядой и западным макросклоном Валдайской возвышенности. Западные рубежи в пределах Восточноевропейской равнины проведены по водоразделу Финского и Рижского заливов, они отделяют ее прибалтийскую часть с более мягким климатом и маркируются северовосточными пределами ареала Taxus baccata.

Предметом исследования является ЭС флоры СЗВЕ, сложившаяся в относительно короткий в геологическом масштабе интервал от 20 (18) тыс. лет на юго-восточных окраинах до 10 тыс. лет на северо-востоке региона под воздействием основных экологических факторов (зонального тепла, океаничности / континентальное™ климата, влажности и активного богатства почвы, освещенности в фитоценозе), а именно, закономерности распределения видов высших сосудистых растений по основным экотопам (термотопам, омбротопам, гидротопам, трофотопам и гелиотопам).

Целью работы является определение ЭС флоры СЗВЕ. Для ее достижения были поставлены следующие задачи:

1. Анализ особенностей основных экологических факторов природной экосистемы СЗВЕ как одной из наиболее молодых экосистем лесной зоны Евразии; на его основании выявление частных систем экотопов по каждому из выделенных факторов.

2. Анализ ареалов видов, произрастающих в регионе, и их характеристика по отношению к основным климатическим факторам, определение диапазона каждого вида в климатотопах (термотопах и омбротопах).

3. Анализ видов по отношению к основным эдафическим факторам, определение диапазона каждого вида в эдафотопах (гидротопах и трофотопах).

4. Анализ видов по отношению к ценотическому фактору, определение диапазона каждого вида в ценотопах (гелиотопах).

5. Анализ ЭС флоры региона.

Материалами являются собственные многолетние маршрутные и стационарные полевые исследования флоры и растительности разной степени детальности различных районах СЗВЕ. Помимо этого использовались гербарные материалы БИН РАН и СПбГУ, многочисленные литературные источники, прежде всего флоры и определители, хорологические, геоботанические и экологические материалы. Личный вклад. Автор лично с 1974 г. принимал участие в экспедиционных исследованиях флоры и растительности на территории СЗВЕ. В период с 1998

по 2008 гг. автор лично проводил описания растительного покрова при разработке новых дистанционных методов исследования, осуществляемых в НИЦЭБ РАН на Карельском перешейке, в Природном парке «Вепсский лес», на островах Белого моря, в Кенозерском национальном парке и т.д. Помимо этого, автор осуществляла регулярные стационарные экологические наблюдения на Колтушской возвышенности во Всеволожском районе (1984-2010 гг.) и в Приозерском районе (1994-2001) Ленинградской области. Весь собранный в результате полевых исследований материал анализировался автором лично. Степень достоверности результатов проведенных исследований. Материалы диссертации составляют собранные и определенные соискателем около 7 тыс. листов гербария, основная часть которых передана на хранение в Гербарий Санкт-Петербургского государственного университета. Диссертантом составлены 2105 описаний фитоценозов, в том числе биотопов 197 наиболее ценных природных территорий Ленинградской, Псковской и Новгородской областей. Они были включены в базу данных проекта "Coordinated Information on the Environment of Europe" ("CORINE biotopes"), которая сохраняется в Европейском агентстве по окружающей среде (European Environment Agency). Помимо этого, в исследования включены гербарные материалы СПбГУ и БИН РАН, а также многочисленные литературные источники, прежде всего региональные флоры, хорологические и геоботанические материалы. Научная новизна работы. Автором впервые определена ЭС естественной флоры крупного природного региона - СЗВЕ (в границах поздневалдайского ледниковья). Впервые для целей экологического анализа флоры методика фитоиндикации Д.Н. Цыганова (1976, 1983) была творчески переработана и приспособлена к природным особенностям региона. Впервые для уточнения термоклиматических характеристик видов сосудистых растений использовались данные дистанционного геотермического метода В.И. Горного. Впервые охарактеризованы в едином ключе экологические диапазоны по 5 экологическим факторам (зональное тепло, океаничность / континентальность климата, влажность почвы, активное богатство почвы и освещенность в

фитоценозе) подавляющего большинства видов региональной флоры. Впервые определена климатотопическая структура флоры региона: бореально-умеренная, с господством субмикротермных термоморф умеренного комплекса при пространственном преобладании сообществ бореального типа; субокеаническая, с доминированием омброморф, способных к произрастанию в условиях повышенной атмосферной влажности. Впервые вычислено преобладание по количеству видов: во-первых, гидроморф промежуточного типа увлажнения почвы с господством среди них мезофитов при высокой численности видов гидротопов гигрофитного типа; во-вторых, гликофитных трофоморф с численным преобладанием среди них семиэвтрофных гликофитов типа довольно богатых почв несмотря на наибольшее распространение трофотопов бедных почв; в-третьих, гелиофитов режима полного света при наибольшем распространении затененных гелиотопов. Впервые на обширном фактическом материале доказано, что ЭС флоры региона не вполне соответствует современным экологическим условиям СЗВЕ. Она в той или иной степени имеет черты, обусловленные характером флорогенеза под действием 5-и рассмотренных экологических факторов. Эти наиболее важные для сосудистых растений факторы неоднократно и независимо друг от друга изменяли силу и направленность своего действия в относительно небольшой в геологическом масштабе промежуток времени (от 10 тыс. лет на северо-западе до 20 тыс. лет на юго-восточном пределе СЗВЕ). Впервые по отношению к пяти основным экологическим факторам охарактеризованы 6 флористических комплексов (арктический, гипоарктический, бореальный, умеренный, субмеридиональный и меридиональный), определена их численность и установлены роли в формировании современного растительного покрова региона. Впервые отмечено, что ЭП флоры региона не тождественно господствующим современным экологическим условиям региона и в разной степени смещено по сравнению с ними: в отношении фактора тепла - в сторону более умеренных условий; в отношении фактора трофности почв - в сторону

более богатых почв; в отношении фактора освещенности - в сторону более высокой освещенности.

Практическая значимость. Установленные закономерности формирования ЭС флоры имеют прогностическое значение. На их основании выявляются тенденции развития флоры СЗВЕ при возможных климатических изменениях и антропогенных воздействиях. Полученные экологические характеристики видов сосудистых растений могут быть использованы для построения моделей при обосновании и создании региональной системы экологической безопасности. Помимо этого, они могут использоваться для дальнейщего развития современных дистанционных методов исследования. Апробация: по материалам диссертации были сделаны доклады на Международном конгрессе (8th Baltic Sea Science Congress, S-Petersburg, 22 -26, August 2011); на Международной школе-семинаре по сравнительной флористике «Толмачевские чтения» (Краснодар, 14-16 апреля 2014); на всероссийских конференциях, на секционных заседаниях Российского Ботанического общества, на научных семинарах, в их числе на кафедре ботаники и кафедре геоботаники и экологии растений в ФГБОУВПО Санкт-Петербургского государственного университета, в отделе Гербарий ФГБУН Ботанического института им. В.Л.Комарова РАН, а также на постоянном Экологическом семинаре в Санкт-Петербургском Доме Ученых. Структура и объем диссертации. Диссертация в 2 томах, состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, списка литературы, перечня терминов и приложений. В 1-м томе 348 страниц, во 2-м томе 354 страницы машинописного текста. Основной текст включает 102 рисунка, 29 фотографий, 16 таблиц и список литературы из 574 наименований. В Приложениях даны конспект флоры, список основных классов растительности и 7 таблиц.

ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ

1. Характеристика видов по их экологическим диапазонам по каждому из пяти основных для сосудистых растений экологических факторов (зонального

тепла, океаничности / континентальное™, влажности почвы, активного богатства почвы и освещенности в фитоценозе) в значительной степени отражает реальное участие популяций сосудистых растений в сложении региональной флоры. Экологические диапазоны региональных популяций видов (а не только медианы или оптимумы их экоареалов) в совокупности дают интегральную экологическую характеристику современной флоры СЗВЕ.

2. ЭС флоры СЗВЕ представляет собой портрет ее современного состояния, сложившийся под действием пяти основных экологических факторов. Эти факторы, важнейшие для сосудистых растений, неоднократно изменялись в силе и направленности действия независимо друг от друга в процессе флорогенеза в относительно короткий в геологическом масштабе период от 10 до 20 тысяч лет в разных частях региона.

3. В ЭС современной флоры сохранились черты, обусловленные особенностями ее формирования начиная с поздневалдайского ледниковья, что наиболее отчетливо проявляется в частных ЭС флористических комплексов, объединяющих виды с однотипным отношением к наиважнейшему фактору -фактору тепла. В этой связи выявляется несоответствие ЭС флоры и ее основных комплексов современным экологическим условиям региона.

4. Закономерности распределения видов региональной флоры по соответствующим частным экотопам дают возможность детального прогнозирования изменения флоры при климатических и антропогенных воздействиях, постепенно или катастрофически изменяющих параметры рассмотренных климатических, эдафических и ценотического факторов.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ 1-й ТОМ. Введение содержит обоснование актуальности темы диссертации, определение объекта и предмета исследования. Сформулирована цель исследования, соответственно которой поставлены конкретные задачи. Указаны материалы, степень достоверности проведенных исследований и основные методы исследования, в том числе и нетрадиционные. Показаны научная

новизна, практическая значимость работы и ценность научных публикаций автора. Выдвинуты защищаемые положения.

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. Раскрыты современные представления о флоре в целом, показаны особенности рассмотрения флоры в пределах естественного природного региона, определено место и возможности экологического анализа в общей системе анализа флоры, охарактеризован видовой состав флоры исследуемого региона. 1.1. Флора как объект исследования. Рассматривается двойственная сущность флоры - с одной стороны, имеющая биогеографическую, а с другой - эволюционно-биологическую природу. В этой связи закономерными являются географические подходы к ее изучению. ЭС флоры определяется ее эволюционно-биологической сущностью как суммарное отражение индивидуальных экологических характеристик составляющих ее видов, обусловленных их структурно-морфологическими и физиологическими особенностями. 1.2. Флорогенез СЗВЕ. Обосновываются пространственные и временные границы естественной флоры региона, основные этапы ее формирования, изложенные на основании работ H.A. Миняева (Бубырева, Теплякова, 2013). 1.3. Типологический подход к анализу флоры обосновывается как один из основных методов исследования, который дает возможность определить наиболее важные закономерности структуры флоры по различным категориям современных, наблюдаемых в настоящее время признаков, в их числе по отношению видов к различным категориям экологических факторов. 1.4. Видовой состав флоры СЗВЕ. Характеризуются 1583 вида сосудистых растений, относящихся к 543 родам и 123 семействам. Конспект флоры СЗВЕ, составленный автором, приводится во 2-м томе в Приложении. В нем для каждого вида указывается произрастание в административных подразделениях и участие в основных классах растительности региона с их краткой характеристикой в эколого-флористической системе.

2. ПРИРОДА СЗВЕ. содержит характеристику основных природных особенностей региона и обоснование необходимости рассмотрения флоры природной территории в границах СЗВЕ, а не в административных подразделениях. 2.1. Природные условия региона исследования в сравнении с условиями евразиатского материка. В сравнении с условиями Евразии в целом характеризуются основные особенности природы региона. 2.2. Характеристика иозднечетвертичной истории региона. Показаны основные вехи дегляциации поздневалдайского ледниковья на СЗВЕ. Изложены основные этапы формирования пресноводных и морских водных бассейнов в регионе в позднем валдае. 2.3. Физико-географическое районирование. Дана сравнительная характеристика в пределах региона двух физико-географических стран: северо-западной периферии Восточноевропейской равнины и восточной окраины Фенноскандии. Показаны особенности природы части региона в пределах Фенноскандии. Охарактеризованы природные условия Восточноевропейской равнины в пределах региона. 2.4. Районирование растительного покрова региона. Дан обзор и сравнение существующих схем геоботанического, флороэкотопического и флористического районирования СЗВЕ. 2.5. Резюмировано своеобразие СЗВЕ как естественной экосистемы, современный растительный покров которой сформировался в относительно недавнее время, менее 20 тысяч лет назад, а на северных окраинах менее 10 тысяч лет. Естественная экосистема СЗВЕ представлена как своеобразная природная лаборатория, в которой довольно хорошо «документированы» в геологической и палеонтологической летописях начало развития и основные перестройки в результате изменения параметров тех или иных экологических факторов. Поэтому исследование флоры этой территории дает возможность выявления природных закономерностей ее ЭС, что в дальнейшем может послужить основой для обоснования и формирования единой системы экологической безопасности региона.

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА 3.1. Обзор основных методов экологического анализа. Рассмотрены принципы,

подходы и методы выделения экологических групп. Подробно исследованы методы экологического анализа с использованием экологических шкал Д.Н. Цыганова (1976, 1983), их преимущества по сравнению с аналогичными методами. Обоснован выбор, как основного инструмента, методики фитоиндикации для определения экологических диапазонов видов региональной флоры, наглядно представляющих отношение каждого вида растения к различным режимам среды - климатическому, почвенному и световому 3.2. Методы исследования, использованные автором. Рассмотрены методы, использованные автором на разных этапах работы над заявленной темой. На 1-м этапе применялся маршрутный метод флористического исследования с тотальной гербаризацией и определением всех произрастающих на этих территориях видов высших сосудистых растений. Для местообитаний редких видов составлялись стандартные геоботанические описания с использованием шкалы Друде. На 2-ом этапе полевые исследования были связаны с описанием растительных сообществ биотопов особо ценных в природном отношении территорий по методике СОЯГЫЕ Ыс^ореэ на пробных площадках в пределах конкретных биотопов как наименьших экосистем с выровненными природными условиями и однородным фитоценозом. Все описания кодировались автором согласно методике СОМЫЕ ЫоШрев и в формализованном виде вносились в единую базу данных для Европейского сообщества и Прибалтийских стран. 3-й этап был связан с адаптацией методики фитоиндикации к природным условиям региона, заключавшийся, во-первых, в выявлении возможных диапазонов экотопов в поле действия каждого из пяти основных экологических факторов, во-вторых, в проверке предполагаемых видов-индикаторов конкретных экологических режимов, установленных для зоны широколиственно-хвойных лесов, в условиях региона. На этом этапе автор регулярно осуществляла наблюдения в стационарных условиях на Колтушской возвышенности, а также в Приозерском районе. При этом автором широко использовались традиционные методы экспертной оценки: метод специализированных и индикаторных видов, метод выделения ландшафтных

ключевых элементов, метод выделения биологических ключевых элементов. Их совместное применение при анализе конкретных биотопов явилось залогом более взвешенного определения экологического режима и, соответственно, экологических характеристик видов. На 4-ом этапе автор одновременно с аналитическими исследованиями собранного материала осуществляла полевые исследования растительного покрова региона методом выделения ключевых территорий и маршрутным методом при подспутниковых исследованиях. В результате разработки новых методов дистанционного исследования Земли из космоса, осуществляемых в НИЦЭБ РАН под руководством В.И.Горного, для СЗВЕ была выявлена существенная неоднородность действия природных факторов в пределах одной и той же природной зоны. Поэтому для определения особенностей растительного покрова под действием экологического фактора были выбраны ключевые территории, где на относительно небольшом пространстве, как правило, хорошо уже изученном в флористическом отношении, по результатам анализа космических снимков был выявлен максимальный диапазон действия этого фактора. В первую очередь для наиболее важным для уточнения дифференциации видов высших сосудистых растений в термотопах явился метод анализа энергообеспеченности бореальных экосистем на основе определения конвективного теплового потока (КТП) по многократной инфракрасной космической съемке В.И.Горного. Автор осуществила исследования растительного покрова ключевых территорий с термоконтрастными зонами, выявленными этим методом на Карельском перешейке, Кургальском полуострове, Ижорской возвышенности, Соловецких островах, в Природном парке «Вепсский лес», Кенозерском национальном парке, окрестностях Санкт-Петербурга и т.д., что позволило уточнить термотопические характеристики у многих более требовательных к теплу видов региональной флоры. Автор составила описания растительных сообществ в ландшафтных исследованиях в резервате Урья-Канжая Природного парка «Вепсский лес», для которого В.И.Горным на основании теплового снимка была построена карта термоконтрастных зон. Материалы этих полевых

исследований также использовались автором для уточнения эдафических и ценотических характеристик видов. На заключительном этапе автором использовался хорологический метод с использованием картографических материалов и современных данных о распространении растений, содержащихся в литературных источниках, в их числе в соответствующих флорах и определителях. Для создания базы данных, статистической обработки материала, построения диаграмм автором была использована программа Microsoft Excel 2007.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОРОМ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЭКОМОРФ И ПРЕДЛАГАЕМЫЙ АВТОРОМ АЛГОРИТМ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ФЛОРЫ. 4.1. Построение системы экоморф региона. Рассмотрены методы и результаты построения автором частных систем экоморф по каждому из факторов, в том числе систем термоморф, омброморф, гидроморф, трофоморф и гелиоморф. У каждого из 1583 видов региональной флоры были определены термотопические диапазоны. Для решения этой задачи автором были проделаны следующие операции: сопоставление ареала вида с термоклиматическими зонами; определение вертикальной приуроченности ареала вида в горных районах Евразии; выявление участия вида в зональных или экстразональных растительных сообществах в пределах региона. Бореальная зона характеризуется дефицитом солнечного тепла, падающего на дневную поверхность, в этой связи зональная растительность имеет относительно короткий период вегетации. Дистанционный геотермический метод В.И.Горного, в верификации которого приняла участие автор, позволил уточнить дифференциацию термических условий в Бореальной зоне и установить существенные отклонения в ее природной зональности, что показано автором на примере особенностей растительного покрова одной из ключевых территорий - резервата «Урья-Канжая» Природного парка «Вепсский лес». Использование данных тепловой съемки при выделении ключевых участков для исследования растительного покрова позволило автору уточнить

термоклиматические характеристики для значительного числа видов региона. Кроме того, благодаря новым данным по распространению видов в Арктике, в значительной степени удалось скорректировать северные границы ареалов и, соответственно, изменить термотопические диапазоны видов. Южные границы ареалов многих видов были скорректированы автором в результате учета их вертикальной приуроченности. В итоге в той или иной степени автором уточнены ареалы у 549 из 720 видов. В частности, у 172 видов автором изменены термотопические диапазоны ареалов при сохранении принадлежности к термотопической свите, установленной Д.Н.Цыгановым. У 172 видов автором изменена принадлежность к термотопической свите в пределах того же термотопического комплекса. У 205 видов автором изменена принадлежность к термотопическому комплексу. Только у 171 из 720 видов (24 %), общих для списка флоры региона и списка зоны хвойно-широколиственных лесов, полностью совпали диапазоны ареалов. На следующем этапе анализа было выявлено отношение видов каждого термотопического комплекса к условиям океаничности / континентальное™ климата. Океаничность / континентальность климата определяются, прежде всего, такими показателями, как относительная влажность атмосферного воздуха и коэффициент испарения. В этой связи на территории Евразии выделяется несколько секторов, отличающихся по этим показателям: океанический, субокеанический, субконтинентальный и континентальный. Конкретные данные по степени океаничности / континентальности хорошо известны для каждого физико-географического выдела и приводятся в диссертации в табличной форме. При определении омбротопических характеристик ареалов видов в формализованной (буквенной) форме описывается ареал вида по его распространению в том или ином физико-географическом выделе, имеющем определенные омбротопические показатели. При установлении омбротопического диапазона вида, произрастающего в естественной флоре СЗВЕ автором были предприняты следующие шаги: сравнение ареала вида с секторами океаничности / континентальности; сопоставление локального

ареала вида на СЗВЕ с типом мезоклимата мест его обитания (омбротопа). При установлении омбротопических диапазонов для 258 видов, общих для регионального списка и списка омброморф зоны хвойно-широколиственных лесов, автором в той или иной степени были внесены изменения. В частности, автором были изменены у 19 видов омбротопический диапазон ареала, а у 239 видов омбротопическая свита. Причина этих изменений та же, что и в случаях с определением термотопических диапазонов - уточнение данных о распространении видов. В результате кпиматотопического анализа все виды были разбиты автором на несколько свит, отличающихся своими термотопическими и омбротопическими характеристиками. Каждая такая группа - климатотопическая свита - объединяет виды с однотипными термоморфами и омброморфами, отличающимися лишь широтой своих диапазонов. Затем были рассмотрены принципы и методы выделения эдафотопических экоморф. Система гидроморф, используемая в методике фитоиндикации, подверглась автором некоторой корректировке. Ряд элементарных режимов увлажнения был исключен из шкалы (в их числе пустынный, полупустынный, сухостепной и среднестепной) как полностью отсутствующий на территории СЗВЕ. В виду того, что при характеристике гидротопических диапазонов видов была использована усеченная шкала, большинство выявленных региональных гидроморф имеют более узкие диапазоны, сдвинутые в сторону более увлажненных почв. В систему трофоморф автором также были внесены изменения. Во-первых, в виду полного отсутствия на СЗВЕ были исключены из шкалы элементарных режимов активного богатства почв резкозасоленные почвы и злостные солончаки. Во-вторых, единую шкалу гликофитных и галофитных трофотопов пришлось разделить на две части. В южных регионах по мере возрастания почвенного богатства пертрофные почвы вполне закономерно превращаются в засоленные почвы, поэтому шкапа гликофитных трофотопов логично продолжается в шкалу галофитных трофотопов. Для природы СЗВЕ нельзя выстроить прямую связь гликофитных и галофитных трофотопов, ибо в связи с

высокой влажностью атмосферы происходит вымывание солей из верхних слоев почвы и засоление возможно только лишь при постоянном притоке солей. Поэтому для обозначения засоленных почв региона, по сути, необходимо использовать отдельную шкалу. Засоленные почвы (хлоридное засоление) развиты в приморских биотопах, однако ряд видов естественной флоры СЗВЕ произрастает в условиях карбонатного или гипсового засоления на выходах коренных пород, у сильно минерализованных источников, на ключевых болотах. Отдельной формулы для обозначения галофитных трофоморф автор не использует, при необходимости показать способность вида произрастать на засоленных почвах в формулу трофоморфы вводится после знака плюс (+) соответствующее значение. В результате трансформации единой шкапы трофотопов в две относительно независимые гликофитную и галофитную шкалы автором получены характеристики трофоморф, которые в значительной степени отражают трофические приоритеты видов СЗВЕ. Шкала гелиоморф была принята автором с минимальными коррективами. В ней выделены три основных типа освещенности (гелиотопа): полный свет, затенение (у Д.Н.Цыганова - «слабое затенение») и густая тень. Распределение видов по гелиотопической шкале несимметрично с максимумом, смещенным в самое начало шкалы: чем выше уровень освещенности, тем больше видов, характерных для соответствующих гелиотопов. 4.2. Алгоритм экологического анализа флоры региона. Раскрыта разработанная автором последовательность операций экологического анализа флоры. Все возможные экоморфы, выделенные по отношению к пяти вышеуказанным экологическим факторам, рассматриваются в определенном порядке. Наиболее важными для растений, лимитирующими их географическое распространение, являются климатические факторы, поэтому первоочередной задачей явилось определение климатотопических экоморф видов региона исследования. Среди климатических факторов наиболее существенным является фактор тепла, обуславливающий качество и количество вегетационного периода у растений. Благоприятное воздействие этого фактора на сосудистые растения, как показал

Ю.В.Гамалей (73), возможно лишь в относительно небольшом диапазоне положительных температур. Оптимум фотосинтеза у растений наблюдается при +10-15°С, когда невозможна полная реализация потенций роста. При температурах свыше +20°С возможности роста повышаются, но уровень фотосинтеза падает и почти прекращается при приближении к +30°С. Поэтому на первом этапе у всех видов были определены их термотопические амплитуды, в результате чего во флоре СЗВЕ было выявлено шесть комплексов: арктический, гипоарктический, бореальный, умеренный, субмеридиональный и меридиональный. Далее анализ эдафической структуры каждой климатотопической свиты был проведен автором в определенном порядке: сначала всех свит арктического комплекса, затем всех свит гипоарктического комплекса и так далее вплоть до меридионального комплекса; в том же порядке был осуществлен и анализ ценотической структуры. Основные результаты экотопического анализа даны автором во 2-м томе в Приложении в виде таблицы с буквенными формулами, в которых заключены характеристики экологических диапазонов 1583 видов флоры СЗВЕ. 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ФЛОРИСТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ СЗВЕ. Автором рассмотрена термотопическая, омбротопическая, гидротопическая, трофотопическая и гелиотопическая структура каждого флористического комплекса на основании анализа экологических медиан и диапазонов видов. В итоге для каждого флористического комплекса определены его ЭС по экотопическим медианам и его ЭП по экотопическим диапазонам, выявлены их отношения к существующим природным условиям региона. 5.1. Арктический комплекс (АК). Все виды АК (Arctous alpina, Astragalus subpolaris, Carex glareosa, C. mackenziei, Kreczetowiczia caepitosa, Lathyrus aleuticus, Oxytropis sórdida etc) относятся к мезоарктической термотопической свите арктической зоны, представленной в областях арктического и субарктического климата. Виды более холодостойкой полярной термотопической свиты, приуроченной только к области арктического климата, в лесной зоне СЗВЕ отсутствуют. За

оптимальную сумму активных температур' для мезоарктической термоморфы на территории региона можно принять 400°С, в то время как на евразиатском материке ее диапазон варьирует от 0 до 600°С. Гекистотермы АК, несмотря на свою наибольшую молодость, имеют явно реликтовый географический характер в бореально-умеренной флоре региона. Однако эти виды, как никакие другие, способны существовать в экстремальных климатических и эдафических условиях. Их стойкость по отношению к действию абиотических факторов, обусловленная структурными и функциональными причинами, не дает преимущества в конкурентной борьбе в более мягких условиях, где побеждают растения с иными жизненными стратегиями. В этой связи гекистотермы АК, довольно стойкие к действию экстремальных климатических факторов и стойкие к бедным и жестким почвенным условиям, очень уязвимы к воздействию ценотических факторов. По этой причине они являются неконкурентоспособными сообществах с более или менее развитым напочвенным покровом, то есть в большинстве наземных экосистем региона. 5.2. Гипоарктическин комплекс (ГК). Представлен субарктической термоморфой 2 с диапазоном от арктического до бореального режима (Betula nana, Bistorta vivípara, Botrychium boreale, Chamaepericlymenum suecicum, Empetrum hermaphroditum, Listera cordata, Montia fontana, Petasites frigidus, Potentilla egedii, Selaginella selaginoides, Solidago lapponica etc). Для субгекистотерм оптимальная сумма активных температур составляет около 600°С с амплитудой в пределах региона от 400 до 1700°С. Виды ГК в своем распространении приурочены к субарктической (лесотундровой) зоне или имеют свой климатический оптимум в лесотундровой зоне Евразии, но помимо этого встречаются в составе арктических флор (как географические реликты более теплых эпох) и в составе бореальных флор (как географические реликты более холодных эпох). Для видов ГК можно отметить стойкость по отношению

1 Здесь и далее сумма активных температур - сумма температур выше 10°С. 1 Виды аркто-бореальной термоморфы отнесены к бореальному комплексу, в составе которого и предлагается их экотопическая характеристика.

к недостаточной теплообеспеченности, стойкость к бедным и засоленным почвенным условиям при наличии повышенной влажности почвы. В довольно жестких абиотических условиях субгекистотермы ГК способны выдержать конкуренцию со стороны более требовательных к абиотическим условиям микротерм, произрастая в сообществах закрытого типа (заболоченных северотаежных лесах и на олиготрофных болотах). Тем не менее, в более теплообеспеченных термотопах и в более благоприятных почвенных условиях субгекистотермы проигрывают в конкурентной борьбе микротермам и субмикротермам, поэтому по мере продвижения к южным границам региона их роль заметно снижается. Многие из субгекистотерм, несмотря на свою значительную стойкость к климатическим факторам, оттеснены конкурентами в менее комфортные переувлажненные гидротопы. 5.3. Бореальный комплекс (БК). Автором включены виды аркто-бореальной {Andromeda polifolia, Carex paleacea, Conioselinum boreale, Ranunculus monophyllus, Rubus arcticus, Salix phylicifolia, Saxífraga hirculus, Tripleurospermum subpolare etc), мезобореальной (Alnus incana, Archangelica officinalis, Atragene speciosa, Avenella flexuosa, Calypso bulbosa, Carex globularis, Corallorhiza trífida, Picea obovata, Rosa acicularis, Sagittaria natans etc) и суббореальной (.Aconitum lycoctonum, Adoxa moschatellina, Betula humilis, Bistorta major, Calluna vulgaris, Lobelia dortmanna, Rubus humulifolius, Trollius europaeus, Veratrum lobelianum etc) термотопических свит, имеющих медианы своих ареалов в меридиональном направлении соответственно в северной, средней и южной подзонах таежной зоны. В регионе аркто-бореальные термоморфы имеют диапазон суммы активных температур от 400 до 1700°С и свой оптимум активных температур в среднем около 900°С; мезобореальные экоморфы имеют диапазон суммы активных температур от 400 до 2200°С и свой оптимум активных температур в среднем около 1600°С; суббореальные экоморфы имеют диапазон суммы активных температур от 400 до 2200°С и свой оптимум активных температур в среднем около 1800°С. БК, безусловно, является наиболее дифференцированным по отношению к термоклиматическому фактору по сравнению с остальными

комплексами флоры региона. В основной массе БК флоры СЗВЕ соответствует региональным климатическим условиям, как по фактору тепла, так и по фактору океаничности / континентальности. Для БК в целом характерна довольно широкая амплитуда влажности почвы, возможная в регионе. При этом отмечается наибольшая численность его, с одной стороны, в наиболее влажных гидротопах промежуточного типа (влажнолуговой гидротоп) и, с другой стороны, в наиболее сухих гидротопах гумидного типа (сыролуговой гидротоп). Представителям БК в совокупности свойственны диапазоны от бедных до довольно богатых трофических условий, при этом на небогатых почвах в сообществах еловой тайги они наиболее конкурентоспособны. БК отличает максимально возможная амплитуда гелиотопических условий с присутствием в его составе значительного числа видов, способных произрастать в условиях затенения и густой тени. И все же наибольшее число его видов может произрастать в условиях повышенной светообеспеченности. 5.4. Умеренный комплекс (УК). Субмикротермы представлены двумя термотопическими свитами, отличающиеся своими температурными диапазонами. Это температная (Acer platanoides, Actaea spicata, Allium ursinum, Alnus glutinosa, Asarum europaeum, Hepatica nobilis, Listera ovata, Lonicera xylosteum, Pulmonaria obscura, Pulsatilla patens, Quercus robur, Stellaria holostea, Tilia cordata, Ulmus laevis etc) и термотемператная (Astrantia major. Astragalus glycyphyllos, Berberis vulgaris, Brachypodium pinnatum, B. sylvaticum, Bromopsis benekenii, Campanula trachelium, Cardamine impatiens, Carex remota, Dentaria bulbifera, Festuca altissima, F. gigantea, Fraxinus excelsior, Gentiana cruciata, Hottonia palustris, Ulmus glabra etc) свиты. В Евразии термоморфы температной свиты имеют среднюю часть ареала в подтаежном режиме с суммой активных температур в диапазоне от 1400 до 2300°С. Термоморфы термотемператной свиты имеют среднюю часть ареала в широколиственно-лесном (неморальном) режиме с суммой активных температур в диапазоне 2400 до 3200°С. Сумма активных температур СЗВЕ достигает максимального значения 2200 С° только на южных окраинах региона, поэтому термоморфы термотемператной свиты с

узкой термотопической амплитудой находятся в регионе за пределами произрастания и являются экстразональными экоморфами. Их присутствие в регионе обусловлено наличием экстразональных биотопов с повышенной теплообеспеченностью. УК региона можно определить как лишь отчасти соответствующий зональным термоклиматическим условиям южной окраины региона, а на большей его части приуроченный к локальным зонам с повышенным теплообеспечением, но при этом, в значительной степени, соответствующий региональным условиям атмосферной влажности. Наибольшая численность видов УК характерна для гидротопов промежуточного типа увлажнения почвы, менее распространенных на большей части региона, чем гидротопы гумидного типа. Помимо этого, наибольшее количество его представителей произрастает в трофотопах довольно богатых почв, протяженность которых также весьма существенно уступает протяженности трофотопов небогатых почв, господствующих в регионе. Таким образом, УК в целом приурочен к более оптимальным почвенным условиям, развивающихся в наиболее теплообеспеченных термотопах региона. В ценотическом отношении УК характеризуется максимальной амплитудой гелиотопических условий от полного света до густой тени с наибольшей численностью видов в условиях повышенной светообеспеченности. Представители УК с широкой гелиотопической амплитудой или способные расти в условиях разной степени затенения вплоть до густой тени, высоко конкурентоспособны в лесных сообществах без сплошного напочвенного покрова из мхов. В оптимальных климатических и почвенных условиях более светолюбивые и, иногда, более теплолюбивые виды УК часто наиболее многочисленны в сообществах открытого типа с нарушенным или разреженным растительным покровом. 5.5. Субмеридиональный комплекс (CK). В регионе лесостепная и степная растительность как зональная не представлена, в этой связи все субмеридиональные термоморфы являются экстразональными экоморфами. Сумма активных температур в регионе от среднетаежной до подтаежной зоны составляет от 1500 до 2200°С, поэтому

наиболее холодостойкие термоморфы криомеридиональной (Caltha cornuta, Crambe maritima, Festuca pseudovina, Hemiaria glabra, Humulus lupulus, Koeleria cristata, Leersia orizoides, Mélica pida, Otites borysthenica, Pseudolysimachion incanum etc) и мезомеридиональной (Cladium mariscus, Cyperus fuscus, Nonea rossica, Salvia stepposa etc) свит находят в регионе подходящие условия для произрастания. CK является почти полностью экстразональным по отношению к термоклиматическим условиям большей части региона. В его южной половине субмезотермы приурочены к локальным термотопам с повышенным теплообеспечением. CK относительно соответствует региональным условиям атмосферной влажности с предпочтением условий субконтинентального омбротопа на восточных и юго-восточных окраинах региона. В отношении влажности и богатства почвы этот комплекс характеризуются численным преобладанием в наиболее сухих гидротопах промежуточного типа увлажнения почвы, а также приуроченностью к довольно богатым трофическим условиям. Эти предпочтения свойственны как видам, произрастающим в естественных сообществах, например, на остепненных лугах, так и синантропным видам. Особенностью гелиотопической характеристики CK является очень узкий диапазон гелиотопов, свойственный его представителям, с численным господством в условиях высокой светообеспеченности. В основной массе видов этот комплекс характеризует неконкурентоспособность в сообществах закрытого типа (лесных и болотных), способность к произрастанию преимущественно в синантропных сообществах, а также в сообществах открытого типа с нарушенным или разреженным растительным покровом в условиях повышенного теплообеспечения, пониженной почвенной влажности, часто при заметном засолении. 5.6. Меридиональный комплекс (МК). Почти все его виды являются заносными растениями, практически не играющими никакой роли в региональном растительном покрове (Cannabis ruderalis, Echinochloa crusgalli, Setaria weimannii etc). Видовое разнообразие МК в регионе может варьировать в разные годы и в значительной степени определяется термоклиматическими и омброклиматическими условиями

вегетационного сезона конкретного года и их проявлениями в конкретных биотопах, а также особенностями антропогенного воздействия. 2-й ТОМ. 6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ФЛОРЫ СЗВЕ. Рассмотрены закономерности термотопической, омбротопической, климатотопической, гидротопической, трофотопической и гелиотопической структуры флоры региона в сравнении с аналогичными структурами отдельных комплексов. Исследованы особенности их экологических пространств, построенных с учетом экологических диапазонов региональных популяций, и их соответствие особенностями природной экосистемы СЗВЕ. 6.1. Термотопическая структура (ТС) флоры. ТС - закономерности распределения региональных популяций видов по термотопам под воздействием фактора тепла. В ТС флоры региона преобладают зональные термоморфы (бореальные и умеренные) и представлены экстразональные термоморфы («северные» - арктические и субарктические, «южные» -

субмеридиональные и, в очень

Рис. 1 .

10Ю малом числе, меридиональные)

(рис. I)3. При этом хорошо выражено господство термоморф УК и вторая позиция термоморф ^ ^ « л л » БК. Следует отметить, что

¿Ь ^ ^ >?-

^ л^* ^ несмотря на преобладание в

¿Г ¿г

* регионе сообществ таежной зоны

над сообществами подтаежной зоны (биоценотический уровень), по количеству видов преобладают представители температной свиты умеренного комплекса (биотический уровень). Среди экстразональных термоморф ТП обнаруживается подавляющее превосходство «южных», более требовательных к теплу термоморф над холодостойкими «северными» термоморфами. ТС флоры определяет особенности его термотопического пространства (ТП).

3 Здесь и далее на диаграммах подобного типа показаны планки погрешностей с относительными ошибками с использованием пятипроцентных значений.

Арктический термотоп

Тропический 50,-'40,- К. Субарктический

термотоп ' Эр . »У термотоп

20 •У

■ 10.,

(•Субтропический 0 Бооеаяьный термотоп

Меридиональной термотоп

■ умеренный термотоп

Субмеридиональный термотоп

Рис. 2 —ЕА ТП представляет собой

виртуальное пространство, которое формируется ТП региональными популяциями видов под

воздействием фактора тепла, его можно вычислить с учетом термотопического диапазона

каждого вида и изобразить графически.

ТП АК графически представлено на рис.24. Оно расположено почти полностью за пределами термотопов региона. Это означает, что все его представители, встречающиеся в лесной флоре региона, как показал Н.А.Миняев, являются реликтами (в географическом смысле) более холодных климатических эпох позднего плейстоцена и начала голоцена. В настоящее время они произрастают здесь только в сообществах с разреженным растительным покровом в условиях наименьшего «давления жизни» (на скалах, в прибрежных и водных местообитаниях). Лишь на северной окраине региона арктические виды встречаются, кроме того, в составе сообществ приморских тундр в наименее _

Арктический термотоп 8 •-.

Тропический термотоп б

Субарктический термотоп

теплообеспеченных биотопах.

ТП МК (рис. 3) практически полностью лежит за пределами региона. Почти все виды МК относятся к адвентивному элементу флоры. Распространение их связано с антропогенным

воздействием на природные экосистемы. Лишь его один вид (А1с1гоуапс1а

Субтропический

термотот

Меридиональный термотоп

Бореальный термо-оп

Умеренный термотоп

Субмеридиональный термотоп

4 На графиках этого типа здесь и далее числа на вертикальной оси обозначают классы численности видов в экотопах.. Все экотопы (в данном случае термотопы) в пределах СЗВЕ ограниченные линией Р, отображают соответствующее экологическое пространство. За пределами региона экологическое пространство ограничено ломаной линией ЕА.

vesiculosa), по-существу, включен в природную экосистему региона: его появление во флоре региона, вероятно, обусловлено регулярными миграциями

Тропический термотоп

Субтропический термотоп

Меридионаяьн термотоп

/ / vso..L. \ '

Субмеридиональный термотоп

Субарктический термотоп

■:• Вореальчый термотоп

Умеренный термотоп

перелетных птиц. Арктический терто™

Очень узкое ТП в пределах СЗВЕ имеет СК (рис. 4). Лишь очень малая часть его видов встречается в бореальном термотопе (в основном, это представители водных и околоводных фитоценозов, а также сегетальных и рудеральных сообществ). Термотопические диапазоны большинства его видов на СЗВЕ ограничены умеренным термотопом южных окраин региона или азональными термотопами с повышенным теплообеспечением. В то же время термотопические диапазоны значительного числа видов СК полностью расположены за пределами

региональных экотопов. Эти виды

Рис.5

Тропический термотоп

Субарктический термотоп

Субтропический термотоп

Меридиональный гермотот

Бореальный термотоп

Умеренный термотоп

относятся к адвентивному элементу флоры региона и встречаются в составе сегетальных и рудеральных сообществ.

Значительная часть ТП УК (рис. 5) приходится на региональные термотопы, однако большая часть его располагается за пределами регионального пространства. Большинство видов УК приурочены к умеренному термотопу, преобладающему в южной части региона в зоне

широколиственно-хвойных лесов, а также к азональным термотопам с повышенной теплообеспеченностью на остальной части региона.

ТП ГК (рис. 6) в равной степени распределено как в региональных

Субмеридионзльн ый термотоп

Арктический термотоп

Тропический термотоп

Субтропически! термотоп

Меридионзлэный. термотоп

Субарктический термотоп

. Бореальный термотоп

Умеренный термотоп

Субмеридиональный термотоп

термотопах, так и за пределами рис7 —-еа

лоэ. ; - р

региона в арктическом термотопе. тропический т ; субарктический

термотоп ' ■ термотоп

ТП БК (рис.7) располагается в юне почти полностью в пределах бореального термотопа, частично в

Субтропический | % Бореальный

регионе почти полностью в пределах термотол г-т.....т—т^кг? у твртоп

юэ

........-V

Меридиональный термотоп

Умерен

умеренном термотопе и заметно

Субглеридионзльмый

меньше в субарктическом теомо-ол

термотопе. За пределами региональных термотопов лишь у незначительной части видов БК их термотопические диапазоны достигают арктического и субмеридионального термотопов. Можно заключить, что бореальный комплекс в очерченном объеме в поле действия фактора тепла является вполне естественным объединением видов, наиболее отвечающим господствующим условиям теплообеспеченности региона.

ТП флоры региона в связи с подавляющим численным преимуществом видов УК оказывается

значительно шире региональных Рис 8 Арктический термотоп —-ЕА —Р

1 1 1509 . :

Субарктический

термотопов (рис. 8) И более чем Тропически* термотоп 1(ю? ; термотоп

Бореальный термотоп

наполовину смещенным в сторону Су6фоП11Ч1!СКИЙ и:.,,:

термотоп /

тсплообеспеченных евразиатских V ;

термотопов, преимущественно МеРГдаотопНЫК -^Умеренныйтермотоп

субмеридионального термотопа. субмеридиональный

термо-оп

Очевидно, что современная флора имеет значительно более умеренный характер, чем предполагают современные зональные условия теплообеспеченности региона. Эту закономерность, выявленную автором ранее при анализе структуры флоры Соловецкого архипелага, можно объяснить историческими причинами как следствие относительно недавнего этапа флорогенеза в оптимальных термоклиматических условиях голоцена, а именно в его атлантический период, а также сохранением до настоящего времени значительного количества экстразональных биотопов с повышенной теплообеспеченностью.

6.2. Омбротопическая структура (ОС) флоры. Рассмотрены закономерности распределения видов по омбротопам под воздействием фактора океаничности / континентальное™. В ОС флоры региона (рис. 9) представлены все возможные варианты омброморф со значительными различиями в числе видов. Наибольшей численностью обладают гемиконтинентальные омброморфы. Их господство является результатом значительной общности флорогенеза региона с единым процессом формирования флоры Северной Евразии, несмотря на катастрофическое рис. э воздействие плейстоценовых

• оледенений на биоту.

И Сопоставимую с ними по

Л ■ В | ^ численности позицию имеют

^ # ^ # субокеанические омброморфы.

У У У а? / /

л? ^ ^ Преобладание совокупности

Л04" о° ^ ^ ^ >

* С? ^ ^

¿я океанических типов омброморф

над гемиконтинентальными омброморфами и над совокупностью континентальных омброморф является следствием особенностей омброклиматического режима СЗВЕ как приморского региона с его высокой влажностью атмосферного воздуха и пониженной испаряемостью, расположенного между неоднократно изменявшими свои очертания морями, приледниковыми и послеледниковыми водоемами. Подавляющее господство принадлежит омброморфам, чьи потенции совпадают с условиями современного атмосферного увлажнения и испаряемости СЗВЕ. Экстрапоясные омброморфы представляют собой несомненные географические реликты иных омбротопических условий позднеледниковых и послеледниковых эпох. Среди экстрапоясных омброморф преобладают континентальные омброморфы, что, вероятно, связано с особенностями истории формирования региона, а именно, с распространением «сибирских таежных элементов» на СЗВЕ. Присутствие континентальных омброморф связано с именно тем, что в позднеледниковые эпохи происходили

неоднократные изменения омбротопических условий, выражавшихся в аридизации климата при наступлении ледников последних стадий ледниковой эпохи вплоть до пребореала. Омбротопическое пространство (ОП) есть виртуальное пространство, формируемое региональными популяциями видов под действием фактора океаничности / континентальное™; его можно с учетом омбротопических диапазонов видов вычислить и графически построить для каждого флористического комплекса и флоры региона в целом.

ОП АК (рис. 10) и ОП ГК (рис. 11) имеют очень близкие очертания, что позволяет охарактеризовать их как океаническо-субокеанические.

ОП АК в пределах региона

океаническии омбротоп

континечтзльн омбротоп

несколько

субокеанического

субокеанический

омбротоп значительным

субконтинентэльный омбротоп

смещено в сторону омбротопа со присутствием в океаническом и в субконтинентальном омбротопах. В континентальном омбротопе, развитом за пределами региона, ОП этих комплексов представлены существенно меньше. В этой связи можно заключить, что АК и ГК флоры региона формировались в значительной мере под воздействием влажного климата, колебавшегося от океанического и субокеанического (в периоды дегляциации и развития приледниковых и послеледниковых водоемов) до субконтинентального (в периоды максимального развития ледниковых покровов). В то же время слабая представленность ОП

рассматриваемых комплексов

океаническии омбротоп

В континентальный омбротоп

континентальном омбротопе,

суоокезническии омбротоп

субконгинентальный омбротоп

возможно, косвенно свидетельствует об отсутствии или кратковременности континентальных условий в поздневалдайское ледниковье на территории региона.

Океанический омбротоп

Континентальный омбротоп

Субокеаничес-и омбротоп

Субконтинентальнь омбротоп

ОП субокеанического типа (рис. 12) свойственно УК: оно наиболее развито в субокеаническом омбротопе, существенно меньше в

субконтинентальном и океаническом омбротопах региона. В

континентальном омбротопе за пределами региона ОП УК представлено очень слабо. Эта особенность, скорее всего, обусловлена исторической причиной, ибо УК во флоре региона сформировался под влиянием относительно влажного климата атлантического периода голоцена, очевидно, в результате преимущественных иммиграций атлантической европейской флоры.

Субконтинентально-субокеаническое ОП характерно для БК (рис. 13). Его ОП почти одинаково развито как в совокупности более океанических, так и во вместе взятых более континентальных омбротопах. В регионе ОП БК наиболее представлено в субокеаническом, чуть менее - в субконтинентальном, и заметно слабее - в океаническом омбротопах. В целом, очертания ОП БК обусловлены позднеплейстоценово-голоценовой историей формирования естественной флоры региона, когда вследствие чередования стадий гляциации и дегляциации, развития и деградации океанический

омбротоп с.

Рис. 14 .... ^ -ЕА

водных покровов происходили ™

неоднократные миграции на территорию региона различных по своей природе бореальных элементов.

Усиление континентальных

тенденций характерно для ОП СК (рис. 14), которое имеет субконтинентальный характер и приурочено, б.ч. к

Океанический омбротоп

Континентальный омбротоп

Субокезнический омбротоп

Субконтинентальный омбротоп

у1

/зо 1

Континентальный / - ■

омбротоп \

Субокеа

ОМбрОТОП

Субконтиненталыый омбротоп

Субконгинентальный омбротоп

региональным омбротопам. Подобный характер ОП СК обусловлен также историческими причинами и, прежде всего, омбротопическими условиями позднеледникового лесостепного периода, имевшего место в регионе примерно в середине плюсского межстадиала, и, отчасти, - условиями суббореального периода голоцена, отличавшегося от настоящего времени несколько более континентальными омбротопическими параметрами.

ОП МК (рис. 15) имеет субконтинентально-континентальный характер и

расположено, в основном, за пределами окезнический омброюп региональных омбротопов. Его резкое

АЛ _р

V" отличие от аналогичных пространств

континентальный......¿Г;-,........V.......субокезнический 0СТальных комплексов подчеркивает

омбротоп I ' омбротоп

\ | чужеродность меридиональных видов

для естественной флоры региона.

ОП флоры СЗВЕ (рис. 16) является преимущественно субокеаническим. Очевидно, что ОП современной флоры региона в значительной степени отражает господствующие здесь условия

атмосферного увлажнения. При этом

Океанический

™бротоп _ед частные ОП отдельных комплексов (за

р исключением МК) не могут быть

Кон|инен1альный У 1 Субокеанический объяснены, исходя из современных

омбротоп \ 1 ,// омбротоп

условий океаничности /

континентальности региона, и в

Субконтинентальный

омбротоп значительной степени отражают

характер омбротопических условий времени иммиграции их видов на территорию региона.

6.3. Климатотопическая структура флоры. Рассмотрена дифференциация по климатотопическим свитам, выделенных с учетом медиан их термотопических и омбротопических диапазонов. Для климатотопической структуры флоры региона характерно преобладание умеренных субокеанических свит, вторая позиция умеренных гемиконтинентальных свит и

третья - бореаяьных гемиконтинентальных свит. В целом, явственно проявляется ядро свит с наибольшей видовой численностью от суббореальных до криомеридиональных свит в зональном разрезе и от субокенических до субконтинентальных свит в секторальном разрезе. На рисунке 17 приведено графическое изображение климатотопической структуры флоры СЗВЕ. На оси У (высота) показано число видов климатотопических свит, на оси X (ширина) отмечены термотопические свиты, на оси Ъ (глубина) - омбротопические свиты; каждая климатотопическая свита изображена в виде конуса, высота

вершины которого указывает на число видов этой климатотопической свиты.

6.4. Гидротопическая структура (ГС) флоры (рис. 18). Выявлены закономерности распределения региональных популяций видов по гидротопам рис.18 под воздействием фактора почвенной

ооэ

| да ' ж влажности. Для ГС флоры рег иона

^"¿ЦйШИШш характерны значительные доли двух

основных (промежуточного и гигрофитного) ^ # 4 типов гидроморф и полное отсутствие

гидроморф аридного типа, явственное преобладание гидроморф промежуточного типа (субмезофиты, мезофиты и пермезофиты) при существенной роли гидроморф гигрофитного типа (семигигрофиты, субгигрофиты и гигрофиты) и небольшой доле гидроморф водного типа (субгидрофитов).

ГС определяет особенности гидротопического пространства (ГП) -

виртуального пространства, образованного региональными популяциями видов под воздействием фактора почвенной влажности. ГП отдельных флористических комплексов и флоры в целом может быть вычислено и графически построено с учетом гидротопических амплитуд видов. Для большей наглядности при построении ГП флоры и ее основных комплексов региональные гидротопы были объединены в три основных типа: промежуточный (лугово-степной, сухолуговой и влажнолуговой гидротопы), гумидный (сыролуговой, болотно-луговой и болотный гидротопы), водный (прибрежно-водный и мелководный гидротопы).

Ярко выраженный гумидный

характер ГП ГК (рис. 19) можно считать своего рода «визитной карточкой» этого комплекса, в которой отражена наиболее яркая черта ее представителей - способность к произрастанию в избыточно увлажненных местообитаниях.

Гидроголы промежуточного типа

Рис. 19

Гидрсгтопы гумидн ого типа

типа

Гидротопы промежуточного типа

Небольшое смещение ГП БК в

Рис. 20

Гидротопы ВОДНОГО ..... "__________________.„ Гидротопы

500

сторону гидротопов гумидного типа также является характерной чертой (рис. 20), отличающей его от аналогичных гидротопических

пространств как более

пространств как

требовательных к теплу комплексов, так и более холодостойкого АК.

Гидротопы промежуточного типа

Гидротопы водного типа

Гидротопы промежуточного

Гидротопы водного типа

Гидротопы гумидного типа

Для ГП АК (рис. 21) характерно почти паритетное распределение в поле гидротопов гумидного и промежуточного типа, а также практически полное отсутствие в поле

Гидротопы

гумидного типа ГИДрОТОПОВ ВОДНОГО ТИПЭ.

Отчетливое смещение в сторону гидротопов промежуточного типа характерно для ГП УК (рис. 22). В менее влажных местообитаниях численность его

представителей почти в двое превышает

Гидротопы промежуточного типа

численность в гумидных гидротопах.

ГП СК имеет еще более заметный сдвиг в сторону гидротопов промежуточного типа и гораздо меньшее участие в гумидных гидротопах (рис. 23).

ГП МК (рис. 24) проявляет наиболее выраженный промежуточный характер, но в виду малочисленности его представителей можно судить лишь о

возможных тенденциях в его

(идротопы родного типа

Гилротопы гумидного ти

Гидротспы промежуточного типа

формировании, которое, в основном, происходит в настоящее время благодаря деятельности человека.

В виду подавляющего численного

Гидротопы гумидного типа

I идротопы водного типа

превосходства представителей

промежуточного типа гидротопов при рис.25 значительной численности обитателей гумидного типа гидротопов ГП флоры СЗВЕ

1идротопы

(рис. 25) ОТНОСИТСЯ К гумидно- водного типа

Гидротопы промежуточного

Гидротопы гумидного типа

промежуточному типу увлажнения почвы. Для него характерна довольно значительная роль гидротопов гумидного типа увлажнения почвы при доминировании по численности видов гидротопов промежуточного типа. Эта особенность ГП флоры соответствует существующим в настоящее время на СЗВЕ условиям влажности почвы.

6.5. Трофотопическая структура (ТфС) флоры. ТфС региона (рис. 26) характеризуется участием галофитных трофоморф при явственном преобладании гликофитных трофоморф. Присутствие галофитных трофоморф связано с наличием засоленных приморских местообитаний, минеральных источников и выходами ряда скальных пород. Среди галофитных трофоморф преобладают факультативные галофиты, что объяснимо промывным режимом почв при высокой влажности атмосферного воздуха. Облигатные галофиты чаще всего связаны с приморскими галофитными местообитаниями по берегам

северных морей с высокой степенью солености вод, так как

¡¡аез

Й1Й1 11111111

соленость вод Финского залива невысока. Соленость вод Балтийского моря неоднократно менялась в начальные периоды

облигатные галофиты факультатмэные гликофиты

галофиты формирования флоры СЗВЕ

поэтому галофиты, произрастающие в прибалтийской части региона, чаще всего представлены факультативными галофитными трофоморфами. Среди гликофитных трофоморф региона численно преобладают семиэвтрофные гликофиты типа довольно богатых почв, что связано не с наибольшим распространением экотопов с довольно богатыми почвами, а с наибольшим видовым разнообразием экотопов этого типа. В целом, для ТфС гликофитов СЗВЕ характерны значительная доля эвтрофного комплекса (эвтрофы и семиэвтрофы вместе), почти равная совокупной доле остальных трофоморф, а также почти равные количественные доли мезотрофов и олиготрофного комплекса (олиготрофы и семиолиготрофы вместе). ТфС флоры определяет

особенности трофотопического пространства (ТфП), которое представляет собой виртуальное пространство, сформированное региональными популяциями видов под воздействием фактора почвенного богатства. ТфП вычислено и графически изображено с учетом трофотопических диапазонов видов для каждого флористического комплекса и флоры региона в целом.

ТфП МК (рис. 27) виду крайней

малочисленности его видов сильно деформировано.

Субгликофитно-олиготрофный тип характерен для ТфП АК (рис.28) и ТфП ГК (рис. 29) с ярко выраженным преобладанием в наиболее бедных Рис. 28

Олиготрофы: особо бедные почвы

Галофиты: сильно засоленные почвы

Субгзяофиты: средне засоленные почвы

Г/бгликофиты: слабо засоленные почвы

Ссмиолиготрофы. бедные почвы

Мезотрэфы: небогатые почвы

Семи эвтрофы: довольно богатые почвы

Олиготрофы: особо бедные почвы

Галофиты: сильно засоленные почвы

Губгпгофиты: средне засоленные почвы

Эвтрофы: богатые поч вы

гликофитных трофотопах и с высокой численностью в слабозасоленных трофотопах. Эти ТфП имеют

Мезотрофм:

небогатые почбы незначительные отличия.

Семиолиготрофы бедные (

Сибгликофиты: слабо засоленные поч вы

Семи эвтрофы, довольно богатые почвы

Рис. 29

Эвтрофы: богатые почвы

Олиготрофы: особо бедные почвы

В ТфП АК по сравнению с ТфП ГК наблюдается несколько более значительная доля трофотопов особо бедных почв и трофотопов среднезасоленных почв. Особености ТфП АК

подчеркивают маргинальность его видов в лесной флоре Северо-Запада Восточной Европы как пережитков более суровых эпох в процессе формирования региональных

экосистем и их неспособность к успешной конкуренции в более благоприятных условиях с видами остальных флористических комплексов. В то же время для ТфП ГК по сравнению с аналогичным ТфП АК характерно более значительное смещение в

Галофиты: сильно засоленные почзы/

Субгалофиты: средне засоленные почвы

Субгликофиты: слабо засоленные почвы

Семиолиготрофы: бедные почвы

№езо~рофы: небогатые почвы

Семиэвтрофы: довольно богатые почвы

Эвтрофы: богатые почвы

сторону трофотопов слабозасоленных почв. Это обусловлено значительной ролью в его составе видов, произрастающих в диапазоне от слабозасоленных до среднезасоленных почв по морским побережьям, у выходов минеральных

источников и на карбонатных

ПлиглтппЛкг лгпЛл ^

РИС. 30

Олиготрофы: особо бедные почеы

Галофиты: силэно засоленные почвы

Субгалофитэк средне засоленные почвы

Субгликофиты: слабо засоленные почяы

породах. В остальном вывод, касающийся трофотопических приоритетов АК, может быть

Мгзотрофы:

небогатые почвы полностью распространен и на

С ем иол и го* рофы: бедные почвы

Семиэвтрофы: довольно богатые почвы

Эвтрофы: богатые

особенности ТфП ГК, виды которого также отсутствуют в

почвы трофотопах более богатых почв.

ТфП БК (рис. 30) - мезотрофного типа, с заметным преобладанием трофотопов небогатых почв, но с почти паритетным участием трофотопов как более бедных, так и более богатых

Рис. 31

Олиготрофы: особо бедные почвы

Галофиты: сильно засоленные почвы

Субгалофиты: средне засоленные почвы

Субгликофиты: слабо засоленные почвы

Семиолиготрофы: бедные почвы

Мезотрофы: небогатые почвы

Семиэвтрофы: дозольно богатые почвы

Эвтрофы: богслые почвы

Олигстрофы: особо бедные почвы

почв, а также с небольшой, но отчетливо заметной долей галофитных трофотопов.

Семиэвтрофный тип имеют ТфП УК (рис. 31) и ТфП СК (рис. 32), очень похожие между собой по своим очертаниям. Для ТфП УК отличительной чертой является несколько большая совокупная доля трофотопов бедных почв по сравнению с аналогичной долей ТфП СК.

ТфП СК характеризуется несколько более значительной ролью трофотопов засоленных почв по сравнению с их ролью в ТфП УК. Общее ТфП флоры региона (рис. 33) имеет семиэвтрофный характер и по своим очертаниям

Галофиты: сильно засаленные почвы

Субгалофиты: средне засоленные почвы

Субглимофить1: слабо засоленные почвы

Семиолиготрофы: бедные печеы

Мезотрофы: небогатые почвы

Семиззтрофы: довольно богатые почвы

Эвтрофы: богатые почвы

Гэлофиты: сильно засоленные почвы

Субгалофиты: средне засоленные почоы

Субгликофиты: слабо засоленные почвы

Семиолиготрофы: бед и ые поч вы

Мезотрофы небогатые почвы

Семиэвтрофы: доеольно богатые почвы

Эвтрофы: богатые

олиготрофы: особо наиболее напоминает ТфП УК (рис.

бедные почвы т 1

1КО

31), что обусловлено наибольшей численностью последнего.

Более бедные по почвенному богатству трофотопы очень широко распространены в таежной зоне, почвы покрывающей большую часть

территории, но по количеству видов они уступают трофотопам более богатых почв экстразональных трофотопов и трофотопов подтаежной зоны южной окраины региона.

Рис. 34

6.6. Гелиотоническая структура ж (ГлС) флоры. В ГлС флоры региона (рис. 34) представлены все гелиотопические свиты, но роли их значительно различаются. Отмечается преобладание гелиофитов режима полного света, несмотря на значительно более широкое распространение лесных экотопов с преобладанием режима затенения. В то же время гелиофиты режима густой тени представлены лишь отдельными видами, перешедшими к сапротрофному питанию за счет симбиоза с грибами. В целом, в гелиотопической структуре флоры региона явственно проявляется подавляющее господство гелиофитов режима полного света за счет высокого видового разнообразия нелесных сообществ. На долю семигелиофитов режима

затенения приходится менее трети численности гелиоморф несмотря на подавляющее пространственное

господство лесных биотопов. ГлС флоры определяет особенности гелиотопического пространства (ГлП), которое представляет собой

Гелиоморфы

Полный свес свеювйн свита

Густая тень:теневая свита

Зо-снсчис. субтснеооя. свита

Полный свет субсзетоэаясвита

Затенение, полусветовая свита

виртуальное пространство, образованное региональными популяциями видов под воздействием фактора освещенности местообитаний. ГлП вычислено и графически построено с учетом гелиотопических диапазонов видов для каждого флористического комплекса и флоры региона в целом. ГлП АК обладает наибольшим своеобразием (рис. 35):

Полный свет: световая сзита

Густая тень: теневая свита

Затенение: субтеневая свита

1» Полный CQC

IY субсветовая а

. Затенение: ..................полусзетовая

здесь всецело господствуют виды гелиотопов полного света, что подчеркивает его «чужеродность» в лесной флоре региона.

ГлП МК (рис. 36), несмотря на малочисленность его видов во флоре региона, отражает нелесной характер его представителей с предпочтением режима полного

Полный свет:

света, однако способных произрастать В условиях Рис.37 световая свита

затенения как сорные и рудеральные растения.

Сходные

саетозая свита

конфигурации ГлП с

Густая тень: тенеззясвита '

Затенение: субтенеааи' сзита

Полный свет: - субсветовал свита

Затенение: "'полусвеговаи свита

Густая тень: тенеоая свита

полный свет: господством режима полного света, но с заметным

субсеетовзя

свита представительством гелиотопов разной степени

Затенение: субтенеоая свита

Затенение: полусзетовая

С8И7Э

Полный свет: сзетовая свита

затенения, характерны для ГК (рис. 37) и СК (рис.

38). Их виды лишь в незначительном числе могут встречаться в лесных сообществах с характерными для них режимами разной степени затенения.

Очень похожие очертания сближают ГлП зональных комплексов (БК и УК) с высокой ролью видов лесных сообществ.

ГлП БК (рис. 39) отличается несколько более значительной долей видов режима густой тени от доли видов аналогичного режима ГлП УК (рис. 40) при численном преимуществе

Густая тень: теневая свитз

Затенение: субтеневая свита

Полный свет: субсоетооая свита

Затенение: полусзетовая свита

Полный свет: световая свита

Густая тсно: теневая свита

Полный свет: субсветовая свита

Затенение: субтеневая свита

Затенение: полусветоэая свита

Густая тень: теневая

Затенение: субтеневая свита

свита

Рис. 41

Полный свет: соетооая свита

Затенение: лолусзетовзя свита

Полный сеет: субсветовзя свита

последнего.Общее ГлП флоры СЗВЕ (рис. 41) наиболее близко к ГлП зональных лесных комплексов (БК и УК). Его можно определить как хорошо светообеспеченное и, в то же время, со значительным присутствием видов гелиотопов различной

степени затенения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование ЭС флоры СЗВЕ выполнено в русле относительно нового направления в типологическом анализе естественных флор крупных природных регионов, результаты которого дополняют и углубляют представления об основных закономерностях современной флоры как составной части геосистемы. В то же время эта работа является развитием идей Николая Александровича Миняева о необходимости комплексного подхода к исследованию закономерностей флорогенеза и, в этой связи, поисках нетрадиционных методов исследования структуры молодой флоры миграционного типа, формирование которой продолжается и в настоящее время. Выявленные автором индивидуальные экологические особенности флористических комплексов СЗВЕ, обусловленные в значительной степени особенностями флорогенеза, отчетливо показывают различные перспективы их видов в региональных экосистемах в случаях тех или иных климатических изменений и антропогенных воздействий.

Адаптация методики фитоиндикации применительно к природным условиям региона позволила отразить своеобразие экологических диапазонов местных популяций видов высших сосудистых растений, сформировавшихся под воздействием определенных пространственно-временных диапазонов экологических факторов в относительно короткий в геологическом смысле промежуток времени менее 20 тысяч лет. В результате проведенного климатотопического анализа ареалов видов сосудистых растений региона автор доказала, что региональная флора имеет характер: во-первых, более умеренный по сравнению с региональными условиями зонального тепла; во-вторых, в значительной степени соответствующий господствующим региональным условиям океаничности / континентальное™. Для ГС флоры СЗВЕ характерны следующие черты: значительные доли гидроморф двух

основных типов увлажнения почвы (промежуточного и гумидного); полное отсутствие гидроморф аридного типа увлажнения почвы; отчетливое преобладание мезофитов при значительной роли гигрофитов и небольшой доле субгидрофитов. ТфС флоры региона характеризуется участием галофитных трофоморф при явственном преобладании гликофитных трофоморф. Среди гликофитов СЗВЕ характерно преобладание эвтрофного комплекса (эвтрофы и семиэвтрофы вместе), почти равные количественные доли мезотрофов и представителей олиготрофного комплекса (олиготрофы и семиолиготрофы вместе). В ГлС флоры региона отмечено преобладание гелиофитов режима полного света, в то же время гелиофиты режима густой тени представлены лишь отдельными видами, перешедшими к сапротрофному питанию за счет симбиоза с грибами.

ЭП флоры высших сосудистых растений СЗВЕ с учетом экологических диапазонов видов охарактеризовано по пяти основным экологическим факторам, как: бореально-умеренное, благоприятствующее субмикротермным термоморфам; с численным доминированием субмикротерм УК над микротермами БК при пространственном преобладании сообществ таежной зоны над сообществами умеренной зоны; среди экстразональных термоморф с подавляющим превосходством «южных», более теплолюбивых, над «северными», более холодостойкими;

субокеаническое, благоприятствующее омброморфам, способных к произрастанию в условиях повышенной атмосферной влажности; с подавляющим господством омброморф, чьи потенции совпадают с условиями современного атмосферного увлажнения и испаряемости СЗВЕ с незначительным присутствием «экстрапоясных» омброморф (с преобладании среди них континентальных омброморф), представляющих собой несомненные реликты иных омбротопических условий позднеледниковых и послеледниковых эпох;

гигрофитно-мезофитное, благоприятствующее мезофитам и гигрофитам; исключающее возможность произрастания гидроморф аридного типа; с явственным преобладанием мезофитов при значительной роли гигрофитов и небольшой доле гидрофитов;

гликофитное, отчасти с галофитными трофотопами; с довольно высоким разнообразием видов гликофитных трофотопов от особо бедных до довольно богатых почв при более широком географическом распространении гликофитных трофотопов

более бедных почв, чем трофотопов более богатых почв; с численным преобладанием семиэвтрофных гликофитов типа довольно богатых почв в виду их наибольшего видового разнообразия; благоприятствующее галофитам факультативного типа по причине господства среди галофитных трофотопов типа слабого почвенного засоления при высокой степени промывного режима почвы;

светообеспеченное, с господством гелиофитов режима полного света за счет болеее высокого видового богатства нелесных экотопов при подавляющем пространственном господстве лесных сообществ с менее высоким видовым разнообразием.

Очевидно, что ЭП флоры СЗВЕ не тождественно современным экологическим условиям, которым в большей мере соответствует зональная растительность региона с преобладанием бореальных лесов. Возможно, что в отношении фактора тепла трансформация ЭП флоры связано с относительно недавним прошлым - более теплым временем среднего голоцена, позволившем относительно теплолюбивой флоре широко расселиться в регионе, а также с сохранением более теплообеспеченных экстразональных термотопов. В то же время сдвиг ЭП по факторам трофности почв и освещенности, несомненно, связан с широким распространением в природе вторичных сообществ, а также синантропной растительности с более высокими параметрами соответствующих условий. В общем смысле, смещение ЭП флоры в сторону оптимальных экотопов по сравнению с пространственно преобладающими региональными экотопами обусловлено более высоким уровнем биологического разнообразия первых, что является наиболее общим принципом пространственно-временного распределения биоты в экосистемах. Однако диапазон и конфигурация смещения ЭП региональной флоры, безусловно, имеют индивидуальный характер и определяются особенностями генезиса ответствующей экосистемы. Этот тезис хорошо иллюстрируется рассмотренными выше особенностями ЭП отдельных флористических комплексов региона.

Особенности ЭП флоры СЗВЕ при изменении климатических условий в сторону умеренности и большей влажности будут благоприятствовать ее существованию и обогащению умеренными (субмикротермными), преимущественно европейскими элементами, в то же время холодостойкие (гекистотермные) и более континентальные элементы будут элиминироваться. При изменении климатических условий в

противоположном направлении, в сторону более холодных и более континентальных условий, преимущество получат бореальные микротермы при заметном общем обеднении за счет исчезновения более теплолюбивых элементов. Изменения режимов почвенной влажности и трофности будут оказывать благоприятствующее или ограничивающее воздействие на отдельные флористические комплексы, наиболее отвечающие изменившимся условиям или диссонирующие с ними. Возрастание светообеспеченности, например, в результате деградации лесного покрова, приведет к потере немногочисленных тенелюбивых лесных видов, тогда как в составе каждого комплекса и флоры в целом сохранятся не только светолюбивые виды, но и виды с довольно широкой амплитудой гелиотопических условий. В то же время, вероятнее всего, произойдет резкое увеличение биологического разнообразия в связи с экспансией светолюбивой флоры безлесных природных зон, особенно при повышении теплообеспеченности региона вследствие изменения параметров климатических факторов. При резком снижении светообеспеченности, возможном лишь в результате катастрофических изменений природы региона, можно достаточно уверенно прогнозировать самое существенное уменьшение биологического разнообразия за счет полной потери наиболее многочисленных в современной флоре представителей гелиотопов режима полного света.

ВЫВОДЫ

1. Современная флора региона имеет значительно более умеренный характер, чем предполагают современные условия теплообеспеченности СЗВЕ, что является следствием относительно недавнего этапа развития флоры в оптимальных термоклиматических условиях голоцена, а также сохранением до настоящего времени значительного количества экстразональных биотопов с повышенной теплообеспеченностью. В то же время ТС каждого комплекса флоры СЗВЕ имеет свои индивидуальные особенности, которые связаны не только с современными термоклиматическими условиями региона, но в значительной мере обусловлены их палеоклиматическими флуктуациями.

2. В отношении фактора океаничности / континентальное™ климата ОС современной флоры региона в значительной степени отражает господствующие на СЗВЕ условия атмосферного увлажнения. При этом частные ОП отдельных комплексов не могут быть объяснены, исходя из современных условий океаничности

/ континентальности СЗВЕ: они в значительной степени отражают характер омбротопических условий времени их иммиграции в состав естественной флоры региона.

3. ГС флоры региона практически соответствует господствующим в настоящее время на СЗВЕ условиям почвенного увлажнения. Она определяется гумидно-промежуточным типом увлажнения почвы с довольно значительной численностью представителей гидротопов гумидного типа увлажнения почвы при доминировании по численности видов гидротопов промежуточного типа, благоприятствующих мезофитам. Тем не менее, несмотря на исключительное обилие различных водоемов в регионе, представители водного гидротопа (субгидрофиты) не играют существенной роли в ГС флоры СЗВЕ. В то же время гидротопические пространства флористических комплексов региона имеют свои индивидуальные черты.

4. ТфС флоры Северо-Запада Восточной Европы имеет семиэвтрофный характер. Более бедные по почвенному богатству трофотопы очень широко распространены в таежной зоне, покрывающей большую часть региона, но по количеству видов они уступают трофотопам более богатых почв экстразональных климатотопов и подтаежных климатотопов южной окраины региона. ТфП отдельных флористических комплексов вполне закономерно изменяются по численности видов (за единственным исключением у МК). Численность видов возрастает от трофотопов более бедных, частично слабозасоленных почв у холодостойких термоморф к трофотопам незаселенных, все более богатых режимов почвы у более теплолюбивых термоморф. Эта закономерность обусловлена направленностью процесса эволюции почв региона в неразрывном единстве с эволюцией его географической среды.

5. ГлС флоры СЗВЕ определяется как хорошо светообеспеченная и, в то же время, со значительной численностью видов гелиотопов различной степени затенения. При этом ГлП флористических комплексов имеют значительные отличия, которые обусловлены, прежде всего, конкурентоспособностью их видов в лесных сообществах с гелиотопами разной степени затенения, господствующих в регионе.

6. ЭС современной флоры региона представляет собой своеобразный «портрет» ее современного состояния, сложившийся под воздействием основных для высших сосудистых растений экологических факторов не более, чем за 20 тысяч лет. В то же время ней отражаются особенности ее формирования, которые особенно отчетливо

выявляются в ЭС флористических комплексов, объединяющих виды по отношению к фактору тепла - главнейшему для сосудистых растений Северо-Запада.

7. По отношению к пяти основным для сосудистых растений экологическим факторам охарактеризованы 6 флористических комплексов, в их числе: арктический, гипоарктический, бореальный, умеренный, субмеридиональный и меридиональный. Рассмотрение закономерностей экологических структур этих комплексов позволило выявить взаимосвязи формирования особенностей ЭС флоры СЗВЕ с изменениями действия рассмотренных экологических факторов в относительно небольшой в геологическом масштабе интервал времени от 20 до 10 тыс. лет.

8. Выявленные экологические закономерности флоры СЗВЕ позволяют прогнозировать изменение ее структуры в исторической перспективе на биотическом уровне при сильном, достаточно длительном и постоянном изменении воздействия каждого из рассмотренных экологических факторов (зонального тепла, океаничности / континентальное™ климата, влажности почвы, активного богатства почвы и освещенности в фитоценозе), а также при кардинальном изменении экосистем региона в результате природных катаклизмов и техногенных катастроф.

ПУБЛИКАЦИИ

Публикации в изданиях из списка ВАК:

Теплякова Т.Е. Основные факторы экологического пространства флоры Северо-Запада Восточной Европы // Биосфера. 2012. T.4. № 1. С.27. 68.

Теплякова Т.Е. Экотопические структуры основных флористических комплексов Северо-Запада Восточной Европы.1:Арктический, гипоарктический и бореальный //Биосфера.2012Т.4.№2С.177-205. Теплякова Т.Е. Экотопические структуры основных флористических комплексов Северо-Запада Восгочжй Европы Н:Умеренный, субмеридиональный и меридиональный //Бихфера2012Т.4..Уо4.С. 397-426. Теплякова Т.Е. Род Asarum и его положение в семействе Arislolochiaceae И Ботанический журнал -1985. T.70. № 8. С. 1051-1057.

Горный В.И., Теплякова Т.Е. О влиянии эндогенного тепла Земли на формирование в бореальной зоне локальных ареалов неморальной растительности// Доклады РАН. 2001. T.378. №5. С.560-561. Поздняков Ш.Р., Игнатьева H.B., Теплякова Т.Е. и др. Восстановление водноболотных комплексов в условиях мегаполиса: на примере Юнтоловского заказника//Научно-технические ведомости СП6ГПУ.2003. № 4. С. 191-196.

Горный В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Теплякова Т.Е. и др. Измерительное направление космического мониторинга мест массового размножения саранчовых // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 4. № 2. С. 197-203.

Горный В.И., Теплякова Т.Е.и др. Верификация результатов дистанционного геотермического метода при изучении природы формирования азональной экосистемы Большого Соловецкого островаУ/Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса.2009. T.6. № 6. С. 36-45.

Медведев С.Г., Тронин A.A., Теплякова Т.Е.и др. Кровососущие насекомые и иксодовые клеши лесонасаждений окрестностей Санкт-Петербурга//Известия СПбГЛТА. 2009. С193-201. Крицук С.Г., Теплякова Т.Е., Калибернова Н.М. Анализ биоразнообразия бореальных экосистем на основе геоинформационных систем с использованием спутниковых данных (на примере государственного заказника «Кургальский»)//Биосфера.2011.Т.З. №4. С. 493-513.

Бубырева В.А., Теплякова Т.Е. Николай Александрович Миняев: флорогенегик, систематик, педагог (1909-1995)//Вестник СПбГУ.2013.Вып. З.Сер.З Биол. 169-180.

Теплякова Т.Е., Малюхии Д.М., Бакина Л.Г. Особенности формирования растительного покрова на новых видах органогенных субстратов при рекультивации полигона твердых бытовых отходов//Биосфера. 2014. Т. 6. № 1. С. 118-129.

Теплякова Т.Е., Бакина Л.Г., Малюхин Д.М. Формирование экологически безопасной экосистемы при рекультивации полигона ТБО г.Гатчины: начальная стадия биологического этапа//Известия СП6ГЛТА.2014.ВЫП. 208. С. 32-36.

Gomyi V.l., Teplyakova Т.Е. Influence of the Earth's Endogenic Heat on the Formation of Local Nemoral Vegetation Areas in the Boreal Zone//Doklady Earth Sciences.2001.Vol.379.P.560-561. Публикации в других изданиях:

Теплякова Т.Е Verairiim lobelianum Bernh. (чемерица Лобеля) - новый вид флоры Ленинградской области // Вестник Ленинградского университета,-1979.- Серия Биология - Вып. 2,- № 9.- С. 114-116. Слепян Э.И., Атаев Г.Л., Волошко Л.Н., Теплякова Т.Е. и др. Природная среда акватории и побережья озера Финское//Жизнь и безопасность. СПб. 1999. № 3-4. С. 508-527. Вампилова Л.Б., Теплякова Т.Е. и др. Ландшафтные исследования резервата «Урья-Канжая» природного парка «Вепсский лес»//Матер.итог.сессии Уч.Совета:Ч.2. СПб: щд-воИТМУ,2003. С.77-91. Кулибаба B.B., Теплякова Т.Е., Храбрый В.М. Восстановление водно-болотных угодий заказника «Юнтоловский»//Пробл.и перспект. развития особо охраняемых территорий СПб: сб. статей.СПб,2003.С.26-29.

Теплякова Т.Е. Прибрежно-водная и водная растительность/Е.А.Волкова,Г.А.Исаченко, Г.Ю.Конечная, Т.Е.Теплякова и др. - Юнтоловский региональный заказник. СПб., 2005. С. 89-93. Горный Ш1 Современные проблемы дистанционного зондирования влияния природных и антропогенных воздействий на энергообмен в бореальных экосистемах: омег о НИР / ВЛГсрный, Т-Е-Тепликова и др. - СПб. [ 1ИЦЭБРА!1,2006.62с. Гос.perN01200402653.

Теплякова Т.Е. Особенности структуры и генезиса флоры Соловецкого архипелага // Методолог, проблемы экологической безопасности: сб. статей. СПб, 2008. С.253-279.

Крицук С.Г. Теплякова Т.Е., Калибернова Н.М. Опыт анализа биоразнообразия бореальных экосистем на основе ГИС с использованием спутниковых данных (на примере Кургальского заказника)// Региональная экология. СПб. 2011 № 1-2 (31). С. 30-42.

Теплякова Т.Е. Экологический анализ флоры Северо-Запада Восточной Европы//Материалы X Международной школы-семинара: «Толмачевские чтения» (14-16 апреля, Краснодар). Краснодар, 2014. С. 148-149.

Kritsuk S., Teplyakova Т. Baltic ecosystem biodiversity analysis by remote sensing data (paleogeographic aspect) // 8th Baltic Sea Science Congress, 22-26 August, 2011. St. Petersburg, Russia, 2011. P. 246.

Подписано в печать 28.01.2015 Формат 60x84 1/1<5 Цифровая Печ. л. 2.0 Тираж 100 Заказ № 25/01 печать

Типография «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 2)

Информация о работе

Теплякова, Тамара Евгеньевна
доктора биологических наук
Санкт-Петербург, 2015
ВАК 03.02.01

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Экологическая структура флоры Северо-Запада Восточной Европы ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Экологическая структура флоры Северо-Запада Восточной Европы"

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологическая структура флоры Северо-Запада Восточной Европы
ВАК РФ 03.02.01, Ботаника