Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Флора и растительность национального парка "Башкирия"

ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Флора и растительность национального парка "Башкирия""

СУЛТАНГАРЕЕВА ЛИЛИЯ АСФАНДИЯРОВНА

ФЛОРА И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «БАШКИРИЯ»

Специальность 03.02.01 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 5 НОЯ 2910

УФА 2010

004613827

Работа выполнена в Лаборатории геоботаники и охраны растительности Учреждения РАН Института биологии Уфимского научного центра РАН

Научный руководитель

доктор биологических наук, Мартыненко Василий Борисович

Официальные оппоненты

доктор биологических наук, профессор Ишбирдин Айрат Римович

кандидат биологических наук Сайфуллина Наиля Марксовна

Ведущая организация - ГОУ ВПО Брянский государственный университет

Защита состоится « 18 » ноября 2010 г. в 14С0 часов на заседании диссертационного совета Д 212.013.11 при ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет» по адресу: 450074, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32, биологический факультет, ауд. 332.

Факс (347) 273-67-78, e-mail: disbiobsu@,mail.ru

Официальный сайтБашГУ: http://www.bsunet.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВГ10 «Башкирский государственный университет». Автореферат диссертации размещен на официальном сайте: http://www.bsunet.ru/node/386

Автореферат разослан « октября 2010 г.

им. академика И.Г. Петровского

Ученый секретарь диссертационного совета, д.б.н.

Шарипова М.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Роль биоразнообразия (БР) в жизни человека очень велика: это важнейший ресурс, фактор поддержания равновесных циклов биосферы, индикатор степени благоприятности территории. Проблема сохранения БР как важнейшего исчерпаемого ресурса планеты на рубеже тысячелетий стала приоритетной задачей международного сообщества, отдельных стран и регионов [Примак, 2002; Миркин, Наумова, 2004; Шварц, 2004]. БР включает всю биоту территории, однако особую роль играет разнообразие растений. В конечном итоге, сохраняя растения, в соответствии с принципом «разнообразие порождает разнообразие» мы охраняем и гетеротрофную биоту - животных, грибы, бактерии.

Важнейшим условием организации охраны БР является его инвентаризация. Она необходима для оценки репрезентативности системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) региона и ведения мониторинга состояния экосистем. Отсутствие полной инвентаризации БР снижает эффективность природоохранной функции ООПТ [Горчаковский, Демченко, 2002; Миркин и др., 2002, 2004].

В современной системе охраны БР большую роль играет парадигма мягкой охраны - сращивание собственно охраны в узком смысле и рационального использования экосистем. Одна из наиболее распространенных форм мягкой охраны - национальные парки, на долю которых приходится более 25 % всех охраняемых природных территорий мира.

Федеральное государственное учреждение национальный парк «Башкирия» (НП) находится в юго-восточной части Республики Башкортостан на западном макросклоне Южного Урала. Общая площадь парка 82300 га, включая акваторию Нугушского водохранилища.

Флора и растительность района расположения НП была объектом изучений ряда исследователей, однако детальной инвентаризации флоры и полного геоботанического обследования растительности парка ранее не проводилось, что сдерживает разработку научно обоснованной системы рекреационного природопользования и охраны БР.

Цель исследования — выполнить инвентаризацию флоры высших сосудистых растений и разработать синтаксономию растительности НП, встроив ее в единую систему высших единиц Евразии. На этой основе изучить закономерности структуры фиторазнообразия (включая его динамику при рекреационных и восстановительных сукцессиях) и создать предпосылку для организации мониторинга влияния на растительность изменений климата и антропогенных факторов.

Задачи исследования:

1. Выявить флору высших сосудистых растений НП и установить наличие в ее составе редких и нуждающихся в охране видов из числа включенных в Красные книги Республики Башкортостан и Российской Федерации.

2. Провести геоботаническое обследование растительности парка, создать базу геоботанических описаний. Разработать синтаксономию лесной и травяной

растительности, охарактеризовать выделенные синтаксоны и показать их связь с условиями среды.

3. Проанализировать закономерности фиторазнообразия лесной растительности и оценить вклад в видовое богатство синтаксонов экотонного эффекта, вызванного перекрытием видовых комбинаций разных классов растительности - лесов, лугов, степей и ксеротермных опушек.

4. Охарактеризовать особенности рекреационных сукцессии лесной и травяной растительности.

5. Разработать рекомендации по совершенствованию зонирования НП в целях оптимизации рекреационных нагрузок.

Научная новизна. Проведена инвентаризация флоры высших сосудистых растений НП, в составе которой 765 видов, относящихся к 370 родам и 98 семействам. Разработана полная синтаксономия растительности парка. В ее составе 8 классов, 12 порядков, 13 союзов, 9 подсоюзов, 17 ассоциаций и ряд единиц более низкого ранга, в том числе впервые описаны 4 ассоциации и 4 субассоциации. Выполненные исследования вносят вклад в развитие синтаксономии растительности России.

Показано, что большинство ассоциаций лесов имеет экотонную природу, формируемую перекрытием видовых комбинаций лесных сообществ разных классов, а также участием видов луговой и степной растительности, что повышает видовое богатство сообществ.

Выявлены различия рекреационной динамики сообществ лесов и лугов.

Научно-практическая значимость работы. Список флоры и синтаксономия растительности НП являются необходимой основой для выявления закономерностей их экологического, фитоценотического и флористического разнообразия. Они служат фундаментом дальнейших исследований на популяционном и экосистемном уровнях, а также мониторинга изменений в растительном покрове парка под влиянием рекреационной деятельности.

Выявлены особо ценные участки на территории НП и разработаны рекомендации по совершенствованию системы его зонирования.

Связь работы с плановыми исследованиями и научными программами. Исследования флоры и растительности НП проводились в рамках планов НИР Лаборатории геоботаники и охраны растительности Учреждения Российской академии наук Института биологии Уфимского научного центра РАН, а также планов НИР научного отдела парка по теме «Инвентаризация и исследования флоры и растительности НП (2002-2012 гг.)». Исследования были поддержаны грантами РФФИ-Агидель № 02-04-97927, РФФИ № 04-04-49269-а, № 07-04-00030-а, № 10-04-00534-а, а также программой Президиума РАН «Биологическое разнообразие» (подпрограмма «Разнообразие и мониторинг лесных экосистем России»).

Декларация личного участия. Автором определены цели и задачи исследований, проведено 11 экспедиционных выездов по территории НП и прилегающим районам, в ходе которых обследовалась флора и растительность. Выполнено 230 полных геоботанических описаний. Организована общая база

данных геоботанических описаний растительности парка (400 описаний), а также создан справочный гербарий. Часть работ по флористическому, геоботаническому обследованию и созданию единой базы данных выполнена совместно с зав. лабораторией геоботаники и охраны растительности Института биологии УНЦ РАН, д.б.н. В.Б. Мартыненко, с.н.с. лаборатории к.б.н. A.A. Мулдашевым, с.н.с., к.б.н. П.С. Широких и к.б.н., доцентом Башгосуниверситета С.М. Ямаловым.

Автором разработана синтаксономия исследованной растительности, проанализировано фиторазнообразие синтаксонов, разработаны рекомендации по совершенствованию зонирования парка. Структура диссертации разработана совместно с научным руководителем, также совместно с руководителем выполнен ряд теоретических обобщений.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научн.-практ. конф. «Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость региона» (Уфа, 2005), IX конф. молодых ботаников в Санкт-Петербурге (2006), П Всеросс. науч. конф. «Принципы и способы сохранения биоразнообразия» (Йошкар-Ола, 2006), 1П Всеросс. школе-конф. «Актуальные проблемы геоботаники» (Петрозаводск, 2007), регион, конф. «Экологические аспекты сохранения биологического разнообразия национального парка «Башкирия» и других территорий Южного Урала» (Нугуш, 2007), регион, конф. «Экологические и технологические аспекты сохранения башкирской пчелы в Зауралье РБ» (Уфа, 2008), Всеросс. науч. конф. «Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии» (Иркутск, 2010). Кроме того, полученные результаты используются в лекциях и семинарах по экопросвещению в ежегодных слетах юных экологов, которые проводятся на территории НП.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 2 статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ для защиты диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Объем работы 470 страниц машинописного текста, в том числе 60 таблиц, 4 рисунка. Основной текст изложен на 301 стр., в том числе с синоптическими таблицами, приложения включают 27 таблиц и составляют 169 страниц. В списке литературы 390 наименований, в том числе 56 иностранных авторов.

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ РАЙОНА

РАСПОЛОЖЕНИЯ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «БАШКИРИЯ»

Общая площадь парка составляет 82300 га, в том числе 79800 га предоставлены в пользование НП и 2500 га акватории Нугушского водохранилища включены в его состав без изъятия из хозяйственной эксплуатации.

Протяженность НП «Башкирия» с севера на юг составляет около 30 км, в пределах координат 52°53' - 53°10' с.ш., с запада на восток - 50 км (56°23' - 57°07' в.д.). На востоке парк граничит с государственным природным заповедником «Шульган-Таш», протяженность общей границы около 40 км.

Парк находится в умеренно холодном климатическом районе, где климат характеризуется резкими колебаниями в разные годы. Важнейшими местными климатообразующими факторами являются рельеф и гидрографическая сеть. Среднегодовая температура воздуха колеблется от +0,1° С до +4,5° С. Минимальные температуры - -45-48° С, максимальные - +41° С. Продолжительность вегетационного периода составляет около 160 дней. Среднегодовое количество осадков - 500-550 мм [Атлас..., 2005].

В соответствии с геоботаническим районированием территория НП входит в среднегорный округ широколиственных лесов горно-лесной провинции [Жудова, 1966]. В геоморфологическом отношении НП входит в район низкогорного рельефа восточной области гор Южного Урала. Вершины хребтов сглажены благодаря длительному выветриванию и вымыванию. Абсолютные высоты хребтов колеблются в пределах 500-700 м [Физико-географическое..., 1964].

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ ФЛОРЫ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ РАЙОНА РАСПОЛОЖЕНИЯ НП «БАШКИРИЯ» (Обзор литературы)

История изучения района расположения НП можно разделить на три периода:

1. Флористические и геоботанические исследования до середины XX века [Лепехин, 1772; Паллас, 1776; Рехенберг, 1852; Шелль, 1881 и др.; Федченко, 1894; Коржинский, 1898; Талиев, 1903; Носков, 1913; Крашенинников, 1919 и др.; Ильин, 1922; Овчинников, 1924; Бобров, 1927,1929; Кучеровская, 1932; Линд, 1929, 1935; Соколов, 1935; Крашенинников, Кучеровская-Рожанец, 1941].

2. Флористические и геоботанические исследования второй половины XX века [Котов, 1959, 1966; Игошина, 1961, 1964; Рябчинский, 1964; Назирова, 1964; Жудова, 1966; Горчаковский 1968 и др.; Schubert et al„ 1979; Попов, 1980].

3. Современные флористические исследования и развитие эколого-флористической классификации растительности региона [Ишбирдин, 1988; Соломещ и др., 1989; Журавлева, Жигунов, 2002; Сайфуллина, 2004 и др.; Ямалов и др., 2004, 2005; Мартыненко и др., 2005; Рахматуллина 2005, 2008; Сайфуллина, Бакалова, 2005; Бударина, 2006; Баишева, 2007; Журавлева, 2007; Мулдашев и др., 2007; Рахматуллина и др., 2007; Урбанавичус, Урбанавичене, 2007; Шарипова и др., 2007; Дубовик, Шарипова, 2009].

Дан обзор исследований флоры редких видов растений, а также их популяций, бриофлоры и лихенобиоты в других ООПТ РБ [Ухачева, 1986; Нешатаев, Ухачева, 1987; Жирнова и др. 1993 и др.; Мулдашев и др. 1993; Мулдашев, 1994, 2003; Баишева, Потемкин 1998; Железная 1998 а, б, 1999; Мартыненко, Жирнова, 1999; Журавлева, Жигунов, 2000, 2003; Баишева, 2002; Ишмуратова 2002; Соломещ и др., 2002 а; Золотов, Баишева, 2003; Ишмуратова и др. 2003; Ишбирдин, Ишмуратова 2004; Ишмуратова, Ишбирдин 2004; Федоров, 2003; Мартыненко и др., 2004; Баишева, Жигунова 2005; Журавлева и др., 2006; Мартыненко и др. 2006, 2007 а; Муллагулова и др., 2008; Султангареева, 2008; Широких и др., 2008; Султангареева и др. 2009].

Специально рассматриваются основные результаты исследований лесов, выполненные в охраняемых природных территориях РБ: в Башгосзаповеднике [Мартыненко и др., 2003], заповеднике «Шульган-Таш» [Соломещ и др., 2002; Жигунов, 2004; Мартыненко и др. 2005, 2006], Уфимском плато [Горчаковский, 1956; Письмеров, 1971; Зубарева, 1973; Кулагин и др., 1978; Мартьянов и др., 2002; Водоохранные леса..., 2007], Южно-Уральском заповеднике [Широких, Горичев, 2004; Широких, Мартыненко, 2004, 2005; Мартыненко и др., 2008]. Подведены также итоги исследований травяной растительности этих территорий [Кашапов, 1985; Мухамедьярова, 1988; Нешатаев, Ухачева, 1988; Жирнова, Сайтов, 1993 а, б; Филинов, 2002; Филинов, Ячалов, 2002; Мартыненко и др. 2005; Жирнова и др., 2007; Флора и растительность...2008].

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Флора высших сосудистых растений НП исследовалась полустационарным и маршрутным методами, как в ходе экспедиционных работ, так и входе феномаршрутов и пр. Кроме того, значительная часть флоры выявлена во время выполнения геоботанических описаний разных типов растительности. В «Конспекте флоры...» семейства расположены по системе А. Энглера. Для каждого вида также указана ценотическая и биоморфологическая группы. Видовые названия всех растений даны в соответствии со сводкой С.К. Черепанова [1995], Флорой Восточной Европы [1996, 2001] и другими современными таксономическими работами.

Флористический анализ проводился в соответствии с рекомендациями А.И. Толмачева [1974]. В основе деления на биоморфологические группы использована система И.Г. Серебрякова [1964], с укрупнением некоторых групп. При анализе флоры НП использовался специализированный программный пакет IBIS [Зверев, 2007].

Синтаксономия растительности НП разработана на основе принципов эколого-флористической классификации в соответствии с общими установками направления Браун-Бланке [Braun-Blanquet, 1964; Александрова, 1969; Миркин, Розенберг, 1978; Westhoff, Maarel, 1978; Миркин, Наумова, 1998].

В основе работы - 400 полных геоботанических описаний растительности НП. Автором лично и совместно с сотрудниками лаборатории геоботаники и охраны растительности Института биологии УНЦ РАН выполнено 230 описаний в течение полевых сезонов с 2003 по 2009 гг. Использованы некоторые описания из работы А.И. Соломеща с соавторами [2002 б]. Остальные описания были выполнены В.Б. Мартыненко, С.М. Ямаловым, A.A. Мулдашевым, П.С. Широких, О.Ю. Жигуновым.

После уточнения видовой принадлежности растений, описания загружались в базу данных TURBOWIN. Для обработки описаний использовались как количественные методы классификации (программа TWIN SPAN [Hill et al., 1975; Gauch, Whittaker, 1981]), так и стандартные способы ручной обработки фитоценотических таблиц (программа MEGATAB [Hennekens, 1996]). Синтаксоны охарактеризованы в соответствии с

«Международным кодексом фитосоциологической номенклатуры» [Weber et al., 2000; Вебер и др., 2005] и встроены в общую синтаксономию Евразии.

При классификации использовались единые блоки диагностических видов без подразделения их на характерные и дифференцирующие, что соответствует современным тенденциям развития классификации в Европе [Moravec а ко!., 1983, 1995; Mucina, 1997 a; Vegetation of ..., 2002; Vegetace..., 2007, 2009] и в России [Ermakov et al., 2000; Onipchenko, 2002; Golub et al., 2003; Булохов, Соломещ, 2003; Ермаков, 2003; Восточноевропейские..., 2004; Таран и др., 2004;].

Для определения воздействия рекреации на травяные сообщества НП использовался показатель синантропизации растительных сообществ, который рассчитывался как доля видов синантроп ных классов в ценофлоре сообществ [Горчаковский, 1999; Абрамова, Миркин, 2000; Абрамова, 2004].

ГЛАВА 4. ФЛОРА ВЫСШИХ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «БАШКИРИЯ»

На территории НП выявлено 765 видов высших сосудистых растений (относящихся к 370 родам и 98 семействам), что составляет 44,2 % всей флоры РБ. Полный список флоры представлен в «Приложении». Данное количество видов сравнимо с флорами хорошо изученных территорий заповедников республики - Башкирского (689 видов) [Мартыненко и др., 2003], «Шульган-Таш» (750 видов) [Жирнова и др., 1999] и Южно-Уральского (698 видов) [Мулдашев, 2008].

По крупным таксономическим группам (отделам) сосудистые растения распределяются следующим образом: Плауновидные (Lycopodiophyta) - 1 вид; Хвощевидные (Equisetophyta) - 6; Папоротниковидные (Polypodiophyta) - 16; Голосеменные (Pinophyta) - 5; Покрытосеменные (Magnoliophyta) - 737 видов (в том числе — двудольные (Magnoliopsida) - 588 видов, однодольные (Liliopsida) - 149 видов).

Состав и порядок расположения ведущих семейств указаны в табл. 1. Данный состав семейств типичен для Голарктики [Толмачев, 1974]. Из табл. 1 видно, что десять ведущих семейств включают более половины всей флоры НП.

По принадлежности к жизненным формам во флоре преобладают многолетние травы - 550 видов. Второе место занимают однолетники (99). Довольно высока доля кустарников (30 видов). Деревьев - 24 вида, из них основными доминантами, которые формируют лесную растительность, являются 10 видов - Tilia cordata, Acer platanoides, Quercus robar, Ulmiis glabra, Betula pendula, Populus trémula, Pinns sylvestris, Picea obovata, Alnus incana и Padus avium.

Во флоре установлено наличие 125 видов (около 17 % от всей флоры), считающихся в Предуралье и на Южном Урале редкими [Горчаковский, Шурова, 1982; Редкие и исчезающие..., 1983; Кучеров и др., 1987]. Из этого списка 46 видов являются объектами государственной охраны и включены в «Красную книгу РБ» [2001], в том числе 12 - в «Красную книгу РФ» [2008]. Среди редких видов преобладают степные (включая лугово-сгепные, 16) и скальные (10) виды. Несмотря на доминирующую роль широколиственных

лесов, в них отмечен всего лишь 1 краснокнижный, неморально-лесной вид — шлемник высокий (Scutellaria altissima L.). В лесах бореального типа отмечено 6 редких видов [Мулдашев и др., 2007].

Таблица 1.

Число видов в ведущих семействах флоры HIT

№ Семейство Общее число видов

1 Asteraceae 105 (13,8)

2 Роасеае 64 (8,4)

3 Fabaceae 48 (6,3)

4 Rosaceae 37 (4,8)

5 Caryophyllaceae 37 (4,7)

6 Lamiaceae 33 (4,3)

7 Brassicaceae 32 (4,2)

8 Cyperaceae 29 (3,8)

9 Ranunculaceae 27 (3,5)

10 Apiaceae 27 (3,5)

Общее число видов 439 (57,5)

Примечание: в скобках указан % от общего числа видов в списке флоры

ГЛАВА 5. СИНТАКСОНОМИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ИП «БАШКИРИЯ»

Продромус растительности НП до уровня союза представлен ниже. В скобках указано количество единиц более низкого ранга. КЛАСС QUERCO-FAGETEA Br.-Bl. et Vüeger in Vlieger 1937 Порядок FAGETALIA SYLVATICAE Pawlowski, Sokolowski et Wallisch 1928 Союз Lathyro-Quercion roboris Solomeshch et al. 1989 (2 ассоциации,

1 субассоциация, 1 вариант) Союз Aconito septentrionalis-Tilion cordatae Solomeshch et al. 1993 (2 подсоюза,

5 ассоциаций, 1 сообщество, 7 субассоциаций, 7 вариантов) Союз Alnion incanae Pawlowski, Sokolowski et Wallisch 1928 (1 подсоюз, 1 ассоциация, 2 субассоциации, 1 фация) Порядок ABIETETALIA SIBIR1CAE (Ermakov in Ermakov et al. 2000) Ermakov 2006 Союз Aconito septentrionalis-Piceion obovatae Solomeshch et al. ex Martynenko et al. 2008 (1 подсоюз, 1 ассоциация, 2 субассоциации) КЛАСС BRACHYPODIO PINNATI-BETULETEA PENDULAE Ermakov, Korolyuk et Lashchinsky 1991 Порядок CHAMAECYTISO RUTHENICI-PINETALIA SYLVESTRIS Solomeshch et Ermakov in Emiakov et al. 2000 Союз Caragano fruticis-Pinion sylvestris Solomeshch et al. 2002 (1 ассоциация, 1 субассоциация, 1 сообщество) КЛАСС VACCINIO-PJCEETEA Br.-Bl. in Br.-Bl., Siss. et Vlieger 1939 Порядок PICEETALIA EXCELSAE Pawlowski, Sokolowski et Wallisch 1928 Союз Piceion excelsae Pawlowski, Sokolowski et VVallisch 1928 (1 подсоюз, 1 ассоциация)

КЛАСС ALNETEA GLUTINOSAE Br.Bl. et R. Tx. ex Westhoff et al. 1946 Порядок ALNETAL1A GLUTINOSAE R. Tx. 1937 Союз Alnion glutinosae R. Tx. 1937(1 сообщество) КЛАСС ??? Порядок ???

Союз ??? (Сообщество Cystopteris dickieana-Schivereckia hyperborea)

КЛАСС FESTUCO-BROMETEA Br.-Bl. et R.Tx. in Br.-Bl. 1949 Порядок FESTUCETALIA VALESIACAE Br.-Bl. et Tx. ex Br.-Bl. 1950

Союз Festucion valcsiacac Klika 1931 (1 подсоюз, 2 ассоциации) Порядок HELICTOTRICHO-STIPETALIA Toman 1969

Союз Amygdalion nanac V.Golub ex Yamalov all. nov. prov. (2 подсоюза,

2 ассоциации, 1 субассоциация, 1 сообщество) КЛАСС MOLINIO-ARRHENATHERETEA R. Тх. 1937 Порядок MOLINIETALIA Koch 1926- (1 сообщество) Порядок ARRHENATHERETALIA R.Tx. 1931 Союз Cynosurion R. Тх. 1947 (1 ассоциация, 1 субассоциация, 1 сообщество,

1 вариант)

Порядок CARIC1 MACROURAE-CREP1DETALIA S1BIR1CAE Ermakov et al. 1999 Союз Polygonion krascheninnikovii Kashapov 1985 (2 подсоюза, 2 сообщества,

2 варианта)

КЛАСС PLANTAGINETEA МAJORIS R. Тх. et Preising in R. Тх. 1950 Порядок PLANTAGINETALIA MAJORIS R. Tx. et Preising in R.Tx. 1950 Союз Polygonion avicularis Br.-Bl. ex Aichinger 1933 (1 ассоциация, 1 вариант) КЛАСС GALIO-URTICETEA Passarge ex Kopecky 1969 Порядок LAMIO ALBI-CHENOPODIETALIA BONI-HENR1CI Kopecky 1969 Союз Aegopodion podagraria R. Tx. 1967 (2 сообщества) В диссертации приводятся фитоценотические таблицы для всех синтаксонов (сокращенные синоптические - в основном тексте, полные характеризующие — в «Приложении»), а так же дана текстовая характеристика синтаксонов с особым акцентом на их сравнение с аналогами из других районов РБ, России и стран Центральной Европы. По причине ограниченности объема автореферата приведем лишь самые общие характеристики исследованной растительности.

В лесной растительности, которая является основным зональным типом для территории НП преобладают сообщества порядка Fagetalia sylvaticae класса Querco-Fagetea. Эти леса находятся на восточной границе ареала и потому их характерная особенность - проявление экотонного эффекта за счет проникновения в состав данных сообществ видов сибирских гемибореальных лесов класса Brachypodio-Betuletea, и в меньшей мере - бореальных лесов класса Vaccinio-Piceetea, а также луговых (класс Molinio-Arrhenafheretea), степных видов (класс Festuco-Brometea) и видов термофильных опушек (класс Trifolio-Geranietea). В составе класса Querco-Fagetea 4 союза, причем преобладающими по площади являются сообщества союза /1 conito-Tilion.

Небольшую площадь занимают гемибореальные леса класса Brachypodio-Betuletea, которые находятся на западной границе ареала, чем объясняется проникновение в их состав видов широколиственных лесов. Еще меньшую роль играют бореальные леса класса Vaccinio-Piceetea, которые представлены одной ассоциацией Asaro-Piceetum.

Травянистая растительность, несмотря на то, что на ее долю приходиться не более 7 % территории НП, очень разнообразна. По южным склонам распространены сообщества степей класса Festuco-Brometea, причем имеются как луговые степи порядка Festucetalia valesiacae, так и настоящие степи порядка Helictotricho-Stipetalia. В степях сообществ большую роль играют кустарниковые степи с Amygdalus nana, Caragana frutex, Cerasiis friiticosa,

Spiraea crenata. В составе степей есть и редкие сообщества подсоюза Aizopsienion hybridae, описанные ранее на территории Башгосзаповедника и отличающееся своеобразием флористического состава - низким видовым богатством и участием видов светлохвойных лесов [Жирнова и др., 2007].

В составе луговой растительности - порядки влажных лугов (Molinietalia), настоящих лугов (Arrhenatheretalia) и лесных лугов сибирского типа (Carici macrourae-Crepidetalia sibiricae), сообщества последнего порядка преобладают по площади. Кроме того, вследствие антропогенного воздействия (наличие населенных пунктов, рекреационная нагрузка) на территории НП имеются синантропные сообщества классов Plantaginetea majoris и Galio-Urticetea.

На территории НП описано уникальное сообщество осыпей - Cystopteris dickieana-Schivereckia hyperborea, которое столь своеобразно, что пока не удалось его отнести к высшим единицам. По-видимому, оно представляет новый класс растительности.

ГЛАВА 6. АНАЛИЗ ФИТОРАЗНООБРАЗИЯ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

Лесная растительность составляет основу растительного покрова НП и является преобладающим типом. По этой причине именно для лесов выполнен анализ фиторазнообразия с использованием формальных (альфа-разнообразие, объем ценофлор) и неформальных (фитосоциологический спектр) критериев. Эти характеристики приведены в табл. 2.

Таблица 2

Показатели альфа-разнообразия и объема ценофлор сообществ лесов

№ Синтаксон Альфа-разнообразие Объем ценофлоры

среднее днапозон изменений общий сосудистых

1. Ceraso-Pinetum 49,3 39-57 231 155

2. Omphaloido-Quercetum 63,6 61-67 179 135

3. Brachypodio-Quercetum 48,9 33-63 230 193

4. Brachypodio-Tilietum 37,5 32-54 221 138

5. B.p.-T.c. betulelosumpendulae 45.9 32-59 144 111

6. Stachyo'Tilietum 31,9 20-46 261 138

7. S.s.-T.c. populetosum tremulae 38,8 23-60 224 158

8. Tilio-Pinetum 50,4 36-71 193 146

9. Carici arnellii-Pinetum 68,0 59-74 134 ПО

10. Galio-Pinetum 42.8 31-62 146 111

11. Crepido-Alnetum 42,0 26-63 229 173

12. Violo-Piceetum 59.8 47-66 224 136

13. Asaro-Piceetum 53,1 35-65 308 158

В ассоциациях Brachypodio-TiUetum и БШсИуо-ТШеШт союза АсопНо-ТШоп выявлены наиболее низкие показатели среднего альфа-разнообразия по сравнению с сообществами других союзов. Эти леса представляют собой ядро порядка РсщсШНа ву^аНсае в Южно-Уральском регионе, имеют сплошной

ареал и более гомотонный флористический состав, который во многом определяется влиянием плотного затеняющего липово-кленового древостоя.

Максимальное среднее альфа-разнообразие отмечено в сообществах ассоциации Сапа агпеИи-Р'шеШт, представляющей пойменные сосновые леса, которые периодически подтапливаются, что приводит к увеличению видового богатства сообществ за счет проникновения под древесный полог видов влажных лугов. Такой же высокий показатель среднего альфа-разнообразия наблюдается и в ассоциации ОтрНаМйо-ОиегсеШт, сообщества которой формируются на относительно богатых почвах, подстилаемых осадочными карбонатными породами, и представляют экотон между дубняками класса ()иегсо-Раце(еа, светлохвойными лесами класса ВгасИуроШо-ВешШеа и термофильными опушками класса ТИ/оИо-СегапШеа. В лесах класса Querco-Fagetea вторичные сообщества богаче, чем коренные, так как на набор видов неморального комплекса накладывается комбинация серийных видов из классов лугов МоГчйо-АггИепаИгег^еа и термофильных опушек - Тп/оИо-вегапШеа.

Фитосоциологический спектр синтаксонов, показанный на рис.1, хорошо иллюстрирует экотонную природу большинства сообществ и ее связь с показателями видового богатства.

80 и

70

60

50 -

30

20 -

10 -

□ Прочие ■ Art+Chen И T-G+F-B EA.G. НМ-А

HMul-Ac+Ab Sib KQ-F В B-B ШМ-Р

1 23456789 Номер синтаксона

Рисунок 1 - Фитосоциологический спектр лесной растительности НП

Примечание. Q-F - виды класса Querco-Fagetea и порядка Fagetalia sylvaticae, Ab Sib -виды порядка Abietetalia sibirlcae, B-B - виды класса Brachypodio-Betuletea и порядка Chamaecytiso-Pinetalia, F-B - виды класса Festuco-Brometca, T-G - виды класса Trlfolio-Geranietea, М-А - впды класса Molinio-Arrhenatheretea, Mul-Acoii - виды класса Mulgedlo-Aconitetea, Art - виды класса Artemisietea vulgaris, Chen - виды класса Chenopodletea.

Синтаксоны: 1 - асс. Ceraso-Pinetum, 2 - асс. Omphatoido-Quercetum, 3 - асс. Brachypodio-Quercetum, 4 — асс. Brachypodio-Tilietum, 5 - субасс. В.р.-Т.с. betuletosum pendulae, 6 - асс. Stachyo-Tilietum, 7 - субасс. S.s.-T.c. populetosum tremulae, 8 - асс. Tilio-Piitetum, 9 - асс. Carici arnellu-Pinetum, 10 - асс. Galio-Pinetum, 11 - асс. Crepido-Alnetum, 12 - асс. Violo-Piceetum, 13 - асс. Asaro-Piceetum.

ГЛАВА 7. АНАЛИЗ АНТРОПОГЕННЫХ СУКЦЕССИИ, РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ЗОНИРОВАНИЮ НП «БАШКИРИЯ» С ЦЕЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ РЕКРЕАЦИОННЫХ НАГРУЗОК

Влияние рекреации на растительность НП достаточно существенно. Ежегодно территорию парка посещают около 50 тыс. человек (включая туристов), в основном на легковых автомашинах и автобусах, количество которых примерно составляет 12 тыс. транспортных единиц в год. Кроме того, на территории НП длительное время проводился выпас скота, который до сих пор широко практикуется вблизи населенных пунктов. По этой причине в НП наблюдаются нежелательные рекреационные сукцессии, которые приводят к формированию сообществ, существенно отличающихся от исходных естественных эталонов.

Установлены значительные различия рекреационных сукцессии в луговой и лесной растительности. Под влиянием рекреации происходят существенные изменения ряда показателей луговых сообществ - проективного покрытия травостоя и его средней высоты, а также видового богатства (рис. 2). Кроме того, изменяется фитосоциологический спектр, в состав сообществ внедряются виды синантропных классов Plantaginetea majoris, Artemisietea vulgaris, Chenopodietea при убывании участия видов класса Molinio-Arrhenatheretea и Trifolio-Geranietea, что ведет к повышению уровня синантропизации сообществ (табл. 3).

100

I II III IV

Стадия

ОПП —■—Число видов —А—Высота травостоя

Рисунок 2 - Изменение характеристик сообществ в ходе рекреационной сукцессии

Таблица 3

Изменение фитосоциологического спектра травяных сообществ в ходе рекреационной сукцессии

Класс / показатель Стадия сукцессии

I | II | III | IV

Число видов

Molino-Arrhenatheretea 24 25 19 7

Trifolio-Geranietea 17 10 4 2

Festuco-Brometea 29 10 2 -

Brachypodio-Betuletea+Carici-Crepidetalia 21 - 1 -

Artemisietea vulgaris 4 17 7 6

Chenopodietea 2 3 1 -

Galio-Urticetea 4 1 2 -

Piantciginetea majoris 3 9 13 8

Прочие 9 4 3 -

Уровень сннантропнзации, % 12 38 44 61

Общее число видов ИЗ 79 52 23

Рекреационные сукцессии в лесной растительности имеют иной характер. Из табл. 4 очевидно, что под влиянием рекреации произошло обеднение видового состава почти в два раза и снижение проективного покрытия напочвенного покрова с 50 до 1 %. Тем не менее, сообщества, испытывающие разную степень рекреационного влияния, могут быть отнесены к одной ассоциации 81аскуо- ТШеОпп, так как в их составе сохранилось достаточное количество диагностических видов всех единиц синтаксономической иерархии от ассоциации до класса. Таблица 4

Изменение некоторых характеристик широколиственного леса в ходе рекреационной сукцессии

Параметры Градации рекреационной нагрузки

I II III IV V

Общая характеристика сообществ

ПП древесного яруса (%) 80 75 75 80 70

ПП кустарникового яруса (%) 5 3 0 0 0

ПП травяного яруса (%) 55 50 45 15 1

Среднее число видов 20,0 20,0 19,7 18,3 10,3

Фитосоциологический спектр (доля участия видов в %)

Querco-Fagetea 94,9 93.9 96,3 96,1 92

Brachypodio-Betuletea 5,1 6,1 3,6 0 0

Molinio-Arrhenatheretea 0 0 0 0 8

Artemisietea vulgaris 0 0 0 3,3 0

Динамика показателей проективного покрытия некоторых видов при увеличении

рекреационной нагрузки

Viola mirabilis 2 1-2 1-2 1 Г-+

Galium odoratum 2 1-2 +-1 r г

Asarum europaewn 1 1-2 1-2 + r

Aegopodium podagraria +-2 +-1 +-r г г

Geum urbanum + 1 + r -

Вид I II Ill IV V

Polygonatum multiflorum + + г г -

Campanula trachelium t r г г -

Pulmonaria obscura + r-+ г - -

Pteridium aquilinum + r г - -

Stachys sylvatica r—+ r-+ - - -

Brachypodium syhaticum r r - - -

Carex macroura r r - - -

Виды, появляющиеся при усилении рекреационной нагрузки

Carex muricata - - г г -

Veronica chamaedrys - - г г г

Festuca pratensis - - г г

Plantago major - - - г -

Arctium tomentosum - - - г -

Таким образом, классический вариант рекреационной сукцессии, которая сопровождается сменой типичных лесных видов луговыми и рудеральными, в НП не наблюдается, и при обеднении видового состава замещения лесных видов нелесными не происходит. Это объясняется сравнительно недолгим рекреационным использованием сообществ (15 лет, интенсивно - последние 6 лет), последствия которого не коснулись древесного яруса. Именно он создает сильное затенение и препятствует проникновению в лесное сообщество луговых и рудеральных видов. Однако процесс изменения видового состава начался. Единично при максимальной рекреационной нагрузке в напочвенном покрове появляются луговые виды класса Molinio-Arrhenantheretea (Festuca pratensis, Stellaria gramínea, Elytrigia repetís) и рудеральные виды класса Artemisietea vulgaris (Arctium tomentosum, Plarttago major).

Автором были сформулированы рекомендации по рекреационному обустройству территории и проведена корректировка схемы функционального зонирования НП. В табл. 5 показано соотношение площадей 6 функциональных зон в соответствии с существующей схемой зонирования и ее оптимизированным вариантом, предложенным нами.

Таблица 5

Структура зонирования НП «Башкирия»

Существующее Проектируемое

Зоны зонирование зонирование

га % га %

Заповедная 16 427 20,6 14224 17,8

Особо охраняемая 5 833 7,3 10 437 13,1

Познавательного туризма 34 079 42,7 28 847 36,1

Рекреационная 4 750 6,0 10 425 13,1

Обслуживания посетителей 2 439 3,0 4 188 5,3

Хозяйственная 16 272 20,4 11 679 14,6

Итого 79 800 100 79 800 100

выводы

1. В составе флоры высших сосудистых растений НП «Башкирия» выявлено 765 видов высших сосудистых растений (относящихся к 370 родам и 98 семействам), что составляет 44,2 % от всей флоры Республики Башкортостан. К десяти ведущим семействам относится более половины всей флоры парка. Установлено наличие 125 видов (около 17 % от всей флоры НП), считающихся в Предуралье и на Южном Урале редкими. Из этого числа 46 видов включены в «Красную книгу Республики Башкортостан» [2001], в том числе 12 - в «Красную книгу Российской Федерации» [2008].

2. Растительность парка отличается высоким фиторазнообразием. В ее составе 8 классов, 12 порядков, 13 союзов, 9 подсоюзов, 17 ассоциаций, 11 сообществ и ряд единиц более низкого ранга, в том числе впервые описаны 4 ассоциации и 4 субассоциации. Выявлено уникальное сообщество осыпей, которое пока не отнесено ни к одной из высших единиц синтаксономии.

3. Среднее видовое богатство лесных сообществ меняется от 31,9 видов (асс. Stachyo-Tilietum) до 68 (асс. Carici arnellii-Pinetum) и зависит от сомкнутости крон, переменности водного режима почв, экотонного эффекта и сукцессионного статуса сообществ. Вторичные леса имеют более высокое видовое богатство, чем коренные. В парке преобладают сообщества со сложным фитосоциологическим спектром, отражающим экотонный эффект перекрытия видовых комбинаций классов лесной растительности, а также участия в составе лесных сообществ видов лугов, ксеротермных опушек и степей.

4. Рекреационные сукцессии луговой растительности сопровождаются снижением видового богатства (от 43 до 11 видов) и изменением фитосоциологического спектра за счет увеличения участия в составе сообществ видов синантропных классов растительности (Plantaginetea majoris, Artemisietea vulgaris, Chenopodietea и Galio-Urticetea). При рекреационных сукцессиях в теневых широколиственных лесах НП «Башкирия» происходит обеднение видового состава напочвенного покрова (с 20 до 10 видов), однако изменения фитосоциологического спектра незначительны. Это объясняется непродолжительностью рекреационных воздействий (15-20 лет) и плотным ярусом деревьев, затеняющее влияние которого препятствует проникновению в состав напочвенного покрова луговых и рудеральных видов.

5. Предложена новая схема зонирования территории НП «Башкирия» с целью оптимизации рекреационного использования и сохранения биологического разнообразия. Изменены границы заповедной зоны, почти в два раза увеличены площади рекреационной зоны и зоны обслуживания посетителей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в научных журналах, включенных ВАК РФ в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий»

Мартыненко В.Б., Широких П.С., Сулгангареева JI.A., Миркин Б.М. Вклад экотонного эффекта в фиторазнообразие широколиственных лесов Южного Урала // Бюллетень МОИП. Отд. биол. М., 2007. Т. 112, вып. 4. С.37-41.

Султангареева Л.А., Широких П.С., Маргыненко В.Б., Миркин Б.М. Синтаксономический анализ рекреационной сукцессии широколиственного леса в Национальном парке «Башкирия» // Известия Самарского научного центра РАН. 2009. Т. 11, № 1.С. 69-71.

Статьи в сборниках трудов н материалах конференций

Ямалов С М., Султангареева Л.А., Бударина Е. Рекреационные изменения лесной растительности прибрежной зоны Нугушского водохранилища (Национальный парк «Башкирия») // Мат. конф. «Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость региона». Уфа, 2005. С. 137-141.

Бударина E.H., Султангареева Л.А., Ямалов С.М. Рекреационные изменения растительности побережья Нугушского водохранилища (Национальный парк «Башкирия») / Мат. IX конф. молодых ботаников в Санкт-Петербурге. СПб.: Изд-во ГЭТУ, 2006. С. 71-72.

Мартыненко В.Б., Широких П.С., Султангареева Л.А. Широколиственные леса на восточной границе ареала // Принципы и способы сохранения биоразнообразия / Сборник мат. II Всеросс. науч. конф. Йошкар-Ола: Map. гос. ун-т, 2006. С. 113-115.

Мулдашев A.A., Султангареева Л.А., Мартыненко В.Б. Редкие виды сосудистых растений флоры Национального парка «Башкирия» и вопросы их охраны // Экологические аспекты сохранения биологического разнообразия Национального парка «Башкирия» и других территорий Южного Урала: Сборник научных статей. Уфа: Ицформреклама, 2007. С. 53-62.

Султангареева Л.Л. Национальный парк «Башкирия» - особо охраняемая пр]гродная территория и его характеристика // Экологические и технологические аспекты сохранения башкирской пчелы в Зауралье РБ. Уфа: БГАУ, 2008. С. 26-32.

Султангареева Л.А. Древовидная форма можжевельника казацкого на территории национального парка «Башкирия» // Биологическое разнообразие, спелеологические объекты и историко-культурное наследие охраняемых природных территорий Республики Башкортостан: Сборник научных трудов. Вып. 3 /Под редакцией Б.М. Миркпна, Н.М. Сайфуллиной. Уфа: Информреклама, 2008. С. 117-119.

Муллагулова Э.Р., Султангареева Л.А., Муллагулов Р.Ю. Уникальная древовидная форма можжевельника казацкого на территории Кугарчинского района Башкортостана // Мат. республиканской науч.-практ. конф. «Социально-экономические проблемы Уральского региона Республики Башкортостан». Уфа: РИЦБашГУ, 2008.4.1. С. 199-201.

Широких П.С., Султангареева Л.А., Мартыненко В.Б., Миркин Б.М. Фитосоциологический анализ рекреационной сукцессии широколиственного леса в национальном парке «Башкирия» // Биологическое разнообразие, спелеологические объекты и историко-культурное наследие охраняемых природных территорий Республики Башкортостан: Сборник научных трудов. Вып. 3 / Под редакцией Б.М. Миркина, Н.М. Сайфуллиной. Уфа: Информреклама, 2008. С. 140-146.

Кунафин A.M., Широких П.С., Султангареева Л.А. К синтаксономии вторичных лесов южно-уральского региона // Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии: Мат-лы Всеросс. конф. посвященной памяти Л.В. Бардунова (1932-2008 гг.). Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2010. С. 303-305.

Подписано в печать 14.10.10 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Тираж 100 экз. Заказ 429. Гарнитура «TimesNewRoman». Отпечатано в типографии «ПЕЧАТНЫЙ ДОМЪ» ИП ВЕРКО. Объем 1 п.л. Уфа, Карла Маркса 12 корп. 4, т/ф: 27-27-600, 27-29-123