Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Растительность моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности

ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Растительность моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности"

На правах рукописи

Кузьменко Александр Анатольевич

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ МОРЕННЫХ И ВОДНО-ЛЕДНИКОВЫХ РАВНИН ЮЖНОЙ ОКРАИНЫ СМОЛЕНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

Специальность 03.02.01 - Ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

I •> Г'П 2014

005549199

Брянск 2014

005549199

Работа выполнена на кафедре ботаники ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Булохов Алексей Данилович

Официальные оппоненты: Радыгина Валентина Ивановна

доктор биологических наук, профессор кафедры ботаники, физиологии и биохимии растений ФГБОУ ВПО «Орловский государственный университет» (г. Орел).

Горнов Алексей Владимирович

кандидат биологических наук, заместитель директора по науке ФГБУН «Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов Российской академии наук» (г. Москва).

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет»

Защита диссертации состоится «2» июля 2014 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.020.03 при ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского» в конференц-зале по адресу: 241036, г. Брянск, ул. Бежицкая, 20, Информационный центр БГУ (общежитие № 4).

Телефон (4832) 66-65-38, факс (4832) 66-63-53.

E-mail: bryanskgu@mail.ru; disbiobrgu@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского» и на сайте http://www.brgu.ru/.

Автореферат разослан « / 3 » OS 2014 г. и размещен на сайтах ВАК РФ: www.vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»: http://www.brgu.ru/.

Ученый секретарь диссертационного совета, H.H. Панасенко

кандидат биологических наук, доцент -''"7

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Интенсивное воздействие на растительный покров антропогенных факторов приводит к сокращению и разрушению естественных местообитаний, уменьшает флористическое разнообразие, снижает стабильность и устойчивость сообществ, формирует флористически бедные малоценные в хозяйственном отношении фитоценозы. Особенно активно эти процессы идут в сообществах, формирующихся у границ своих ареалов или различных природных зон. Поэтому необходимо проводить инвентаризацию растительного покрова с целью разработки мероприятий по его охране и мониторингу.

Моренные и водно-ледниковые равнины, расположенные на южной окраине Смоленской возвышенности, — своеобразные ландшафты на границе ботанико-географических подзон елово-широколиственных и широколиственных лесов. До сих пор об их флоре и растительности имелись лишь отрывочные сведения (Босек, 1975; Булохов, 1991; Булохов, Соломещ, 2003; Семени-щенков, 2005; Панасенко, Семенищенков, 2008; Семенищенков, Артамошин, 2008; Семенищенков, 2010).

Цель исследования - выявление фитоценотического разнообразия и особенностей распространения растительности моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности на основе метода эколо-го-флористической классификации.

Задачи исследования:

1. Разработать эколого-флористическую классификацию растительности на основе геоботанического обследования региона.

2. Проанализировать ценофлоры установленных синтаксонов с использованием методов современной флористики.

3. Провести ЭСА-ординацию для выявления закономерностей распределения установленных синтаксонов на градиентах экологических факторов.

4. Выявить территориальную структуру растительности пойм методом сигма-синтаксономии.

5. Выявить редкие и нуждающиеся в охране виды растений и растительные сообщества и дать рекомендации по их сохранению.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Южная окраина Смоленской возвышенности характеризуется высоким фитоценотическим разнообразием, которое хорошо отражают результаты эколого-флористической классификации растительности.

2. Анализ ценофлор в синтаксономическом пространстве демонстрирует зональные особенности растительности и разнообразие экологических условий местообитаний.

3. Эколого-флористическая классификация может быть использована в качестве основы для мониторинга и охраны растительного покрова района исследования.

Научная новизна. Разработана эколого-флористическая классификация растительности южной окраины Смоленской возвышенности. Фитоценотиче-ское разнообразие лесной растительности представлено 4 классами, 4 поряд-

ками, 6 союзами, 8 ассоциациями, 3 субассоциациями и 3 безранговыми сообществами. Травяная растительность представлена 6 классами, 9 порядками, 15 союзами, 2 подсоюзами, 37 ассоциациями, 1 субассоциацией и 11 безранговыми сообществами.

В территориальной структуре растительности пойм установлено 12 сигма-ассоциаций.

Выявлены новые местонахождения редких и нуждающихся в охране видов растений и растительных сообществ, по охране которых даны практические рекомендации.

Научно-практическая значимость работы. Полученные результаты работы дополняют, расширяют и углубляют сведения о флоре и растительности района исследования. Материалы исследования использованы при подготовке Зелёной книги Брянской области (2012), при ведении Красной книги Брянской области (2004), при чтении спецкурсов «Флора и растительность Брянской области», «Лесоведение», «Луговедение» в Брянском государственном университете имени академика И.Г. Петровского. Установленные синтаксоны трансформированы в типы леса и типы кормовых угодий (типы лугов), используемые в практическом лесоводстве и луговодстве.

Связь работы с плановыми исследованиями и научными программами. Работа выполнена при финансовой поддержке внугривузовского гранта БГУ «Лесная растительность моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности № 58И» (2011); внугривузовского гранта «Растительность моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности №10И» (2012); договора «Мониторинг состояния и распространения объектов животного и растительного мира, занесенных или рекомендованных к занесению в Красную книгу Брянской области, и контроль за состоянием популяций редких видов» выполненного по заказу департамента природных ресурсов и экологии Брянской области в 2011-2012 гг.

Декларация личного участия. Автором в течение 2009-2013 гг. проведены полевые экспедиционные работы, в ходе которых было выполнено 800 геоботанических описаний, из которых 723 использовано при классификации. Разработана синтаксономия и симфитосоциология растительности. Проведен анализ ценофлор синтаксонов с использованием DCA-ординации. Выполнена трансформация установленных синтаксонов в типы леса и типы кормовых угодий. Выявлены редкие и нуждающиеся в охране виды и растительные сообщества, проведена оценка их природоохранного статуса и даны рекомендации по охране.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на Международном симпозиуме «Популяционная экология растений: современные состояния, точки роста» (Сумы, 2012), Международной конференции «Проблемы изучения адвентивной и синантропной флор России и стран ближнего зарубежья» (Ижевск, 2012), III Международной научно-практической конференции «Географические проблемы сбалансированного развития староосвоен-ных регионов» (Брянск, 2013), Научно-практической конференции естествен-

но-географического факультета, посвящённой Дню Земли (Брянск, 2010, 2011, 2012, 2013).

Публикации результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 7 статей в изданиях, рекомендуемых перечнем ВАК РФ, и 2 коллективные монографии.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и четырех приложений, включающих 68 характеризующих и 5 синоптических (обзорных) таблиц, 27 рисунков. Работа изложена на 402 страницах компьютерного текста (основное содержание изложено на 170 страницах, включая 28 рисунков и 5 таблиц). В списке литературы 244 наименования, в том числе 43 работы на иностранных языках.

Содержание работы Глава 1. Природные условия района исследования

Исследования проведены на территории ландшафтов моренных и водно-ледниковых равнин, которые охватывают северо-западную часть Брянской области (Дубровский и Рогнединский административные р-ны) и крайний юго-восток Смоленской области (Рославльский р-н). Географические координаты: 53° 40-54° 05' с.ш., 32° 95-33°70 в.д. Общая площадь - около 2000 км2.

В главе приводится краткая характеристика природных условий района исследования и его положения в различных системах районирования.

Глава 2. Материалы и методы

Геоботаническое обследование региона проведено детально-маршрутным методом. Для разработки синтаксономии использовано 723 геоботанических описания, выполненных автором в течение полевых сезонов 2009-2013 гг. Описание лесных сообществ проведено на пробных площадях в 400 м2, травяных - 100 м2. Оценка количественного участия видов дана по комбинированной шкале обилия-покрытия Ж. Браун-Бланке (Braun-BIanquet, 1964).

Синтаксономия разработана на основе метода J. Braun-BIanquet (1964); при классификации антропогенно нарушенных сообществ использован дедуктивный метод классификации К. Kopecky, S. Heiny (1974). Для диагноза син-таксонов использованы единые блоки диагностических видов. Названия син-таксонов составлены в соответствии с Международным кодексом фитосоцио-логической номенклатуры (Вебер и др., 2005).

Создание и преобразование геоботанических таблиц проведено с использованием программного средства Indicator для MS Excel (Булохов, Семе-нищенков, 2006), программ JUICE 7.42 (Tichy, 1999) и Turboveg (Hennekens, 1995). DCA-ординация реализована в пакете R 2.13.02.

Экологические оптимумы синтаксонов по влажности, кислотности и обеспеченности минеральным азотом почвы определены по шкалам Н. Ellenberg et al. (1992).

Анализ ценофлоры синтаксонов проведен методом спектров с использованием понятий «жизненная форма» (Серебряков, 1962), «экобиоморфа» (Лавренко, Свешникова, 1965), «геоэлемент» (Walter, 1977; Клеопов, 1995), «полизональный флористический комплекс» (Булохов, 2000), «тип ареала» (Meusel et al., 1965).

Изучение территориальной структуры травяной растительности пойм проведено методом сигма-синтаксономии (Tüxen, 1974) на основе 58 экологических профилей.

Для оценки природоохранного статуса растительных сообществ района исследований использована методика, принятая в Зелёной книге Брянской области (2012).

Синтаксоны лесной и травяной растительности трансформированы в единицы, принятые в лесоведении и луговедении (Сукачев, 1931; Раменский, 1971; Рысин, 1972; Булохов, 2001; Булохов, Соломещ, 2003). Типы лесорасти-тельных условий даны по Д. В. Воробьеву (1967).

Названия сосудистых растений даны по С. К. Черепанову (1995), мохообразных - по М. С. Игнатову и др. (Ignatov et al., 2006).

Глава 3. Синтаксономия растительности моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности

Продромус Лесная растительность Класс Querco-Fagetea Br.-Bl. et VI. in VI. 1937 Порядок FagetaUa sylvaticae Pawlowski, Sokolowski et Wallisch 1928 Союз Querco roboris-Tilion cordaíae Solomeshch et Laivins ex Bulokhov et Sol-omeshch 2003

Acc. Rltodobryo rosei-Piceetum abietis Korotkov 1986

Субасс. Rh. r.-P. a. caricetosum pilosae Zaugolnova et Morozova 2004 Варианты: Oxalis aceíosella, Hepático nobilis, Vaccinium myrtillus, typica Acc. Mercurialoperennis-Quercetum roboris Bulokhov et Solomeshch 2003 Субасс. M. p.—Q. r. typicum Bulokhov et Solomeshch 2003 Варианты: typica, Tilia cordata

Субасс. M. p.-Q. r. piceetosum abietis Schapurko 2013 ass. nov. prov. Варианты: typica, Fraxinus excelsior

Субасс. M. p.-Q. r. carpinetosum betuli Bulokhov et Solomeshch 2003 Союз Alttion incanae Pawlowski, Sokolowski et Wallisch 1928

Acc. Urtico dioicae-Alnetum glutinosae Bulokhov et Solomeshch 2003 Варианты: Matteuccia struthiopteris, typica

Acc. Filipendulo ulmariae-Quercetum roboris Polozov et Solomeshch 1999 Порядок Quercetatia pubescenti-petraeae Klika 1933 Союз Quercion petraeae Zolyomi et Jakucs et Jakucs 1960

Acc. Lathyro nigrí-Quercetum roboris Bulokhov et Solomeshch 2003 Сообщество Laserpitium latifolium-Betula péndula

Класс Vaccinio-Piceetea Br.-Bl. in Br.-Bl., Siss. et VI. 1939 Дериватное сообщество Deschampsia cespitosa-Populus tremula [Vaccinio-Piceetea! Варианты: Alnus incana, Angelica sylvestris, Sphagnum girgensohnii, typica Дериватное сообщество Carexpilosa-Populus tremula [Vaccinio-Piceetea] Варианты: Amelanchier spicata, Pteridium aquilinum, typica

Класс Alnetea glutinosae Br.-Bl. et Tx. ex West, et al. 1943 Порядок Alnetalia glutinosae Tx. 1937 Союз Alnion glutinosae Malcuit 1929

Acc. Carici elongatae-Alnetum glutinosae Koch 1926 ex Tx. 1931 Класс Saliceteapurpureae Moor 1958 Порядок Salicetalia purpureae Moor 1958 Союз Salicion albae Soö 1930

Acc. Salicetum albae Issl. (1924) 1926 Союз Salicion triandrae Moor 1958

Acc. Salicetum triandrae Noirf. 1955

Травяная растительность Класс Phragmito-Magnocaricetea Klika in Klika et Novak 1941 Порядок Phragmitetalia W. Koch 1926 Союз Pltragmition communis W. Koch 1926 Acc. Acoretum calami Schultz 1941 Acc. Eleocharitetum palustris Schennikov 1919 Acc. Equisetetum fluviatilis Steffen 1931 Acc. Glycerietum maximae Hueck 1931 Варианты: Carex acuta, typica

Acc. Phragmitetum communis Savich 1926 Acc. Scirpetum lacustris Chouard 1924 Acc. Sparganietum erecti Roll 1938 Acc. Typhetum angustifoliae Pignatti 1953 Acc. Typhetum latifoliae Long 1973 Дериватное сообщество Typha laxmannii [Phragmitetalia] Порядок Nasturtio-Glycerietalia Pignatti 1953 Союз Sparganio-Glycerion fluitantis Br.-Bl. et Siss. in Boer 1942 Acc. Glycerietum fluitantis Wilczek 1935 Acc. Leersietum oryzoidis Eggler 1933 Порядок Magnocaricetalia Pignatti 1953 Союз Magnocaricion elatae Koch 1926 Acc. Caricetum gracilis Savich 1926 Acc. Caricetum rostratae Rübel 1912 Acc. Caricetum vulpinae Nowinski 1927 Acc. Phalaroidetum arundinaceae Libbert 1931 Союз Cicution virosae Hejny 1960

Acc. Calletum palustris Osvald 1923

Класс Molinio-Arrhenatheretea R. Tx. 1937 Порядок Molinietalia Koch 1926 Союз Calthion R. Tx. 1937 Подсоюз Calthenion (R. Tx. 1937) Bal.-Tul. 1978

Acc. Caricetum cespitosae (Nowinski 1930) Steffan 1931 Acc. Scirpetum sylvatici Raiski 1931 Союз Alopecurion pratensis Passarge 1964

Acc. Poo palustris-Alopecuretum pratensis Shelyag-Sosonko et al. 1987 Acc. Heracleo sibirici-Alopecuretum pratensis Bulokhov 1990 Acc. Filipendulo ulmariae-Festucetum rubrae Bulokhov 1991 Союз Filipendulion (Br.-Bl. 1947) Lohm. Ap. Oberd. 1967

Acc. Cirsio palustre-Filipenduletum ulmaria Bulokhov 1990 Acc. Lysimachio vulgaris-Filipenduletum ulmariae Bal.-Tul. 1968 Варианты: Agrimonia eupatoria, Carex cespitosa, typica Союз Potentillion anserinae R. Tx. 1947

Acc. Potentilietum anserinae Rap. 1927 Порядок Arrhenatheretalia R. Tx. 1931 Союз Arrhenatherion elatioris (Br.-Bl. 1925) Koch 1926

Acc. Trifolio arvensi-Rumicetum thyrsißori ass. nov. prov Союз Cynosurion R. Tx. 1947

Acc. Anthoxantho-Agrostietum tenuis Sillinger 1933 Acc. Cynosuro cristati-Agrostietum tenuis Bulokhov 1990 Acc. Deschampsio cespitosae—Agrostietum tenuis Bulokhov 1990 Союз Scabioso ochroleucae-Poion angustifoliae Bulokhov 2001 Подсоюз Scabioso ochroleucae-Poenion angustifoliae Averinova 2010

Acc. Agrimonio eupatoriae-Poetum angustifoliae Bulokhov et Radchenko 1990 Субасс. А. е.—Р. а. anthyllidetosum macrocephalae subass. nov. prov.

Acc. Artemisio campestris-Poetum angustifoliae Bulokhov 1990

Класс Calluno-Ulicetea Preising 1949 Порядок Nardetalia Preising 1949 Союз Violion caninae Schwickerath 1944

Acc. Nardetum strictae Schvergunova et al. 1984 ex Bulokhov 1990

Класс Trifolio-Geranietea sanguineiTh. Müller 1962 Порядок Origanetalia Th. Müller 1962 Союз Trifolien medii Th. Müller 1962

Acc. Agrimonio eupatoriae—Trifolietum medii Th. Müller 1962

Класс Koelerio-Corynephoretea Klika in Klika et Novak 1941 Порядок Festuco-Sedetalia Tx. 1951

Союз Hyperico perforati-Scleranthion perennis Moravec 1967 Acc. Sedo acris-Agrostietum vinealis Bulokhov 1990 Acc. Polytricho piliferi-Scleranthetum perennis Moravec 1967

Назальное сообщество Psammophiliella muralis-Digitaria ischaemum [Koelerio— Corynepltoretea]

Acc. Plantagini scabrae-Helichrysetum arenarii ass. nov. prov. Базапьное сообщество Hylotelephium maximum-Berteroa incana [Koelerio-Corynepltoretea]

Acc. Artemisio campestris-Agrostietum tenuis Bulokhov 1990 Дериватные сообщества: Oenothera biennis—Artemisia campestris [Koelerio-Coryneplioretea]; Oenothera biennis [Koelerio-Corynephoretea]-, Phalacroloma annua [Koelerio-Corynephoretea]

Класс Artemisietea vulgaris Lohm., Prsg. et Tx. 1950 Порядок Onopordetalia acanthii Br.-Bl. et Tx. 1943 Союз Dauco-Melilotion Gors 1966

Базальное сообщество Artemisia vulgaris [Artemisietea vulgaris]

Acc. Artemisio-Tanacetetum vulgaris Br.-Bl. 1931 Назальные сообщества: Dactylis glomerata [Artemisietea vulgarisJ; Daucus carota [Artemisietea vulgaris[

В работе дается характеристика установленных синтаксонов.

Глава 4. Анализ ценофлоры синтаксонов

В главе дан анализ ботанико-географической структуры лесной и травяной растительности на уровне союзов.

Ценофлора лесной растительности сформирована видами 5 зональных геоэлементов и 4 полизональными группами (рис. 1).

Для ценофлор союзов Querco roboris-Tilion cordatae, Alnion incanae и Quercion petraeae характерно преобладание видов неморального геоэлемента (соответственно 36,5%, 23,5% и 28,2%) в сочетании с суббореальными (12,2%, 12,3% и 9,0%) и бореальными (6,8%, 4,6% и 3,8%) видами. Такое соотношение зональных геоэлеменгов указывает на расположение сообществ союзов у границы подзон ело-во-широколиственных и широколиственных лесов.

В ценофлоре союза Quercion petraeae значительна доля видов среди-земноморско-бореальной группы (24,4%). Большое количество полизональных видов свидетельствует об олуговении сообществ данного союза, связанном с осветлением лесов в процессе рубок. По этой же причине происходит усиление позиций светолюбивых опушечных видов южносибирского геоэлемента (10,2%).

В ценофлорах союзов Salicion albae и Salicion triandrae преобладают виды средиземноморско-бореальной полизональной группы (60,8% и 61,3%), что подчёркивает азональный характер сообществ.

В сообществах союза Alnion glutinosae широко представлены как виды зональных геоэлементов (неморальный - 21,0% , суббореальный - 16,0%, бо-реальный — 10,0%, южно-сибирский — 5,2%), так и виды полизональных групп (в сумме 41,3%). Такой состав спектра отражает, с одной стороны, азональный

характер сообществ, а с другой - сильное влияние контактирующих с ними зональных широколиственных лесов с елью.

1 2 3 4 5 6

■ В ■ N ajs BBs «Sp ■ Pza Pzb «Pzt P «Tb

Рис. 1. Спектр геоэлементов и полизональных групп союзов лесной растительности.

Союзы: 1 - Querco roboris-Tilion corclatae; 2 - Alnion incanae; 3 - Quercion petraeae; 4 - Alnion glutinosae: 5 - Salicion albae; 6 - Salicion triandrae.

Геоэлементы: В — бореальный. N - неморальный, Js - южносибирский, Bs - суббо-реальный, Sp - субпонтический, Р - плюрирегиональная группа; полизональные группы: Pza - средиземноморско-арктическая. Pzb - средиземноморско-бореапьная, Pzt — средиземноморско-умеренная (температная).

Ценофлоры союзов травяной растительности сформированы видами 6 геоэлементов и 4 полизональных групп (рис. 2). Спектры геоэлементов указывают на азональный характер сообществ союзов травяной растительности.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

■ BIN Js ■ Bs ■ Sp Po ■ Pza ■ Pzb * Pzt ■ P

Рис. 2. Спектр геоэлементов и полизональных групп союзов травяной растительности.

Союзы: 1 - Phragmition communis; 2 - Sparganio-Glycerion ßuitantis; 3 - Mag-nocaricion ehitae; 4 - Cicution virosae: 5 — Calthion palustris; 6 - Alopecurion pratensis; 7 - Filipendulion; 8 - Arrhenatherion elatioris; 9 - Cynosurion; 10 - Scabioso ochroieu-cae-Poion angustifoliae; 11 - Violion caninae; 12 - Hyperico perforati-Scleranthion per-ennis; 13 - Trifolien medii; 14 - Dauco-Melilotion; 15 - PotentiHion anserinae.

Геоэлементы: В - бореальный, N - неморальный, Js - южно-сибирский. Bs -суббореальный, Sp - субпонтический, Ро - понтический, Р - плюрирегиональная группа; полизональные группы: Pza - средиземноморско-арктическая, Pzb - средиземно-морско-бореальная, Pzt - средиземноморско-умеренная (температная).

Во всех 15 союзах преобладают виды средиземноморско-бореальной полизональной группы (21,0-43,5%). В ценофлоре некоторых союзов встречаются виды неморального (1,6-3,5%) и бореального (1,4-5,2%) геоэлементов, что отражает влияние зоны на азональные сообщества.

Азональный характер травяных фитоценозов подчёркивает и широкая представленность в ценофлорах видов плюрирегиональной группы. Наиболее значительна её доля в спектрах союзов болотной и прибрежно-водной растительности: Phragmition communis (15,7%), Sparganio-Glycerion fluitantis (17,0%), Magnocaricion elatae (13,4%), Cicution virosae (21,0%).

Спектры типов ареалов союзов лесной и травяной растительности являются типичными для Средней России.

Эколого-биологический анализ ценофлор синтаксонов проведен методом спектров с использованием понятия «жизненная форма» (ЖФ) по X. Раун-киеру (1934) и И. Г. Серебрякову (1962).

Спектры жизненных форм союзов лесной и травяной растительности с преобладанием гемикриптофитов являются типичными для зоны умеренного климата (Булохов, 2004).

В составе спектров лесной растительности по И. Г. Серебрякову отмечено 18 типов ЖФ, травяной - 19. При нарастании сухости почвы уменьшается степень участия длиннокорневищных ЖФ и увеличивается доля рыхлодерно-винных и стержнекорневых. Чем резче выражен градиент фактора, тем менее разнообразен состав ЖФ. Спектры жизненных форм и экобиоморф могут быть использованы в качестве индикаторов местообитаний сообществ союзов.

4.3. DCA-ординация ценофлор синтаксонов

Флористическая специфичность установленных синтаксонов и роль ведущих экологических факторов в их дифференциации продемонстрированна методом DCA-ординации на уровне ассоциации (рис. 3-6).

43.1. DCA-ординация ценофлор синтаксонов лесной растительности

Как показано на диаграмме (рис. 3), синтаксоны лесной растительности хорошо дифференцированы, что подтверждает верность результатов проведенной классификации. Экологические пространства некоторых синтаксонов перекрываются, что связано с распространением сообществ в местообитаниях со сходными экологическими условиями. В частности это характерно для асс. Rhodobryo rosei-Piceetum abietis (1) и группы сообществ асс. Mercurialo perennis-Quercetum roboris (2) с участием ели и ее бореальных спутников.

Фактором дифференциации синтаксонов союза Alnion incanae (асс. Urtico dioicae-Alnetum glutinosae (3) и асс. Filipendulo ulmariae-Quercetum roboris (4)) является возрастающая влажность почвы. Фактор температуры является дифференцирующим для синтаксонов союза Quercion petraeae (8).

Наиболее своеобразны по составу ценофлор синтаксоны ивняков класса Salicetea purpurea (6, 7), которые на диаграмме дифференцированы на оси нарастания влажности почвы и освещенности.

DC A3 СС№

Рис. 3. DCA-ординация синтаксонов лесной растительности.

Векторы экологических факторов: CONT - конгтинентальносгь. LIGT - освещенность. MOIST - влажность. NUTR - богатство минеральным азотом. REACT - кислотность почвы. TEMP - температурное число.

Синтаксоны: 1 - Rhodobryo rosei-Piceetum Metis; 2 - Mercurialo perennis-Quercetum ro-boris; 3 - Urtico dioicae-Alnetum glutinosae; 4 - Filipemlulo ulmariae-Quercetum roboris; 5 -Carici elongatae-Alnetum glutinosae: 6 - Salicetum albae: 7 - Salicetum triandrae. 8. Lathyro nigri-Quercetum roboris.

Таким образом, ось DCA1 интерпретирована как градиент влажности почвы, ось DCA3 - как комплексный градиент температуры, богатства почвы минеральным азотом и реакции субстрата. Интерпретацию оси DCA2 дать не представляется возможным.

4.3.2. DCA-ординация ценофлор синтаксонов травяной растительности

Как показано на диаграмме (рис. 4), синтаксоны травяной растительности хорошо дифференцированы. Экологические пространства некоторых синтаксонов перекрываются, что связано с распространением сообществ в местообитаниях со сходными экологическими условиями.

На диаграмме четко прослеживается закономерность распределения синтаксонов на оси влажности. В местообитаниях с наиболее сухими субстратами распространены сообщества синтаксонов класса Koelerio-Corynephoretea (33, 34, 35, 36). Синтаксоны класса Molinio-Arrhenatheretea (17-30) формируют экологический ряд, соответствующий нарастанию почвенного увлажнения. При этом синтаксоны остепненных лугов союза Scabioso ocltroleucae-Poion angustifoliae (29, 30) тяготеют к местообитаниям с наиболее сухими почвами. В похожих по экологическим режимам местообитаниях представлены и сообщества класса Trifolio-Geranietea (32).

Рис. 4. DCA-ординация синтаксонов травяной растительности.

Обозначения векторов экологических факторов те же, что для рис. 3. Синтаксоны: 1 - Acorelum calami; 2 - Eleocharitetum palustris; 3 - Equisetetum ßuviati-lis; 4 - Glycerietum maximae; 5 - Pragmitetum communis; 6 - Scirpetum lacustris; 7 -Sparganietum erecti; 8 - Typhetum angustifoliae; 9 - Typhetum latifoliae; 10 - Glycerietum fluitantis; 11 -Leersietum oryzoidis; 12 - Caricetum gracilis; 13 - Caricetum rostra-tae; 14 - Caricetum vulpinae; 15 - Phalaroidetum arundinaceae; 16 - Calletum palustris; 17 - Caricetum cespitosi; 18 - Scirpetum sylvatici; 19 - Poo palustris-Alopecuretum pratensis; 20 - Heracleo sibirici-AIopecuretum pratensis; 21 -Filipenilulo ulmariae-Festucetum rubrae; 22 - Cirsio palustre-Filipenduletum ulmariae; 23 - Lysimachio vul-garis-Filipenduletum ulmariae; 24 - Potentilletum anserinae; 25 - Trifolio arven-si—Rumicetum thyrsißori; 26 - Anthoxantho-Agrostietum tenuis; 27 - Cynosure cristati-Agrostietum tenuis; 28 - Deschampsio cespitosae-Agrostietum tenuis; 29 - Agrimonio eupatoriae-Poetum angustifoliae; 30 - acc. Artemisio campestris-Poetum angustifoliae; 31

- acc. Nardetum strictae; 32 - Agrimonio eupatoriae-Trifolietum medii; 33 - acc. Sedo acris-Agrostietum vinealis; 34 - Polytricho piliferi-Scleranthetum perennis; 35 - Heli-chryso arenarii-Plantaginetum scabrae; 36 - Artemisio campestris-Agrostietum tenuis; 37

- Artemisio-Tanacetetum vulgaris.

i

Крайнее положение на оси возрастания увлажнения занимают синтаксоны класса Phragmito-Magnocaricetea (1-16).

Высоким своеобразием ценофлоры характеризуется acc. Nardetum stricti (31), факторами дифференциации которой является высокая освещенность, связанная с особенностями структуры ее низкотравных сообществ, а также кислотность почвы. Фактор почвенного богатства минеральным азотом является дифференцирующим для отдельных синтаксонов, в частности, для асс. Potentilletum anserinae (24) и Artemisio-Tanacetetum vulgaris (37).

Ординация позволяет упорядочить синтаксоны на уровне союза в следующий экологический ряд на оси возрастания влажности субстрата: Hyperico-Scleranthion —> Arrhenatherion —> Scabioso-Poion —> Trifolien —► Су no-sur ion —> Filipendulion —* Magnocaricion Phragmition.

Таким образом, ось DCA1 интерпретирована как градиент влажности, ось DCA3 - комплексный градиент температуры, богатства почвы минеральным азотом и реакции субстрата. Интерпретацию оси DCA2 дать не представляется возможным.

Глава 5. Симфитосоциология травяной растительности

Целью главы является выделение территориальных единиц растительности с использованием метода симфитосоциологии. Объектом классификации является экологический ряд сообществ. Установлено 12 сигма-ассоциаций пойменной растительности.

Продромус сигма-ассоциаций Sedo acris-Agrostietum vinealis — Sigmetum Herarteo sibirici-Alopecuretum pratensis - Sigmetum Filipendulo ulmariae-Festucetum rubrae - Sigmetum Poo palustris-Alopecuretum pratensis - Sigmetum Phalaroidetum arundinaceae - Sigmetum Phragmitetum communis - Sigmetum Equisetetum fluviatilis - Sigmetum Cynosuro cristati—Agrostietum tenuis - Sigmetum Acoretum calami — Sigmetum Caricetum cespitosae - Sigmetum PotentiUetum anserinae - Sigmetum Cirsio palustre-Filipenduletum ulmariae - Sigmetum

В работе дается подробная характеристика установленных сигма-ассоциаций. Приведены крупномасштабные экологические профили с синтак-сонами. В автореферате дан пример одного из профилей (рис. 5) и фрагмент таблицы установленных сигма-синтаксонов (табл. 1). Их число в составе сиг-ма-синтаксона варьирует от 6 до 9.

Ph

Рис. 7. Экологический профиль через пойму р. Белизна с сигма-ассоциацией Phalaroidetum arundinaceae— Sigmetum. Ассоциации: Ар - Poo-Afopecuretum, Dc - Deschampsio-Agrostietum, Pa -Phalaroidetum; Cv -Caricetum vulpinae; Ca - Caricetum gracilis; Gm- Glycerietum maximae.

Таблица 1

Сигма-синтаксоны растительности пойм (фрагмент)

Сигма-синтаксоны 1 2 3 4 5 6 7

Число профилей 5 3 4 6 7 6 4

Число синтаксонов 8 8 6 9 7 8 8

Seilo acris-Agrostietum vinealis V3

Heracleo sibirici—Alopecuretum pratensis V3

Filipendulo ulmariae-Festucetum rubrae V3

Poo palustris-Alopecuretum pratensis IV1 V1 V1 V4 IV

Phalaroidetum arundinaceae II1 IV1 V1 V4

Cynosuro cristati-Agrostietum tenuis II1 V3

Deschampsio cespitosae-Agrostietum tenuis I1 I1 IV1 II1 II1 II2

Caricetum gracilis V1 V1 V1 V1 V2 V' V1

Glycerietum maximae I1 V2 IV1 V1 II1 IV1

Глава 6. Редкие и нуждающиеся в охране виды растений и растительные сообщества

6.1. Редкие и нуждающиеся в охране виды растений

В регионе выявлен 31 редкий и нуждающийся в охране вид сосудистых растений. Из них 20 занесены в Красную книгу Брянской области (2004): Aconitum lasiostomum (2), Anemone sylvestris (2), Anemonoides nemorosa (2), Carpimis betulus (3), Corydalis cava (3), Cystopteris fragilis (2), Dactylorhiza in-carnata (3), Daphne mezereum (3), Dianthus superbus (3), Digitalis grandiflora (3), Hepatica nobilis (3), Huperzia selago (2), Juniperns communis (3), Listera ovata (3), Matteuccia struthiopteris (3), Neottia nidus-avis (3), Nymphaea Candida (3), Phegopteris connectilis (2), Piatanthera bifolia (2), Sanicula europaea (3). В скобках дается природоохранный статус. Для 27 видов составлены картосхемы распространения на территории района исследования.

6.2. Редкие и нуждающиеся в охране растительные сообщества

На основе методики, принятой в Зеленой книге Брянской области (2012), выявлено 4 синтаксона лесной и 4 - травяной растительности, сообщества которых являются редкими в районе исследования, 12 — эталонных типов сообществ лесной растительности. Даны практические рекомендации по охране сообществ синтаксонов (табл. 2).

Таблица 2

Оценка природоохранного статуса синтаксонов (фрагмент)

Синтаксон Категория охраны Рекомендации по сохранению

Субасс. Mercurialo perennis-Quercetum roboris carpinetosum betuli typica var. I25: R|2G6V7P2 Организация памятника природы на территории 8 квартала Дубровского участкового лесничества

Синтаксон Категория охраны Рекомендации по сохранению

Асс. игйсо dioicae-Alnetum gluti-по.чае МаПеисс'ш ,ч1ги(1иор1ет уаг. П15: Я7С4У4Р2 Контроль за рубками лесов и использованием водных объектов

Асс. А Мети ¡о сатреяМя—Ро еШ т angustifoliae П16: Я8С4У4Р2 Запрет палов травы, регулируемое сенокошение

Асс. Agrimomo еирМопае-РоеШт angustifo¡iaв II, 6: Я8С4У4Р2 Запрет палов травы, устраивания кострищ, сброса мусора

Глава 7. Соотношение синтаксонов эколого-флористической классификации с типами леса и луга

7.1. Трансформация синтаксонов лесной растительности в доминантные типы леса

В один тип леса объединялись сообщества синтаксонов с одинаковым числом ярусов и одинаковыми доминантами во всех ярусах. При этом учитывались их экологические оптимумы, определенные по экологическим шкалам, и типы лесо-растительных условий (ТЛУ)поД. В. Воробьеву (1953, 1967).

Установленным синтаксонам соответствуют 15 типов леса (табл. 3).

Синтаксон

Таблица 3

Соотношение синтаксонов и типов леса (фрагмент)

Баллы по экологическим шкалам

Тип леса

ТЛУ

Асс. ЮюйоЬгуо го$е1Р1сееШт аЫей«

Асс. Мвгата1о-(УиегсеШт ргсввШт аЫеШ

{2иегсе1о-Р1сееШт

охаШозо-%а1еоЬс1о^ит

Querceto—Piceetum

сапсохит рИояае

ВеШШо-РориШит

сапсояит рИохаеа,

ВеШШо-Рори1еШт

aegopodiosum

ВеЫ^о—РориЫит

galeobdolosum

ТШо—()иегсеШт сапсояит

рПозае

Tilio-Quercetum aegopodiosum ТШо—Рори1еШт сапсозит рИовае

Querceto—Betuleto сотаПагюйит

С3 С2С3

С2Д2-з

С2д2

Р = 5,0; Я = 5,1; N = 4,5

И = 5,7; Я = 5,8; N = 5,1

7.2. Трансформация синтаксонов травяной растительности в типы лугов

При трансформации синтаксонов в типы лугов использовано два критерия: экологическое сходство фитоценозов, объединяемых в тип луга, которое обеспечивают синтаксоны в ранге ассоциаций и субассоциаций, и направление хозяйственного использования. Название типа дано по диагностическим видам ассоциаций и субассоциаций. По диагностическим видам тип луга легко опознается в полевых условиях. Для группировки типов лугов в более крупные типологические единицы использована Всесоюзная классификация сенокосов и пастбищ СССР (Методические указания..., 1984). В ходе трансформации на основе 35 ассоциаций было установлено 35 типов и 8 модификаций лугов. В табл. 4 показано соответствие установленных синтаксонов типам лугов или типам кормовых угодий.

Таблица 4

Тансформация синтаксонов в типы лугов (фрагмент) Индексы

Синтаксоны

типов

Типы лугов (кормовых угодий)

Л-1. Класс. Равнинные суходольные луга

Jl-Ia-I Группа типов. Злаково-разнотравные, мелкотравные суходолы на бедных, сухих, песчаных почвах и песках

Sedo acris-Agrostietum vinealis Л-Ia-I-l Тип — Полевично-очитковый

Artemisio campestris— Aerostietum tenuis JI-Ia-I-3 Тип - Полынно-тонкополевичный

Л-4. Класс. Долгопойменные луга на пойменных дерновых почвах

Л-4а-1 Группа типов. Злаково-разнотравные, влажные и сырые пойменные луга на дерновых, иногда суглинистых почвах.

Heracleo sibirici— Alopecuretum pratensis JI-4a-I-l Тип — Борщевиково-луговолисохвостовый

Л-46-1 Группа типов. Злаково-осоково-разнотравные влажные и сырые пойменные луга на дерновых, иногда суглинистых почвах

Poo palustris— Alopecuretum pratensis Л-46-1-1 Тип — Болотномятликово-луговолисохвостовы й

Phalaroidetum arundinaceae Л-46-1-2 Тип — Двукисточниковый

Выводы

1. Разработана полная эколого-флористическая классификация растительности моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности. Фитоценотическое разнообразие лесной растительности представлено 4 классами, 4 порядками, 6 союзами, 8 ассоциациями, 3 субассоциациями и 3 сообществами. Травяная растительность представлена 6 классами, 9 порядками, 15 союзами, 2 подсоюзами, 37 ассоциациями, 1 субассоциацией и 11 сообществами.

2. Выявлена ботанико-географическая и эколого-биологическая структура ценофлор лесной и травяной растительности. Ценофлора лесной растительности сформирована 6 геоэлементами, из которых ведущая роль принадлежит неморальному и суббореальному. В спектре ценофлор союзов травяной растительности доминируют виды полизонального комплекса.

3. DCA-ординация свидетельствует о флористических различиях ценофлор синтаксонов, отражая их положение на градиентах экологических факторов: освещенности, влажности, богатства минеральным азотом, кислотности почвы, термофильности. DCA-ординация показывает достаточно четкую дифференциацию синтаксонов на градиентах экологических факторов и подтверждает обоснованность проведенной классификации.

4. В регионе выявлен 31 редкий и нуждающийся в охране вид сосудистых растений и составлены картосхемы их распространения на территории района исследования.

5. На основе экспертных оценок природоохранного статуса выявлено 4 синтаксона лесной и 4 - травяной растительности, сообщества которых являются редкими в районе исследования, установлено 12 эталонных типов сообществ лесной растительности. Даны практические рекомендации по охране сообществ синтаксонов.

6. Разработана сигма-синтаксономия травяной растительности пойм, включающая 12 сигма-ассоциаций. Сигма-ассоциации как типы территориальных единиц травяной растительности являются основой для разработки оптимальной стратегии рационального использования кормовых угодий.

7. Обоснована возможность использования синтаксономии для установления хозяйственных типов леса и типов лугов (естественных кормовых угодий ).

Список работ, опубликованных по теме диссертации Статьи в рецензируемых изданиях из списка ВАК

1. Кузьменко, A.A. Новый вариант ассоциации Urtico dioicae—Alnetum gletinosae Matteuccia struthiopteris var. на северо-западе Брянской области / A.A. Кузьменко // Вестник Брянского гос. ун-та. Точные и естественные науки. 2011. № 4. - С. 74-76.

2. Кузьменко, A.A. Синтаксономия и экология гигро-мезофитных осиновых лесов в Южном Нечерноземье России / A.A. Кузьменко // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. № 5 (1). - С. 60-68.

3. Кузьменко, A.A. Синтаксономия лесной растительности моренных и водно-ледниковых равнин северо-запада Брянской области / A.A. Кузьменко // Вестник Брянского гос. ун-та. Точные и естественные науки. 2012. № 4. - С. 113-116.

4. Кузыменко, A.A. Сообщества термофильных дубрав на территории моренных и водно-ледниковых ландшафтов северо-запада Брянской области / A.A. Кузьменко // Вестник Брянского гос. ун-та. Точные и естественные науки. 2012. №4. - С. 116-119.

5. Кузьменко, A.A. Классификация и ординация сообществ псаммофотов междуречья Габья-Десна (в пределах Брянской области) / A.A. Кузьменко // Вестник Брянского гос. ун-та. Точные и естественные науки. 2012. № 4. - С. 168-171.

6. Булохов А.Д., Кузьменко A.A. Сообщества Rumex thyrsiflorus Finger на северо-западе Брянской области / А.Д Булохов, A.A. Кузьменко // Вестник Брянского гос. ун-та Точные и естественные науки. 2013. № 4 (2). — С. 73-76

7. Кузьменко A.A. Распространение Carpinus betulus и Alms incana на северо-западе Брянской области/ A.A. Кузьменко Вестник Брянского гос. ун-та. Точные и естественные науки. 2013. № 4 (2). - С. 112-115.

Монографии

1. Семенищенков, Ю.А. Лесная растительность моренных и водно-ледниковых равнин северо-запада Брянской области / Ю.А. Семенищенков, A.A. Кузьменко. - Брянск: ГУП «Брянское областное полиграфическое объединение», 2011. - 112 с.

2. Булохов, А.Д Зеленая книга Брянской области (растительные сообщества нуждающиеся в охране) / Булохов А.Д., Семенищенков Ю.А., Панасенко H.H., Анищенко J1.H., Аверинова ЕА., Федотов Ю.П., Харин A.B., Кузьменко АЛ., Шапурко A.B. -Брянск: ГУП «Брянское областное полиграфическое объединение», 2012. -144 с.

Статьи в прочих изданиях

1. Кузьменко, A.A. Флористические находки на северо-западе Брянской области в 2010-2011 гг. / A.A. Кузьменко Ю.А., Семенищенков // Изучение и охрана биологического разнообразия Брянской области. Мат. по ведению Красной Книги Брянской области. Вып. 6. - Брянск, 2011. - 151 с.

2. Кузьменко, A.A. Возрастная и виталететная структура колокольчика крапи-волистного (Campanula trachelium L.) в елово-широколиственных лесах Брянской области / A.A. Кузьменко // Популяционная экология растений: современные состояния, точки роста. - Сумы, 2012. - С. 229-234.

3. Кузьменко, A.A. Флористические находки на северо-западе Брянской области в 2012 году / A.A. Кузьменко // Изучение и охрана биологического разнообразия Брянской области. Мат. по ведению Красной книги Брянской области. Вып. 7. - Брянск, 2012.-180 с.

4. Булохов, А.Д. Оценка степени фитоценотической активности и натурализации некоторых адвентивных видов на территории Брянской области / А.Д Булохов А.Д, Ивенкова И.М., A.A. Кузьменко // Мат. 4-й Междунар. конф. «Проблемы изучения адвентивной и синантропной флор России и стран ближнего зарубежья» (4-7 декабря 2012 г. на базе ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»), Ижевск, 2012. - С. 39^12.

5. Кузьменко, A.A. Общая характеристика растительности моренных и водно-ледниуовых равнин южной окраины Смоленской возвышенности / A.A. Кузьменко // Мат. III Междунар. науч.-практ. конф. «Географические проблемы сбалансированного развития староосвоенных регионов» (Брянск, 2426 октября 2013 г.). - Брянск, 2013. - С. 37-41.

Кузьменко Александр Анатольевич РАСТИТЕЛЬНОСТЬ МОРЕННЫХ И ВОДНО-ЛЕДНИКОВЫХ РАВНИН ЮЖНОЙ ОКРАИНЫ СМОЛЕНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Подписано в печать 30.04.2014 г. Печать офсетная. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 384 РИО Брянского государственного университета имени академика И Г. Петровского, 241036, г. Брянск, ул. Бежицкая, 14. Отпечатано в цехе полиграфии БГУ.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кузьменко, Александр Анатольевич, Брянск

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»

04"01' ^9372 пРавахрукописи

Кузьменко Александр Анатольевич

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ МОРЕННЫХ И ВОДНО-ЛЕДНИКОВЫХ РАВНИН ЮЖНОЙ ОКРАИНЫ СМОЛЕНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

Специальность 03.02.01 - Ботаника

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор А.Д. Булохов

Брянск 2014

Содержание

Введение...................................................................................................................4

Актуальность темы...............................................................................................4

Глава 1. Природные условия района исследования.............................................8

1.1 Географическое положение.......................................................................8

1.2 Геолого-геоморфологическое строение и рельеф...................................8

1.3 Климат........................................................................................................11

1.4 Ландшафты и почвы.................................................................................12

1.5 Гидрологические условия........................................................................13

1.6 История изучения флоры и растительности моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности.............13

1.7 Растительность моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности.............................................................16

Глава 2. Материалы и методы..............................................................................19

Глава 3 Синтаксономия растительности моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности......................................23

3.1 Продромус синтаксонов растительности...............................................23

3.2 Характеристика синтаксонов лесной растительности..........................27

3.3 Характеристика синтаксонов травяной растительности......................51

Глава 4.Анализ ценофлоры синтаксонов лесной и травяной растительности 87

4.1 Ботанико-географический анализ ценофлор лесной растительности. 87

4.1.1 Ботанико-географический анализ ценофлор союзов травяной растительности...................................................................................................89

4.1.2. Эколого-биологический анализ травяной растительности...............95

4.2 DCA-ординация ценофлор синтаксонов..................................................97

Глава 5. Симфитосоциология травяной растительности................................102

Глава 6.Редкие и нуждающиеся в охране виды растений, растительные сообщества...........................................................................................................118

Глава 7. Соотношение синтаксонов эколого-флористической классификации с типами леса и луга...........................................................................................139

Выводы.................................................................................................................145

2

Литература............................................................................................................147

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ТАБЛИЦЫ СИНТАКСОНОВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ МОРЕННЫХ И В О ДНО-ЛЕДНИКОВЫХ РАВНИН ЮЖНОЙ ОКРАИНЫ СМОЛЕНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ......................171

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОБЗОРНЫЕ ТАБЛИЦЫ СИНТАКСОНОВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ МОРЕННЫХ И В О ДНО-ЛЕДНИКОВЫХ РАВНИН ЮЖНОЙ ОКРАИНЫ СМОЛЕНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ......................355

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. КАРТОСХЕМЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РЕДКИХ И НУЖДАЮЩИХСЯ В ОХРАНЕ ВИДОВ РАСТЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ МОРЕННЫХ И ВОДНО-ЛЕДНИКОВЫХ РАВНИН ЮЖНОЙ ОКРАИНЫ СМОЛЕНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ.............................................................384

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ТАБЛИЦА ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ПРИРОДООХРАННОГО СТАТУСА СИНТАКСОНОВ................................398

Введение

Актуальность темы.

Интенсивное воздействие на растительный покров антропогенных факторов приводит к сокращению и разрушению естественных местообитаний, уменьшает флористическое разнообразие, снижает стабильность и устойчивость сообществ, формирует флористически бедные малоценные в хозяйственном отношении фитоценозы. Особенно активно эти процессы идут в сообществах, находящихся на границе своих ареалов или на стыке природных зон (Булохов, 1992, 2012; Мартыненко, 2006, 2009). Поэтому необходимо проводить инвентаризацию растительного покрова с целью разроботки мероприятий по охране и мониторингу.

Моренные и водно-ледниковые равнины, расположенные на южной окраине Смоленской возвышенности — своеобразные ландшафты на границе ботанико-географических подзон елово-широколиственных и широколиственных лесов. До сих пор об их флоре и растительности имелись лишь отрывочные сведения (Босек, 1975; Булохов, 1991; Булохов, Соломещ, 2003; Семенищенков, 2005; Панасенко, Семенищенков, 2008; Семенищенков, Артамошин, 2008; Семенищенков, 2010).

Цель исследования - выявление фитоценотического разнообразия и особенностей распространения растительности моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности на основе метода эколого-флористической классификации.

Задачи исследования:

1. Разработать эколого-флористическую классификацию растительности на основе геоботанического обследования региона.

2. Проанализировать ценофлоры установленных синтаксонов с использованием методов современной флористики.

3. Провести БСА-ординацию для выявления закономерностей распределения установленных синтаксонов на градиентах экологических факторов.

4. Выявить территориальную структуру растительности пойм методом сигма-синтаксономии.

5. Выявить редкие и нуждающиеся в охране виды растений и растительные сообщества и дать рекомендации по их сохранению.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Южная окраина Смоленской возвышенности характеризуется высоким фитоценотическим разнообразием, которое хорошо отражают результаты эколого-флористической классификации растительности.

2. Анализ ценофлор в синтаксономическом пространстве демонстрирует зональные особенности растительности и разнообразие экологических условий местообитаний.

3. Эколого-флористическая классификация может быть использована в качестве основы для мониторинга и охраны растительного покрова района исследования.

Научная новизна. Разработана эколого-флористическая классификация растительности южной окраины Смоленской возвышенности. Фитоценотическое разнообразие лесной растительности представлено 4 классами, 4 порядками, 6 союзами, 8 ассоциациями, 3 субассоциациями и 3 безранговыми сообществами. Травяная растительность представлена 6 классами, 9 порядками, 15 союзами, 2 подсоюзами, 37 ассоциациями, 1 субассоциацией и 11 безранговыми сообществами.

В территориальной структуре растительности пойм установлено 12 сигма-ассоциаций.

Выявлены новые местонахождения редких и нуждающихся в охране видов растений и растительных сообществ, по охране которых даны практические рекомендации.

Научно-практическая значимость работы. Полученные результаты работы дополняют, расширяют и углубляют сведения о флоре и растительности района исследования. Материалы исследования использованы при подготовке Зелёной книги Брянской области (2012), при ведении Красной книги Брянской области (2004), при чтении спецкурсов «Флора и растительность Брянской области», «Лесоведение», «Луговедение» в Брянском государственном университете имени академика И.Г. Петровского. Установленные синтаксоны трансформированы в типы леса и типы кормовых угодий (типы лугов), используемые в практическом лесоводстве и луговодстве.

Связь работы с плановыми исследованиями и научными программами.

Работа выполнена при финансовой поддержке внутривузовского гранта БГУ «Лесная растительность моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности № 58И» (2011); внутривузовского гранта «Растительность моренных и водно-ледниковых равнин южной окраины Смоленской возвышенности №10И» (2012); гранта Администрации Брянской области по программе «Ведение Красной книги Брянской области» в 2011-2012 гг.

Декларация личного участия. Автором в течение 2009-2013 гг. проведены полевые экспедиционные работы, в ходе которых было выполнено 800 геоботанических описаний, из которых 723 использовано при классификации. Разработана синтаксономия и симфитосоциология растительности. Проведен анализ ценофлор синтаксонов с использованием ЭСА-ординации. Выполнена трансформация установленных синтаксонов в типы леса и типы кормовых угодий. Выявлены редкие и нуждающиеся в охране виды и растительные сообщества, проведена оценка их природоохранного статуса и даны рекомендации по охране.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на Международном симпозиуме «Популяционная экология растений: современные состояния, точки роста» (Сумы, 2012), Международной конференции «Проблемы изучения адвентивной и синантропной флор России и стран ближнего зарубежья» (Ижевск, 2012), III Международной научно-практической конференции «Географические проблемы сбалансированного развития староосвоенных регионов» (Брянск, 2013), Научно-практической конференции естественно-географического факультета, посвященной Дню Земли» (Брянск, 2010, 2011, 2012, 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 7 статей в изданиях, рекомендуемых перечнем ВАК РФ, 2 коллективные монографии.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и четырех приложений включающих 68 характеризующих и 5 синоптических (обзорных) таблиц, 27 рисунков. Работа изложена на 402 страницах компьютерного текста (основное содержание изложено на 170 страницах, включая 28 рисунков и 5 таблиц). В списке литературы 244 наименования, в том числе 43 работ на иностранных языках.

Глава 1. Природные условия района исследования

1.1 Географическое положение

"ешики

■vny L/i

оски

)е ие новкл Петровс*$е

Колленмц,

Плоловк

Бахаревка

ОВНЧИ

г оекл

гГТТхово

'ut fit

Кар пик*

ПацыньО

ар XoTuuptiâo '

ч Г '¿é1

Opvm>BL

отк

Волноншннэ

Воромот

&*HjjHVmf>oebj ç/

Б а цхм н'о

'IHLUPtL

ДУБРОВ

Ерш мчи / Вояркжо /-

QT . с__

1 \ г—1Г

I V ' ! I'- IL__рул flou*,

кнншьХучи J

Любегои

ы

Фошмя

\° и -

А я е ait*I

rfdu» Cd'it>H О» о

о Ьаокоаяч

Олсуфьеву

Грнц/нна Свобода

ЛраОоака

j* j \ Рухань

ЖУКОвКА

V.Q Трохщл

'* ч Красныi

О&мрмиков

Район исследований расположен на территории северо-западной часть Брянской области (Дубровский и Рогнединский административные р-ны) и крайнего юго-востока Смоленской области (Рославльский р-н). Географические координаты: 53° 40-54° 05 с.ш. 32° 95-33°70 в.д. Общая площадь - около 2000 км (Физико-географическое районирование..., 1963).

Рисунок 1 - Территория района исследования. М 1: 1 000 000

1.2 Геолого-геоморфологическое строение и рельеф

По физико-географическому районированию Нечерноземного центра (1963), район исследования принадлежит к Смоленско-Московской физико-географической провинции, Десняно-Сещенскому району, занимая южную

окраину Смоленской возвышенности и представляющей моренные и водно-

8

ледниковые ландшафты, связанные с Московским оледенением (Физико-географическое районирование..., 1963).

Важнейшими историческими факторами формирования рельефа данной территории и ее ландшафтного своеобразия стало чередование последовательных циклов оледенения и ее расположение в перигляциальной зоне. Как отмечают П. Г. Шевченков и Т. Ф. Шевченкова (2004), на территории Брянской области ледники не обладали большой активностью. Исключение составляли лишь крайний северо-запад, где ледниковые потоки, двигавшиеся по Смолено-Рославльской и Сещинской ложбинам, создали крупные аккумулятивные формы на склонах Дубровской и Рогнединской возвышенностей. В рельефе особенно резко выражены Асельская (292.1 м) и Кочевская (287.0 м) гряды, созданные крупными отторженцами меловых и юрских пород мощностью до 80 м; Сещинская и Вороницкая ложбины. Во многих местах смятые и поставленные на ребро фосфоритные плиты выходят на поверхность и опрепорированные денатурацией создают останцовые гребни, напоминающие остатки разрушенных гор. Северная часть Асельской гряды сложена валунными суглинками мощностью до 60 м. (Шевченкова, 2001; Шевченков, Шевченкова, 2004)

Сещенская и Вороницкая ложбины представляют собой глубокие гляциодепрессии, возникшие по палеодолинам и частично заполненные мореной и водно-ледниковыми песками. (Шевченков, Шевченкова, 2004)

1 - участки смещения и смятия юрских и меловых пород. 2 - выходы на поверхность юрских глин в отторженцах (Природа и природные ресурсы..., 2001).

Рельеф района исследования представляет собой возвышенную, полого-волнистую моренную равнину (рисунок 2), перекрытую мощными лессовидными суглинками, сильно распаханную и почти безлесную. Абсолютные высоты равнины 200-240 м (максимум 292 м на западе Рогнединского района). Относительно понижены левобережье Десны и южная часть района, где водоразделы не превышают 200-220 м абс. высоты. (Физико-географическое районирование..., 1963).

Долинно-балочное расчленение придает рельефу всхолмленный характер. Некоторые центральные междуречные массивы имеют почти плоские поверхности, осложненные неглубокими западинами. В краевых частях западин, как правило, нет. (Миллер, 1971)

Рельеф водоразделов представлен плоскими и пологими равнинами, густо и глубоко расчлененными в приречных частях оврагами, балками и долинами малых рек. Как правило, поверхность осложнена западинами. Особенно резким расчлененным рельефом характеризуется правобережье реки Десны, изрезанное крутыми балками и молодыми растущими оврагами (Шевченков, Шевченкова, 2004).

Я X Я Ю

Я V к

Сещииск«« 5 £

ШЙ! ШШ> ШЗ 5 ЕЭ9 гаи ЕЭ'-'

ГИ ГОШ 4 щз« КЗ8 ЕЗ« Ш'4

Рисунок 3 - Схематический геологический разрез района.

Сещинских гляциодислокаций (Погуляев, Шик, 1972).

1 - покровные суглинки; 2 - надморенные водно-ледниковые отложения: пески; 3 - морена днепровского оледенения, валунные суглинки; 4 - дислоцированные юрские, нижнемеловые (готерив-барремские, альб-сеноманские) и нижнепалеогеновые отложения; 5 - водно-ледниковые отложения, залегающие между окской и днепровской моренами: пески, суглинки, глины; 6 — морена окского оледенения: валунные суглинки; 7 — доокские озерные отложения: суглинки; 8 - коньякские и сантонские мергели, трепел, опока; 9- туронский ярус: мел; 10- альбекий и сеноманский ярусы: глауконитовые пески с фосфоритами; 11 - готерив-барремский ярус: глины песчаные; 12- келловейский ярус: глины; 13 — фаменский ярус: доломиты и известняки; 14 - буровые скважины.

1.3 Климат

Климат района исследования умеренно-континентальный с теплым летом и умеренно-холодной зимой. Среднемесячная температура самого теплого месяца (июлю) 18,3 С; температура самого холодного месяца (января) -9,0 °С Среднегодовая температура +4,7 °С (Природа и природные ресурсы..., 2001).

Теплый период начинается в конце марта и заканчивается в первой половине ноября. Общая продолжительность периода с положительными

среднесуточными температурами - 220-230 дней в году. Период с температурой выше 5 "С — 180-190 дней, с середины апреля до середины октября. (Природа и природные ресурсы..., 2001).

Заморозки прекращаются в первой декаде мая и возобновляются в конце сентября-начале октября. Период без заморозков продолжается 130135 дней. В котловинах и долинах заморозки наблюдаются чаще, безморозный период здесь сокращается на 15-30 дней (Агроклиматический справочник..., 1960, Агроклиматические ресурсы..., 1972).

Наименьшее количество осадков за год составляет 390 мм, наибольшее - 594 мм. Около 70 % осадков выпадает в теплую часть года, в среднем за год бывает 170 дней с осадками. Вероятность длительных засух невелика, слабые засухи фиксируются почти ежегодно (Природа и природные ресурсы ...,2001).

Продолжительность вегетационного периода 140-145 дней.

Темпнратура

50.0=С —

Рисунок 4 - Климатограмма (Рогнедино).

— Среднесуточная температура воздуха. Ш — Осадки.

1.4 Ландшафты и почвы

На изучаемой территории широко распространены ландшафты моренных и водно-ледниковых равнин (Пастернак, 1964; Волкова, 1989). Моренные равнины - равнины, возникшие в результате нивелирования

первоначальных неровностей моренным материалом. Обычно моренные равнины сложены маломощным покровом грубого обломочно-валунового материала, имеют ограниченное распространение и тяготеют к окраинным регионам с экзарционным рельефом. Водно-ледниковые равнины — равнинные поверхности близ окраин древних и современных ледников, сложенные перемытым и переотложенным материалом морены (География Брянской области, 1995; Ахромеев, 1996, 2000).

На территории долинных ландшафтов представлены разнообразные водно-береговые ландшафтные комплексы; склоновые местности с комплексом овражнобалочных почв на лессовидных суглинках, флювиогляциальных отложениях, делювиальных отложениях. Поймы рек сложены аллювиальными отложениями мощностью 5-15 м. Здесь преобладают выровненные поверхности сегментных пойм, осложненные болотами и озерами-старицами. Для пойменных местностей характерны дерновые глеевые, иловато-торфяные и болотные почвы (Миллер, 1952; Природа и природные ресурсы..., 2001).

1.5 Гидрологические условия

Речная сеть исследуемого района от