Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Популяционная организация дубово-грабовых лесов Западной Украины и оптимизация их структуры

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Популяционная организация дубово-грабовых лесов Западной Украины и оптимизация их структуры"

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В. И. ЛЕНИНА

Специализированным совет К 053.01.10

На правах рукописи

АРГУНОВА Марина Вячеславовна

ПОПУЛЯЦИОИНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ДУБОВО-ГРАБОВЫХ ЛЕСОВ ЗАПАДНОЙ УКРАИНЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ ИХ СТРУКТУРЫ

03.00.16 — ЭКОЛОГИ)!

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степспн кандидата биологических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Московском педагогическом государственном университете имени В. И. Ленина.

Научный руководитель: доктор биологических наук СМИРНОВА О. В.

Официальные оппоненты: доктор биологических паук, профессор РЫСИН Л. П. кандидат биологических наук, доцент ТОРОПОВА Н. А.

Ведущее учреждение: Львовский институт ботаники АН Украины им. Н. Г. Холодного.

Защита диссертации состоится ..............1992 г.

в 16 часов на заседании специализированного совета К 053.01.10 по присуждению ученой степени кандидата наук Московского педагогического государственного университета имени В. И. Ленина по адресу: 129278, г. Москва, ул. Кибальчича, д. 6, корп. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МПГУ пм. В. И. Ленина (адрес университета: 119435, г. Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1).

<3 * ткш

Автореферат разослан ......1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

ШАТАЛОВА С. П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность теш. В настоящее время наряду о общим сокращением лесных земель происходит коренное изменение пространственной и возрастной структуры популяций основных ценозообра-эователей широколиствешнх лесов. Массовым и длительном применением рубок уничтожена естественная мозаика полидоминантных широколиственных сообществ. Сформированные рубками одновозра-стнне вторичные сообщества, а также культуры .дуба лишены видового разнообразия разновозрастных лесов. В них упрощена вертикальная и горизонтальная структура лесного полога, не происходит естественной смени поколений основних лесосбрззователей. В связи с этим, актуальной проблемой шшгатся реконструкция естественной (ненарушенной человеком) возрастной и пространственной структуре популяций основных ценозообразователей тироколиственннх лесов, которая определяла бп возможность их длительного и устойчивого совместного существования л возобновления.

Существенный вклад в разработку этой проблем! макет внести популяциоиная биология растений, которая пытается познать функциональную организации ценозов, рассматривая их как системы взаимодействуют!®: популяций.

Цель работы: выявить основные закономерности популяпион-нол организации древесной сииузии в модельных дубово-грабовых ценозах Западной Украины и разработать систему мер по восстановлению ее устойчивого состояния.

" В работа были поставлены следующие задачи:)с популягщон-ннх позиций проанализировать литературу по пространственно-функциональной организации ценозов, 2) изучить возрастную и про-странственнуп структуру популяций древесных видов в модельных ценовах з оценить степень-их сукцессяошш. отклонений от устойчивого состояния, 3) охарактеризовать двмутацяонние процессы б популяциях древесных видов и в скнуагпг в целом, исходи ез представлений новой лесной парадигдш я .парцеллярной'- срганизатзги- • лесных ценозов, 4) выявить динамические тенденции а развитии - ', парцеллярной организации лесов в условиях заповедного рспжт, 5) разработать и начать внодрдайе системы■мэр feo вссетаяс&мв'яя устойчивой структуры модельтпс ценозов.

Научная новизна и практическая аначимооть» Впервые с по- , зипий "гэп-парадигмы проведено исследование популяшонной организации дубово-грабових лзсов Западной Украины. Выявлены основное типн популяцяонннх реакций видов древесной синузил/ва длительные антропогеннее воздействия. Разработана принципиальная схема устойчивой организации полидоминантных дубово-грабовых лесов я начаты эксперименты по восстановлению мозаично-ярусно"! структуры модельных лесных ценозов. Методы анализа во---. зрастной а пространственно;! структуры популяции дрэвеснчх ви—' - ' дов, а таюкэ выделения и оценки демутационнпх парцелл целесообразно использовать для составления прогнозов развития особо -.'-'. наших лосшх пассивов. Результате экспериментов могут быть ;-.".' ■ использованы при разработке технологии региональных лесохозяи-ственннх мероприятий по восстановлению видового разнообразия •и устойчивой структуры дубово-грабовых лесов Западной Украины. Фактический материал по биологии и экологии древесных ввдов -. вопол :сак составная часть в базу данных по широколиственным лесам, разрабатываемую МШУ совместно с МЛТИ.

Апробация работы. Основные положения и. результаты работы докладчвздлсь на П Всесоюзном совещании по общим проблемам био-гесценологпл (Пуцино, 1985), на совещании по, проб® мам лесове-дения-и лесной экологии'(Минск, 1990),,на конференции. "Акту-.' альнно проблемы биологии и рациональное npnp0fl0ncuib30Baiffl8rt • (Петрозаводск, 1990), а такке обсуждались на научном се.»,жаре , ка;едг»! ботаники я Проблемной биологической лаборатория МИГУ ". -' км. В.И.Лонияа (IS9I). ' • .; -

Публикации. По теме диссертация опубликовано 6 работ. : -.' :". Объем работы. Диссертация объемом 261 страницы состоит ; введения, 5 глав, заключения и приложения. .Содержит. 158••.;', ' странин основного текста, 37 таблиц и 27 рисунков. Список •'

■I литература насчитывает 211 'названия, из которых' 28 .на иное--,''

" *" транш:х языках. - ' -.'' ''' '" ' " •. '.V; "■''.:..'..::';'

Hlf (fÔ> ■'■-■' Глава I. Основные подходи к анализу.структурно-функодо- '. • | '..нальной организации.лэснах' ценозов . ' ; ••

- Большое .количество публикеций ,о 'отроении в .динамике лес- '■ -' ннх сообществ умеренных а тропических широт в последние 10-15 лет привело к появлению рада обобщающих .работ, где с$ормулиро--' ■

ванн основные положения новой "гэп-парадпгм!", применямоЯ для лэстх сообществ всех тирот ( Milte , 1979; Скворцова и др., 1983; Dc-nalow , 1987; Runkle' , 1989; Смирнова и др.. 1990).

Основнне положении новой парадигм; состоят в следующем: I) любые ненаруленнне естественные леса представляют собоГ; сук-цессивную и о заику разновозрастных элементов'мозаично-ярусной структура,|2) эти элементы виделялтея по скоплениям, которое формируется после гибели старих особел, приводящей к образованию прорывов в сплопном пологе леса,-3) размеры ярор1]вов( (серп, q "окон") определяют видовой состав подроста древесных вкдов,! их количественные сочетания, а также популящоннуа жизнь видов-" подчиненных-синузиЯ авготрофов и, в некоторой степени, популя-ционнуга жизнь готеротрофов, 4) следовательно, устойчивое существование лесного массива возможно лишь при условии аакономэр-ного сочетания элементов мозаично-ярусной структуры, находящихся па разных стадиях развития ( Vfliittakcr, Lewin , 1977; Bormaim, Likens , 1979; Турков, 1979; Brokaw ,, 1985; 'Vliitmo-rs , 1988 И др.) (рис. I).

Рис, I,.'Схема размещения азозраотшлС групп деревьев б ненарт-шенном ласу: 0 - группа распада, I - начало формирования имматурноЗ груплн', 2 - -полное. фор,дарование шлгда-. турной группы, 3 - виргиндл'ьная группа,'Х'руппа

• . средневозрастных генеративных особей, 5 - груша ста-' — ' рих генеративных особей,. ': . .. .■•.-.'

. Новая лесная парадигма позволяетпредставить десной це-:. ;

ноз как систему мозаик, организованную пепулядаонной жипныэ ■ ■ ;

древерши адифакаторов (Сг«йрн6ва и'др.1990).:. В' своз'очередь,

анализ литератур* показнваёт 'ЧДы-тас, 1978 а'др,), что .самые" . • '

крупные внутриденотическЕе мозаики (мозаики окон возобновления)

по основным параметрам соответствуют .биогеодайоти-шй'шм парцэл--

дам, янделбнннм по ооновннм этапам онЕ.огенэза дрокосного :

фикатсра. Восстановление устодчивой парцелл ярко?! оргачизации лесных ценозов происходит путем образования демутационннх парцелл.

Глава 2. Объекты и метода исследования

Методика сбора и объем матеркаяа. Исследования проведены в 1983-1990 годах в полидошнантнчх (дубово-грабознх) широколиственных ценозах западных областей Украины. Пробные плоца-ди били заложен?! в лесах, имею тих ре:дш заповедников, заказников, памятников природа Львовской области: Липнпковстое лесничество - пр.шсЛ ,П,Ш, Ходоровское - пр.пл. 17, Романовское - пр. пл. 7 и в эксплуатационных лесах Тернопольской области: Скала-Подольское лесничество - пр.пл.У1, Збараяское - пр.пл. УП на участках, сходнчх по положении в рельефе, на богатых, хорошо увлажненных почвах. Массовые поражения лястогрнзущими насекомыми и массовые грибные и бактериальнне поражения не отмечались.

Размеры пробных плодадей составляли 0,25-2,0 га. Для особей каждого яруса определены возрастные состояния, иизпенность, происхождение (Заугсльнова, 1969; Вахрамеева, 1975; Подтинки-на, 1985; Чистякова, 1979,1987). На 5 пробных плочадах составлена карты размещения деревьев и проекций их крон, размещения скоплений подроста. Для характеристики особенностей развития особе': деревьев в демутзтасшшх парцеллах и вне их было проанализировало 6000 моделей. У них бнло определено возрастное состояние, четгапенность, происхождение, абсолютный воздет и высота. Более детально (с учетом прироста по годам) исследовано 1000 имматурных и виргиняльных, 20 генеративных модельных особе:!. В результате обработки вчделвнн 44 имматурннх и 53 вирги-нильннх парцеллп. В парцеллах и вне их бнло проведено описание тлвялого пасрова и определение раздала освещенности. Осведэв-ность измерялась люксметром 0-116 по методике В.А.Алексеева (1975). С помощью высотомера и возрастного бура определялись высота и абсолютный возраст деревьев 1-П ярусов.

В 53-м крартале Липниковского, в 12-м Романовского лэсни- . честв Львовской области, а также 82-м кваргат.е Э^араяокого и 7&-м Скало-Подольского лесничеств ТергопольсксЛ области проведен« экспериментальные рубки и посадки дуба по разработанной схеме. Казздый год, начиная с 1986, учитывалось состояние поса-

док дуба (перечет числа особей с определением жизненного состояния, промеры хода роста), естественное возобновление и ход роста других видов, а также били сделаны описания травяного покрова. В 53-м квартале Линникове кого лесничества в 1990 году пповедено ^топатопогическое исследование гтшрокадчетреннпх деревьев, а также кольцевание граба обпкновзиного с целью ослабления влияния на естественное возобновление других вщов.

Обработка результатов. Карты распределения дрепсстоя и подроста введены в ЭВ' " EDVA С нгх получены распечатки размещения деревьев по ярусам и по видам, выделены скопления подроста. В результате машинной обработки получены детальные спектры демутационных парцелл (% участие особей) по видовому составу, возрастному состоянию особен, их кизненности и происхождению. Для кавдого вида рассчитаны диапазоны (и средние значения) абсолютного возраста, высоты, среднего прироста. Для парцелл считалась плотность (число особе': на I и освещенность. Проведена статистическая обработка всех данных с использованием статистического пакета ЕЛ №.

Глава 3. Популяциоиная структура древесной синузи.ч модельных ценозов

Возрастная структура. В современной популяционной экологии растений сформировались и быстро развиваются представления о стратегии жизни видов или £итоценотячеспи значимом поведении (Рамэнский, 1935,1938; Работнов, 1975; Grino , 1979). Эти предстагления да:ог возможность на основании детального исследования биологии видов охарактеризовать их потенции, т.е. способность доминировать или занимать подчиненное положение в первичных (ненарушенных) ценозах. Для широколиственных деревьев классификация типов стратегии выглядит слэдуплам образом (Смирнова, Чистякова, 1980,1982; Смирнова и др., 1990):

1. Конкурентные виды: дуб черешчатчй, яоень обыкновенный, бук лесной.

2. Толерантные вады: липа сердцевидная, клеш: остролистный, полевей, явор. _

3. Реактивные вида: граб обыкновенный, елз тераада*, береза • бородавчатая и пушистая, ос:яа, ива козья.

В яаздом конкретном сообществе реальное положение (позиции) видов определяется не только нотеяциалышьх возмс-счостя-'

ми (типом стратегии), но и внешними (в том числа антропогенными) воздействия,®. Сравнение потенций видов и их позиций дает возмо;шость судить о степени нарушенчости сообществ.

Удобным индикаторным признаком устойчивого суцествования донозз является полночленность популяциЗ составляющих их видов (Уиттекер, 1380) и соответствие конкретных ■ возрастных спектров базовому (Смирнова и др., 1987). В отличие от устойчивых популяций, имзацкх подночленные базовые спэктрп, сукцессивнне популяции часто неподночленны. В нашей работе не полночленность популяшй широколиственных деревьев оценивалась по наличию или отсутствию тех или иных возрастных состояний (рис. 2) и способу оачопоэдерхания.

р 1

Ряс. 2. Воара<ЯШ1;ё"спектрп популяция шипохолиствешшх деревьев в дубово-грабсзчх лесах Западней Украины. Римскими цифрами обозначены пробные площади (см. стр. 4). О - базовый спектр. Конкретные спектр!: I дуб, 2 - ясень, 3 - бук, 4 - клен о., 5 - явор, 6 липа, 7 - граб, 8 - вяз. По оси абсцисс - возрастннз состояния, по оси ординат - численность в логарифмической шкале, р - проросткп, з - лвенильное, 1к1, 1гпг- иммагурное пеппо'г я второй подгруппы, ч<\, У2 - вир-гиншгьное первой к второй подгруппы, б-) - молодое, Е2 - сред- . невозрастное, е^ - старое генеративное, е - сенильное.

Гпуппа конкурентных видов Дуб черетачатнЗ. Ни в одном из изученных ценозов не бчло обнаружено полноценных популяций дуба, прячем они кеполночлея-ны как при семенном, так и при вегетативно!: способе самсподдер-жания. По характеру прохождения онтогенеза вое они фрагментарно

неполночленнне.

Ясень обыкновенный. Встрэчаются, как правило, неполночленнне популяции. По характеру прохождения онтогенеза неполночден-ность фрагментарная (пр.пл. 1,Л,УП) или прерпвистая (пр. пл. П). Отсутствие популяций ясеня (пр.пл. 17,7) можно объяснить лишь особенностями ведения хозяйства.

Бук лесной. Полулягут подночленны (пр.пл. 7), прерывисто полночленны (пр.пл.П), фрагментарно полночленны (пр.пл.1), почти отсутствуют (пр.пл.У1) или полностью отсутствуют (пр.плЯ, УП). Они представлены особями преимущественно семенного происхождения. Вегетативных особей мало.

Группа толерантных еидов

Липа сердцевидная. Среди исследованных ценозов отмечены на пр.пл. (У,У1,УП. Они фрагментарно неполночленнне. В цзнозах с малым участием липы фрагментарна далее вегетативная часть популяции.

Клены остролистный и явор. Популяции, как правиле, фрагментарно незавершенные (пр.пл. 1,П, У,У1,УП) или отсутствуют (пр. пл.1У).

Группа реактивных видов

Граб обыкновенный. Представлен во всех исследованных ценозах. Популяции его полночленны (пр.пл.1,П,Ш, У,У1,УП), фрагментарно неполночленны (пр.плДУ). В них представлено семенное и вегетативное потомство.

Вяз шершавая. Популяции незавершенно неполноценные: в них отсутствуют генеративные (пр.пл.1 ,Ш), ро:г.э виргинильные (пр.пл.1 ,Ш) особи. На пр.пл. 1У,У,У1 вяз не отмечен.

Анализ демографической структур?! древесных видов в ,дубово-грабовых лесах показывает ярко внракеннуа тендэнтаэ к сокращении численности и уменьшении ценотичэской ради конкурентных еидов (дуб, ясень), с одной стороны, и значительному увеличения 'численности и усилению рати толерантных (клены, липа) и особенно реактивных (граб, вяз) видов, с другой (рис, 2). Антропогенные воздействия привели к тому, что потенциальные возможности доминировать у конкурентных видов в-современниц .чесах но реализуются, в то же время у реактивных и тотэрангных видов такие. •воздействия усаливают фигоценотические позиции.

Пространственная структура. Сопоставление есстава дрекос-

ной сгаг/зии по ярусам (табл. I) показывает основные направления- демутационнчх процессов в исследуемых лесах. Наиболее богатыми по видовому составу оказались третий, четвертый и пятый ярусы, в которых присутствует большинство видов широколиственных деревьев. Анормальная дп подвдочинантннх тчироксялст-веннчх лесов мокодомггнангнооть второго яруса связана с сильным антропогенным влиянием (рубками)• Состав первого яруса оказался миоговвдошм лига, в Лшшиковском лесничестве. В остальных исследованных ценозах из состава первого яруса были изъяты рубками многие сопутствующие дубу вицы. В лушеи случае сохранены лить единичные деревья, которые в настоящее время и является источником семян.

• Таблица I

Состав провесной синузия по ярусам некоторых модельных

тассивов

К'? ! I ярус. ! П ярус !Ш ярус !17 ярус ! У ярус пр.пл!_|_|__!_

I ЮД,ед.Я,Е ЭПЯв.ед.К, 4Г2Ли£К1Я 5ЯЗВ1Яв 8ЯвГЯГХ

В,Б 1Яв,ед.В,Б 1(К+Г)едБ ед.Г,В,Б,Д

П ЗДЗЯ2Б2ЯВ ЭПЯв.ед.Я 7Г2В1Х,зд. 4ГЗЯ2Яв1В 5Я4Яв1К,ед. ед.К Яв,Я ед.Б.Х Б,В,Г

17 ' 8Д2Б 7ГЗБ,ед.Яв, 5Г5Б,ед.Яв, 5БЗЯв1Г 8ПБ1!С,ед.

К К IX ЯвД

У ГОД 5Г5Л 8Я!!(11ТЯ 51а4ИЛ 5Д5Лщ,ед.Г

Д-дуб, Б-бук, Я-ясень, Г-граб, Яв-явор, Х-клен остоолистнмй, Л-липа, Л'щ-лещина. В-вяз. Римскими вдцзаля даны названия пробных площадей (см. стр.4).

В исслэдованчых насаждениях, помимо вертикальной, четко выявляется горизонтальная неоднородность. При' изучении гори-зонтапьного строения ценозов оказалось, тто, как правило, одновременно перекрывается не более трэх ярусов и ни в одном место Ценоза нет наложения всех пяти ярусов.

Размо'пэнгге древесных растений У яруса соответствует слу-чайно\«у. Растения ТУ и П ярусов образуют визуально легко выделяющиеся мояо-, атаго-, потяБИдотые с коплен ля, которые занимают более светлые участки, возникшие после гиС>эли растений I и П ярусов. Размзцэяке растений I и П ярусов почти не имеет четко выраженной дазалчной неоднородности.

Сравнение особенностей размещения особей в разных ярусах показачо, что перевод леса в ре.гдм захазника через 30 лет при-

вел к ''ормированпю гэп-мозашш с образованием прорчвсв плоца-дыэ от 30-50 м2 до НО-120 ь?. В таких прорвах происходит развитие имматурнгх и шргшилыппс особе:"; подроста, и на этоЗ основе развиваются демутационные парцеллы.

Выделен.та и анализ декутатеоничх парцелл. Наиболее детально демутаннонные парцеллы исследованы на пробных гиодадях Лшшяковского, Ходоровского, Рбгсновского лесничеств Львовской области. Основные варианты парцелл представлены в табл.2.

Таблица 2

Раянообоазие паоцелл с учетом занимаемой плсдал п массиве ■ (Львовская обл.'Дипниковс'ссе лес-во, кч.53,пр.пл.2, Б =0,5 га)

Имматупчыа пашехта ! ВЧРГ'ГГ'ЛЛЫГ'О пзпремии

Вариант парцеллы !плсладь, ! кв.м. ! Вапнант паоцелли ! ! гсгскчадь, ! кв.м.

А. ясеневая гшбовая вязовая дворовая 382 31 44 43 Б. ясеневая гоабовал клэновая 35 230 17

ясенево-грабовая ясензво-кленовая ясенево-яворсшая вязово ■'ясеневая 123 143 212 126 грабовая с ледттой кленовая с ледиио?! 137 139

ясенево-кленово-вяэовая ясенево-ЯБорово-гоабовая ясенево-яворово-вяэовая . 18 105 67 ясенево-кленовая с лестно Г: клепво-грабопая с лещиной грабсвс-явороЕая с левшой ' 78 - 114 ~ 450

многорпдолая 148 чпоговядовая ' 413

Обдая площадь 1445 Обплощадь 1613

Во всех выделенных вариантах парцелл присутствует все видя деревьев, кроме дуба. В ямматурннх чарцэллах преобладает ясень, в впрпш;:льт:х - граб, илеи остролистный, дедина. До:з:нирован::е ясеня в ишатурных парцеллах объясняется его выссксй семепноЗ продуктпвп сстьи п теневыносливостью в этом ' возрастном состояния. При переходе в вяргшшльное -возрастное состоял те тзнетт'иослявость ясеня резко уменьшается, и преоб- , ладаниз в парцеллах получают другие видя.

Статистическая обработка материала выявила, что диапазон средних значена!! освещенности над имматурнчмл парцеллами составляет 1,3-2,б'? от полкой освещенности, а над виргиниль-. нггт - 2,3-7,6*..

Анализ модельных особа': имматурного и виргинильного возрастного состояния показал, что возраст ишатурннх особей в парцеллах изменяется в диапазоне от 7 до 12 лет, высота от 31 до 170 с.м, возраст влргиш'льннх особей - от II до 26 лет, высота от 270 до 750 см (табл. 3).

Таблица 3 .

Нскоторг^е биомет оичэские показатели особе3* деревьев в ларцеллах (Львовская область, Липниковское лес-во, кв. 53).

Вед «Возраст-'Абсолютный !

!ное соо-!возраст, лет! !тояние \ !

Высота, см(Средний годовой прирост,

Ясень обыкновенный im V 10,0+0,5 -16,5+1,8 92,4+5,8 710,2+45,6 9,23 42,1 •

Явор im V 8,7+0,9 20,2+3,8 . 63,4+11,1 605,1521,2 7,3 27,2

Клон остролистной la V 10,4+1,3 19,5+4,3 95,6+23,7 543,0+13,9 9,16 •27,8

Граб обыкновенный im V 11,5+2,4 23,3+0,5 140,2+48,3 625,37/8,1 12,19 26,9

Вяз гаерпавый 1л V 11,3+2,4 •19,8+5,7 115,4+39,9 524 ¡8+185,9 10,2 26,5

* В таблице пэиведеш? результаты анализа особе!! семенного _ происходдандя нормальной жизненности.

Прогноз развития парцелитоЛ структуры в исследованных

массивах

Исследованные ценозы по особенностям популяционной организации и степени выраженности дэмутациошшх процессов можно расположить следующим образом:

V

<i

с> к Рн a a ta So m о> о о М а,гг. о i 1 Р, fc о

О i! Г- 01 >,(={0 ti

Липниковское лесничество

Романовское лесничество Ходоровское лесничество

Скала-Подсшьское лесничество Збаракское леснтеотво

о д ®ко к Во кио

0 е-< со

Ё&Н

0001 Wit)

Наиболее разнообразным по парцеллярной структуре оказалось Липниковское лесничество, где отмечены имматурнне (12' вариантов) и виргк.пшкше (9 вариантов)парцеллы. Менее разнообразными - Романовское и Ходоровскоа лесничества, (только влр-гинллкше царцзллн 3 и I- варианты соответственно). И, наконец, йсдноз отсутствие парцэлл отмечено в Скала-Подольском и Збара-

жском лесничествах. Прекратим хозяйственных воздейогвиГг (или их значительное сокращение) обусловило начало £ орт,1жирования гэп-мозаики и развитие имматурннх и виргинильлых парцелл.

В качества примера рассмотрим Лшшиковское лесничество. В нем по мере усиления распада верхнего полога, образования крупных "окон" усилится развитие виргшильных партрлл, начнется формирование молодых генеративных' парцелл. Их состав в значительной степени молено прогнозировать, исходя пз современного состава виргинильтгх парцелл, еслп исключить пз рассмотрения лещину. Вероятно, более многочисленными будут.граб, ■ явор, клен остролистный, менее - ясень, вяз, бук. •

Полное формирование гэй-мозаики произойдет после завершения полного онтогенеза особями имматурных и виргишшьнпх парпэлл, чер;з 150-200 лет. При этом мокло ожидать образование полидоминалтного абсолютно-разновозрастного ценоза, вмю-чаюдего все виды древесной синузии, кроме дуба - т.е. пояидо-минантного оубшгимакса. Однако, это возможно при условии, что-оуцэотвуадая плодадь заповедного участка будет увеличена до размеров, необходимых для полного развития гэп-мозаяки (до 50-100 га)..

Глава 4. Обоснование и разработка мер по воссталовлелию многовидознх рязнов'озрзстн1гх' тпироколиствешшх лесов

Сложившаяся ситуация в исследованных стэровозхс-.стных широколиственных лесах привела к заключению о целесообразности проведения серпп экспериментов по искусственному создания де-мутяшюнных паргаля с господстгом молодых особей конкурентных видов: дуба, ясеня и в некоторых массивах бука.

Суть экспериментов состоит в

1) создании с Номоцыо котловинных гли выборочно-групповых санитарных рубок мозаики окон возобновления, ипеичях размеры, достаточные для нормального развития молодого поколения дуба и ясеня, ■

2) искусственном введении в окна .молодого поколения отсутст-/ вухгцих в подросте видев (в первую очередь дуба) (рис. 2).

Эксперимент состоял из' следущих этапов: I) бколого-экол'огическое и лэссводствэпное обследование массивов;

2) выбор площадей для рубок, их таксационная характеристика',

3) рубка в зишил период без повреждения подроста и травяного покрова;

4) посадка сеянцев или саженцев дуба (в некоторых случаях бука и ясеня);

5) уход в ?ечен"е первых 5-ти лет и планирование последующих лесохозяйственных мероприятий, имеющих целко скопировать сообщества с дубом, буком и ясенем во всех ярусах.

Глава 5. Эксперименты по оптимизации структуры дубово-грабовых лесов Западной Украины

В результате проведенных лесохозяйственных мероприятий в с^ормнрогашшх котловинными•рубками окнах (секциях) произошли следующие изменения (на примере Липниковского лесничества):

X) успепно завершился первый этап приживания са;:энцев дуба 2-4 и 5-8-лэгнего возраста (при этом приживание в среднем составило 40-502);

2) значительно усилился рост и развитие имеющегося подроста ясеня обыкновенного, бука лесного, явора, клёна остролистного, граба обыкновенного;

3) с.Хор.'.шрозалясь дубовые, дубово-ясеневые, дубово-ясене-вобуковые, ясеневые, грабоЕые, кленовс-буковне парцеллы подроста',

4) появился авенильных подрост всех широколиственных видов, включая самосев дз'ба; . '

' , 5) произошло внедрение новых древесных видов для массива березы бородавчатой и пушистой, ивн козьей, осины;

в) уоилилось развитие всех видов кустарников (лещшга, бузины черно! и красной);

7) в травяном покрове резко увеличилось число видов (от 15 под пологом леса до ,71 в секциях) за счет разных по экологии и ценотической приуроченности групп видов неморальных, бо-реальных, черноодьховнх, лугово-опушэтаых и рудеральных;

8) увеличилось общее видовое разнообразие древесной, кустарниковой и травяной синузий. '.■•.■ , , .

.' Таки/,1 образом, дашо считать,, что пройден критический период формирования .биогрупп дуба черешчатого в системе искусственной гаи-мозаики:' Дальнейшая реализация эксперимента в ближайшие годы будет состоять,.э сохранении видового разнообразия '

древесной, кустарниковой, травяной синузи:* птезм направленного воздействия на оптимизация видового состава.

Обобщение результатов проведенных наследована! дает возможность'более четко представить, как изменяется состав и структура дрезесноЛ синузии в полидокпнантных широколиственных лесах при разных релимах ведения хозяйства (рис. 3). Рассматриваются разные варианты т'бловно разно- и одновозрастных ценозов: полидошиантные, олигодокшштше, монодо-лшантные, т.е. те варианты лесных ценозов, в которых проводились исследования как во Львовской, так и ТернопольскоЯ областях.

Состав поли- и олигодоминантных условно разно- п одно-возрастных цэнозоп даяе прп' аановедном регимэ сильно изменится, так как нет условий ,для возобновления всех тЕрохолиствен-ных вцдов. Прп этом образуется, как правшо, ал иг с- и мдао-дог.шантние ценозы. Проведение сплошных и выборочных рубок в таких ценозах приводит в конце концов к трансформации их в ■ одновидовые и одновозрзстные ценозы.

Изменить их структуру и состав иошо проводя липгь компле- . кс лдсохозяЗственных мероприятий, направленных на содействие естественному возобновлению широколиственных древесных видов, а в случае необходимости и искусственном их введении.

Выводы

1. Использование дост-нениН популятсюнной биаюгци древесных вцдов дало возмоетссть развить гэп-парадигму и представления о парцеллярной организации ценозов прячэн яггельно

к модельным объектам: дубово-грабовым лэсам Украины. Синтез этих предстлвлениЛ показан перспективность подхода, при котором возрастная парцелла рассматривается как структурная единица гэп-мсзздки.

2. Исолодонз.ше возрастной и пространственной структуры популяция древесн«х видов показало, что прэдпоствуянще методы ведения хоряЯства, уничтоглвшие естественную мозаично-ярусную организацию лесных массивов, перевали практически все популяции древесных видов в сукцгссивноз состояние. Пря этом вида разных типов стратеги" реагировали на антрояоген-

■ те воздействия по-разному. Наиболее резкое сокрэтрние численности и тпродвнпе возрастной стр^гсттфч отмечено у кончу-

•■Рис. 2 . Алгоритм восстановления видового разнообразия п мопаичко-яотспо.: структ?ры

'. : лесных массив®, находящихся на разных стадиях антропогенное дигрессии. •К;•"•.• ^ . г • Услонннэ обозначения:

- наиболее вероятные направления дигресспЗ

•' • • — - основные направления деьутаций ••'..' ■ - сохранение в исходном состоянии

- 15 -

рентных видов, в то время как толераитн"з и особенно некоторые реактивные виды, под воздействием челозо:са усстш! свои позиции. '

3. Отрешение сохранить или восстановить вндовоэ разнообразие особо ценных .асных массивов гутзм ясшпочопня их ;;з хозяйственного использования приводят, через несколько доон-тнлэтий, к началу ¿[ор'.арованиятгп-мозаики. На начальном эта- 1 ив развития гэп-мозаика прэдстазлена дэм:/тацпонт:мг: парцеллами, основу которых составляют имматурчыэ и гаргаг.'льныо локу-сы древесных видов. Анализ осноачых лспуяяпионяих параметров. ■ и светового режима в дамугационных парфянах дает возможность . получить количественные оценки тег,лов восстановления мозаич- ' ' но-яруснсЯ структуры при введения заповедного толлма.

'•4. Современное состояние популядай древесных видов в мо-' дельных дубово-грабовых лесах Западной Украины показывает, ■ что, при условии-введения заповедного реглма, $орг,аровашю гэп-мозаики не обязательно будет, сопровождаться воостаиовле- . ■ нием полного видового разнообразия; Для всех гсслодоваших . - . : лесных массивов на'протяжении жизни одного поколения, древесных видбв возможно восстав овлзнн? лишь олиго- или нояодочи-нантнмх оубклимаксов. '

■5, Опыт искусственного образования дэмутационных парцелл . с помоги систеш рубок и посадок, показал перспективность. -. использования, оси отых, представлений' популяционно" биологии . для разработки методов восстановления-,устойчивой мояаптно^ ;". ярусной структуры особо вдниых лесных массивов. ■■■ '■•'.. S. Планирование мор охраны и организации.экологического-. . ;', Мониторинга применктально' К/гёсиым экосистемам целесообразно , проводить на основе оирйдзления этапа; и. расочэта Бредни, вое-■-

• .становления'гэи-мозашся.:'Нёсбхояшги; »««'ддоы.для разработки •'• прогнозов разштия устойчивой мо заитя о-ярус н ой структуры дол- • ,;. аяо явиться имитационное моделирование. '-' ' ' . . - ',

Материалы диссертации опубликованы:

1. Смирнова О.В., Попадюк ?.В., Митрофанова М.В. Пространственно-временная организация широколиственных лесов и оптимизация их структуры// Материалы П Всесоюзного совещания по общим проблемам биогеоцрнологии. Пуцино. 1986. С. 154-156.

2. Смирнова О.В., Попадюк Р.В., Митрофанова М.В. Органi-зацАя в npocTopi та час! р!знов1кових широколистяних л!сових ценоз1в// Укр.бот.журн. 1987. Т. 44. й 5. С. 43-47.

3. Смирнова Ö.B., Чистякова A.A., Попадюк Р.В., Евстигнеев 6.И., Ко ротков В.Н., !,!итроТанова М.В., Пономаренко Е.В. . Популяциоиная организация растительного покрова лесных терри-ториГ;. Пу,яно. 1990. 92с.

4. Попадюк Р.В., Чумаченко С.И., Митрофанова М.В., Французов A.B. Пространственно-временная организация широколиственных лесов как основа .моделирования динамики, популяций в лесных сообществах// Тезисы докладов на республиканской кон&е-ренции молодых ученых, специалистов и студентов. Петрозаводск. •199О. С. 78-80.

5. Митрофанова М.В.', Терлещсая E.S. Первые итоги эксперимента по моделирования возобновления дуба черешчатого// Проблеет лесоведения и лосной экологии. M. 1990. С. II5-II8.

6. Митрофанова М.В., Большаков Н.М., Французов A.B. Био- ' логические закономерности развития группировок подроста в широколиственных, лесах как основа для моделирования процессов возобновления// Результаты фундаментальных исследований по приоритетным научным направлениям лесного комплекса страны.

М.: МЛТИ, 19Э0. С. 34-44.

Работы опубликованы под фамилией М.В.Митрофанова.