Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-биологический и фитогеографический анализ флоры Приморской низменности

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дадаева, Светлана Аликадиевна

Введение

Глава 1. Физико-географическая характеристика Приморской низменности

1.1. Географическое положение и границы

1.2. Геология и геоморфология

1.3. Климат

1.4. Гидрография

1.5. Почвенный покров

Краткая история ботанических исследований Предгор

Глава 2. 32 ного и Равнинного Дагестана

Глава 3. Материалы и методы исследования

3.1 Полевые исследования

3.2 Систематическая ревизия видового состава

3.3 Типизация географических ареалов

3.4 Определение фитоценотипической принадлежности видов

3.5 Классификация жизненных форм

3.6 Методы математической обработки

Глава 4. Общая характеристика растительного покрова Приморской низменности

Глава 5. Анализ флоры Приморской низменности

5.1 Систематический анализ

5.2 Географический анализ

5.3 Эколого-ценотический анализ

5.4 Биоморфологический анализ 105 Выводы 110 Список использованной литературы 113 Приложение

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-биологический и фитогеографический анализ флоры Приморской низменности"

Актуальность темы. Актуальность темы. Флора Приморской низменности является уникальной в системе флор Дагестана. Не случайно южная граница Прикаспийского Дагестана, куда входит дельта Самура A.A. Гросс-геймом (1936) проводится по линии Северного Апшерона. В то же время Закавказье по исследованиям A.A. Гроссгейма (1926, 1936) является во флористическом отношении особым регионом, резко отличающимся от Большого Кавказа. Флора Закавказья по сравнению с флорой Большого Кавказа в третичном периоде в результате отделения его морем от Кавказа была более длительное время и в большой степени связана с флорами Передней Азии, Ирана, Афганистана и всей Средней Азии.

В условиях интенсивного хозяйственного освоения, что имеет место на рассматриваемой территории, в познании закономерностей пространственной организации и эколого-биологических особенностей трансформированного растительного покрова методы флористики, на наш взгляд, имеют целый ряд преимуществ перед геоботаническими. Причин, определяющих эти преимущества несколько. Они могут быть условно объединены в две основные группы:

1) практически полное отсутствие ненарушенных коренных или условно-коренных ассоциаций типов растительности;

2) неодинаковая степень трансформации фитоценозов в различных частях территории.

Сложившаяся ситуация сильно ограничивает возможности сравнения близких растительных ассоциаций для выявления зональных особенностей растительного покрова. Флора, как более устойчивое во времени естествен-ноисторическое явление, достаточно долго сохраняет в себе, хотя и сильно деформированные, ценопопуляции видов - элементарных единиц, из которых были построены коренные сообщества. Таким образом, при антропогенной трансформации растительного покрова флора более резистентна чем растительность и способна сохранять первичные естественные структурные характеристики растительного покрова. Другими словами, при исследовании растительного покрова интенсивно хозяйственно освоенных территорий, флористические методы являются более информативными и корректными при условии, что анализ выполнен на основании полной (с охватом более 90% видового состава) инвентаризации флоры.

В настоящее время флора и растительность Приморской низменности очень нарушены и поэтому обеднены ценными редкими древними реликтовыми гирканскими элементами. В значительной мере сократились площади типов лесов, способных переходить в третью сукцессионную стадию с почвой, обогащенной гумусом и фосфором. В то же время расширились территории, занятые остепненными и солонцеватыми лугами, сухими редколесьями, шибляком и солончаковатой полупустыней.

Среди крупных экологических проблем современности изучение биологического разнообразия и условий его сохранения отличаются безусловной актуальностью. Это понятно, поскольку комплексные крупномасштабные антропогенные воздействия не только непосредственно на растительность и животный мир, но и еще в большой степени на среду обитания, в наше время ставят под угрозу резкого обеднения этого достижения эволюции органического мира. Утрата биологического разнообразия в известной мере ослабляет устойчивость природных систем.

Уникальный характер носит не только флористический состав, но и фрагменты лесных сообществ, отдаленно напоминающие леса дельты реки Самур. По составу и структуре фитоценозов эти леса близки с гирканскими.

Исключительно важным обстоятельством является присутствие в исследуемой флоре реликтов различных геологических эпох, т.к. по территории равнинного Дагестана проходит фитогеографический рубеж между крупными выделами (на уровне областей) флористического районирования Земли.

Для того чтобы убедится в этом достаточно взглянуть на карты флористического районирования А.Л. Тахтаджяна (1978), А.И. Толмачева (1974) и др. авторов. Целый ряд реликтовых видов находятся здесь на крайних границах своих ареалов. Некоторая пестрота природно-климатического фона здесь создают благоприятные условия для соседства рефугиумов, где сохраняются виды разного географического происхождения. Более того, некоторые из этих видов в естественном состоянии в пределах России встречаются здесь и южнее. Однако, имея более или менее общие представления о числе и некоторых особенностях реликтовых видов, мы все еще не имеем подробной и конкретной информацией о размещении, ареалах и состоянии популяций видов и реликтовых фитоценозов. Интенсивная хозяйственная деятельность (выпас скота, рубка леса, дорожные работы и т.д.) в данном районе без сомнения оказывают негативное воздействие на естественный растительный покров вызывая деградацию и увеличение в его составе доли сорных растений. То же можно отнести и к естественным местообитаниям редких видов. Все это свидетельствует о необходимости скорейшей инвентаризации. Сказанное определяет актуальность данного исследования.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось установление флористического разнообразия и проведение комплексного анализа флоры Приморской низменности.

Для реализации этой цели намечались для решения следующие задачи:

1. Выявление видового состава сосудистых растений и составление аннотированного списка флоры Приморской низменности.

2. Сравнительный анализ видового разнообразия растений, а также объединение их в геотипы и геоэлементы по сходству ареалов в целях эко-лого-биологической интерпретации.

3. Всесторонний анализ флоры (систематический, эколого-географич'еский, эколого-биологический, фитоценотипический) и установление основных этапов флорогенеза.

-64. Изучение распределения видов по исследуемой территории, по типам местообитаний.

5. Сравнительная оценка математическими методами сходства систематической структуры, состава геоэлементов и жизненных форм для определения уровня флорогенетической связи с соседними регионами.

Научная новизна. Проведена таксономическая ревизия видового состава и составлен полный список сосудистых растений флоры Приморской низменности Дагестана. Используя коэффициент ранговой корреляции Спирмена (р3) и коэффициент сходства Сёренсена-Чекановского (К5С), сравнена систематическая структура флоры Приморской низменности с сопредельными флорами. На основе количественных и качественных показателей состава геоэлементов и жизненных форм показано влияние голарктических флор на фитогеографическую и эколого-биологическую структуру исследуемой флоры. В ходе полевых исследований и последующей камеральной обработки материалов выявлены новые местонахождения для 18 видов.

Теоретическая и практическая значимость работы. Данные о флоре Приморской низменности будут полезны при составлении «Конспекта флоры Дагестана». Материалы диссертации используются при чтении спецкурсов на факультете экологии Дагестанского государственного университета, могут быть использованы при составлении карт ареалов, различных баз данных, а также для сравнительного анализа региональных флор Предкавказья.

Основные защищаемые положения.

1. Составленный в ходе диссертационного исследования конспект флоры Приморской низменности, насчитывающий 1004 вида.

2. Характеристика систематической структуры исследуемой флоры и ее сравнения по показателям флористического богатства и систематического разнообразия с флорами сопредельных регионов.

3. Результаты географического анализа и закономерности распределения видов по геоэлементам.

-74. Результаты биоморфологического анализа и закономерности экологоценотического распределения видов и жизненных форм флоры Приморской низменности.

Апробация работы. Материалы работы докладывались на V Международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа» (Магас, 2003), на научно-практических конференциях «Образование и наука: Основы социально-экономического и духовного развития России» (Махачкала, 2000), «Вузовская наука - народному хозяйству» (Грозный, 2003), на заседаниях научного семинара Института прикладной экологии Республики Дагестан.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы (178 наименований, 21 на иностранных языках). Основная часть работы включает 126 машинописных страниц. Текстовая часть иллюстрирована 7 рисунками (схемы, графики, диаграммы) и 22 таблицами. В качестве приложения вынесена сводная эколого-биологическая и ботанико-географическая таблица флоры Приморской низменности.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Дадаева, Светлана Аликадиевна

выводы

1. Флора высших растений Приморской низменности включает 1004 вида относящихся к 478 родам и 100 семействам, что составляет примерно 1/4 часть всей флоры Северного Кавказа.

2. Соотношение крупных таксономических единиц во флоре Приморской низменности вполне типичное для равнин Предкавказья. Исследуемая флора на 98,96% представлена видами покрытосеменных растений и в ней совершенно отсутствуют представители ЬусоросИорЬ^а и РшорЬу1а.

3. Спектр ведущих семейств в основном соответствует флорам средиземноморского типа (первая тройка Роасеае, Аз1егасеае и РаЬасеае) с подчеркнутым влиянием флор бореальных (Сурегасеае и 11апипси1асеае в группе ведущих семейств) и туранских полупустынь (высокие ранги в спектре семейств СЬепоросИасеае, Boraginaceae, Ро^опасеае).

4. Более низкое значение родового коэффициента исследуемой флоры по сравнению с сопредельными флорами (Центральное Предкавказье и Калмыкия) подчеркивает ее гетерогенность, характерную относительно молодым, недавно сформировавшимся флорам, что можно объяснить недавним освобождением всей территории Приморской низменности из под дна Каспия и заселением ее выходцами из сопредельных флор.

5. В целом систематическая структура флоры Приморской низменности проявляет специфические черты, касающиеся видовой насыщенности, большого процента участия крупных семейств, низким родовым коэффициентом, ощутимым участием маловидовых (от одного до трех видов) семейств.

6. Фитогеографическая структура флоры Приморской низменности распадается на 24 географических элемента, объединяемых в 6 географических типов.

7. Территориально соседняя и достаточно крупная горная система Кавказа оказала почти незаметное влияние на формирование флоры изучаемой равнинной области. Виды кавказского элемента в сумме составляет всего 3,49% видового состава флоры Приморской низменности. Это подчеркивает, что область равнин Восточного Предкавказья во флористическом плане имеет иные генетические корни, чем горная часть Большого Кавказа в целом и Восточного Кавказа в частности.

8. В пределах Приморской низменности как характерные местообитания выделяются: фрагменты песчаных пустынь, морские берега, солончаки, глинистые и песчаные полупустыни, степи, речные отмели и прибрежные луга, плавни и болота, пресные водоемы, леса, пашни, сорные места. Различия между этими типами местообитаний касаются многих параметров среды: начиная от увлажнения и заканчивая физико-химическими характеристиками почв.

9. В соответствии фитоценотипическим распространением виды флоры Приморской низменности распределяются на 9 флороценотипов (пустынный, песчано-прибрежный, полупустынный, степной, луговой, водный, лесной, колюче-кустарниковый, сорный) и 15 флороценоэлементов (пустынный, песчано-прибрежный, солончаково-полупустынный, полынно-солянковый, глинисто-степной, песчано-степной, аллювиально-луговой, лиманно-луговой, болотисто-луговой, водный, тугайный, низменно-лесной, колюче-кустарниковый, рудеральный, сегетальный).

10. Во всех пятнадцати флороценоэлементах первые позиции принадлежат какой-либо тройке из следующих семейств: Poaceae, Asteraceae, Fa-baceae, Chenopodiaceae, Cyperaceae, Polygonaceae, Rosaceae, Lamiaceae, Bras-sicaceae. Причем первые места всегда занимает одно из следующих четырех семейств: Poaceae, Asteraceae, Cyperaceae, Chenopodiaceae.

11. Анализ распределения видов флоры по флороценотипам показывает, что в исследуемой флоре преобладают виды предпочитающие степные сообщества (395 видов или 39,34%). На втором месте стоят виды сорного флороценотипа (293 или 29,18%). Достаточно многочисленны виды равнинных лугов и колюче-кустарниковых сообществ, которых соответственно насчитывается 258 (25,70%) и 250 (24,90%) видов, что свидетельствует о высокой степени антропогенной нагрузки, т.к. каждый четвертый вид представлен в качестве сорняка в посевах, садах, огородах или же заселяет местообитания урбанизированных территорий.

12. Во флоре Приморской низменности насчитывается 215 (21,42%) ценотипно верных видов, обладающих строгой приуроченностью к определенному фитоценозу. Процент перекрытия составляет 86,85%. Это свидетельствует о том, что в целом растительный покров данной территории характеризуется отсутствием устойчивых, зрелых и полночленных растительных сообществ. Вероятно, коренные растительные сообщества исследуемой территории под влиянием интенсивной антропогенной нагрузки (в разных формах ее проявления) претерпели деградацию.

13. В целом анализ флороценотипов и флороценоэлементов Приморской низменности указывает на высокую гетерогенность флоры и характерных ей растительных сообществ. Такая картина в отношении данной равнинной флоры может быть объяснена только ее молодостью и генетической (по географическому происхождению) разнородностью видового состава.

14. Жизненные формы высших растений во флоре Приморской низменности образуют следующий ранжированный ряд: гемикриптофиты (437 видов или 43,52% от общего видового состава), терофиты (388 видов или 38,64%), криптофиты (80 видов или 7,97%), фанерофиты (66 видов или 6,57%), хамефиты (33 вида или 3,68%).

113—

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дадаева, Светлана Аликадиевна, Махачкала

1. Аболин Р. И. Краткая характеристика основных типов естественных угодий горного Дагестана. Махачкала, 1937.

2. Азимов В. А. Комплексный анализ биоразнообразия флоры полосы аридных редколесий Предгорного Дагестана // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Махачкала, 2005. - 24 с.

3. Азимов С.А., Керимов A.A., Штейман Б.С. Процессы дельтообразова-ния рек западного побережья каспийского моря и вопросы рационального использования природных ресурсов устьевых областей. Л.: Гид-рометеоиздат, 1986. - 104 с.

4. Акимцев В.В. Почвы Прикаспийской низменности Кавказа. Ростов н/Д.: Изд-во РГУ. 1957. - 492 с.

5. Алексеев Б.Д. Изучение и использование лекарственных растений Дагестана // Изучение и использование лекарственных растительных ресурсов СССР. Л., 1964. - С. 45-47.

6. Алексеев Б.Д. Некоторые данные о нагорно-ксерофитной растительности Дагестана // Сб.: Ботаника, растениеводство, физиология растений, вып.7. Махачкала, 1965. - С. 24-28.

7. Алексеев Б.Д. Важнейшие дикорастущие полезные растения Дагестана. Махачкала, 1967. - 141 с.

8. Алексеев Б.Д. Растительные ресурсы Дагестана. Махачкала, 1979, - 99 с.

9. Алексеев Б.Д. Ценные растения растительного покрова Дагестана. Махачкала, 1984. 79 с.

10. Алексеенко Ф.Н. Ботанические исследования на Кавказе в 1902 г.// Труды Ботанического музея АН. 3. 1907. -С. 64-93.

11. Аскербейли Э.К., Булатов Р.В., Кязимов С.М. Элементы баланса подземных вод междуречья Самур-Кусарчай // Труды Бакинского филиала ВНИИ ВОДГЕО. 1968. Вып.З. - С.28-35

12. Аскеров А.Г., Листенгартен В.А., Попов А.П. Подземные воды Самур-Кусарчайского междуречья // Учен. зап. АГУ. Сер. геол.-географ. наук. 1972,-№6. -С. 32-38

13. Бакташова Н.М. Конспект флоры Калмыкии. Элиста: Изд-во КГУ, 1994. -81 с.

14. Барбот-де-Марни H.H. Исследования Дагестанских серных месторождений и условий их эксплуатации // Материалы для геологии Кавказа. -Тифлис, сер.2, кн. 10, 1896. С. 3-95.

15. Белый В.И. О некоторых закономерностях формирования речных долин Дагестана в неоген-антропогеновое время // Изв. ВУЗов. Сер. геология и разведка. 1965, № 5. - С. 29-35.

16. Бернстейн А. Справочник статистических решений. М., 1968. 162 с.

17. Брод И.О. Очерк геологического строения и геоморфологии Восточного Предкавказья. В сб.: Месторождения нефти Восточного Предкавказья.-М., 1937.

18. Будагов Б.А., Лилиенберг Д.А., Ширинов Н.Ш. История развития гидрографической сети Юго-Восточного Кавказа. Сообщ. 1 // Изв. АН АзССР. Сер. геол.-геогр. 1959, № 5. - С. 89-100.

19. Будагов Б.А., Лилиенберг Д.А., Ширинов Н.Ш. История развития гидрографической сети Юго-Восточного Кавказа. Сообщ. 2 // Изв. АН АзССР. Сер. геол.-геогр. 1960, № 1. - С. 123-129.

20. Бурштар М.С., Варущенко С.И., Леонтьев O.K. Перспективы открытия на дагестанском шельфе нефтяного месторождения Инчхе-море // Нефтегазовая геология и геофизика, 1974, № 2.

21. Буш H.A. О поездке в Западный Дагестан // Известия СПБ бот. сада, вып.4, 1904. С. 132-136.

22. Буш H.A. По склонам Андийского Дагестана // Изв. русс, геогр. общ., Т. 40 (41), СПБ.- 1905.

23. Буш H.A. Ботаническое путешествие по западному Дагестану // Труды СПБ бот. сада Юрьевского университета вып.6, 1905. 308 с.24.25,26.29.30,31.32,33,34,35