Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Припольцева А.С. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Приведён анализ боровых комплексов Добровского заказника Липецкой области. Дана характеристика 7 пробных площадей в насаждениях старше 90 лет. Все пробные площади были заложены в типах лесорастительных условий А2 – свежий бор. Методом кластерного анализа выявлено, что в целом боровой комплекс делится на две группы – чистые насаждения и насаждения с примесью лиственных пород (осина, берёза, липа, дуб). Рассчитанные показатели альфа-разнообразия показывают, что в насаждениях старше 90 лет индекс разнообразия Симпсона невысок и не превышает 2,7. Наименьшими показателями индекса, а, следовательно, и наименьшей устойчивостью обладают чистые насаждения сосны. Видовое богатство борового комплекса представлено 6 видами деревьев, 8 кустарников, 11 травянистых растений, среди которых выявлено 2 вида, занесённых в Красную книгу Липецкой области.

Статья в формате PDF

343 KB

боровой комплекс

Добровский заказник

альфа-разнообразие

видовое богатство

кластерный анализ

1. Бигон М. Экология. Особи, популяции, сообщества. В 2 т. 2. / М. Бигон, Дж. Харпер, К. Таунсенд. – М.: Мир, 1989. – 477 с.

2. Воробьев, Д.П. Типы лесов Европейской части СССР. – Киев: Изд-во АН УССР, 1953. – 450 с.

3. Джонгман Р.Г, Тер Брак Г., С. Дж. Ф., Ван Тонгерен, Ю.Ф.Р Анализ данных в экологии сообществ и ландшафтов. – М.: РАСХН, 1999. – 306 с.

4. Попова А.С. Государственный природный заказник «Добровский» / А.С. Попова, А.И. Чернодубов // Генетика, селекция, семеноводство и воспроизводство древесных пород: материалы Всероссийской научно-прак­тической конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Вересина Михаила Михайловича. – Воронеж, 2010. – С. 189–190.

5. Попова А.С. Динамика лесных фитоценозов Добровского заказника Липецкой области. Научный журнал КубГАУ. – 2012 – № 77(03).

Добровский заказник был создан на территории Липецкой области в 1976 году как первый в стране «ландшафтный заказник». Данный лесной массив является одним из крупнейших в Липецкой области и выполняет главную функцию по поддержанию режима реки Воронеж [3].

Основной лесообразующей породой на территории заказника является сосна обыкновенная, что обусловлено преобладанием бедных песчаных почв. Под насаждениями сосны находится 53 % территории заказника [4].

Цель исследования – выявление наиболее устойчивых насаждений сосны на основе биологического разнообразия.

Материал и методы исследования

Нами были заложены семь пробных площадей в насаждениях сосны возрастом старше 90 лет в боровых лесорастительных условиях (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика пробных площадей боровых формаций Добровского заказника

Для определения альфа-разнообразия используется индекс Симпсона (D), который рассчитывается как доля каждого вида в общей численности биомассы. Данный показатель рассчитывали по следующей формуле:

где D – индекс разнообразия Симпсона; S – общее число видов в сообществе; Рi – доля i-го вида в сообществе.

Величина индекса разнообразия Симпсона зависит и от видового богатства, и от равномерности в соотношении обилий разных видов. Видовое богатство отражает число видов, встречающихся в пределах экосистемы, в то время как выравненность характеризует равномерность их распределения. При постоянном числе видов D возрастает с увеличением выравненности в количественном соотношении разных видов, а при постоянной равномерности – с ростом видового богатства [1].

Для кластерного анализа был использован метод среднего присоединения. Один из самых простых вариантов этого вида кластерного анализа заключается в использовании средних арифметических невзвешенных значений сходства присоединенного объекта со всеми объектами группы. Соединяются кластеры, среднее сходство между объектами которых выше.

Результаты исследования и их обсуждение

Пробная площадь 1 заложена в квартале 31 выдел 11. Первый ярус состоит из 100 % сосны обыкновенной возрастом 115 лет, единично встречается берёза повислая. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 5 м высотой. В подлеске рябина обыкновенная, черёмуха обыкновенная, бересклет бородавчатый, средней густоты, высотой 1,5–2,5 м. Напочвенный покров – купена, ландыш, осока, кошачья лапка, овсяница, сомкнутостью 50 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 2 заложена в квартале 40 выдел 14. Первый ярус состоит из 100 % сосны обыкновенной возрастом 125 лет. Второй ярус и подрост отсутствует. В подлеске рябина обыкновенная средней густоты, высотой 1,5–2,5 м. Напочвенный покров – купена, ландыш, осока, кошачья лапка, овсяница, сомкнутостью 50 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 3 заложена в квартале 27 выдел 3. Первый ярус состоит из 100 % сосны обыкновенной возрастом 105 лет. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 15–100 см высотой. В подлеске рябина обыкновенная, клён остролистный, ракитник русский, крушина ломкая, бересклет бородавчатый, редкий, высотой 1–2 м. Напочвенный покров – купена многоцветковая, ландыш майский, осока, сомкнутостью 60 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 4 заложена в квартале 29 выдел 9. Первый ярус состоит из 60 % сосны обыкновенной возрастом 90 лет, 20 % берёзы повислой, 20 % осины. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 0,3–0,6 м высотой, липа мелколистная 1,5–6 м, осина 0,7–2 м. В подлеске клён остролистный, вишня кустарниковая, рябина обыкновенная, шиповник майский, ракитник русский, крушина ломкая, средней густоты, высотой 1–2 м. Напочвенный покров – земляника лесная, осока метельчатая, ландыш майский, черника, костяника, колокольчик, иван-да-марья, сомкнутостью 75 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 5 заложена в квартале 28 выдел 1. Первый ярус состоит из 80 % сосны обыкновенной возрастом 105 лет, 10 % берёзы повислой, 10 % дуба черешчатого. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 0,5–1 м высотой, липа мелколистная 1,5–3 м, сосна обыкновенная 0,5 м. В подлеске рябина обыкновенная, крушина ломкая, можжевельник обыкновенный средней густоты, высотой 1–2 м. Напочвенный покров – черника, осока метельчатая, ландыш майский, иван-да-марья, костяника, колокольчик, сомкнутостью 50 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 6 заложена в квартале 36 выдел 24. Первый ярус состоит из 80 % сосны обыкновенной возрастом 105 лет, 20 % дуба черешчатого. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 0,5 м высотой, липа мелколистная 1,5–3 м, сосна обыкновенная 0,5 м. В подлеске рябина обыкновенная, крушина ломкая, вишня, высотой 1–3 м. Напочвенный покров – осока метельчатая, ландыш майский, иван-да-марья, костяника, кочедыжник женский сомкнутостью 100 % (Sоc). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 7 заложена в квартале 76 выдел 6. Первый ярус состоит из 80 % сосны обыкновенной возрастом 140 лет, 10 % берёзы повислой, 10 % дуба черешчатого. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 0,5–1 м высотой, сосна обыкновенная 2,5–3 м. В подлеске рябина обыкновенная, крушина ломкая, осина, черёмуха обыкновенная, средней густоты, высотой 1–3 м. Напочвенный покров – черника, осока метельчатая, брусника, костяника, сомкнутостью 50 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Боровой комплекс формируется в специфических почвенных условиях надпойменных террас, где главной лесообразующей породой выступает сосна обыкновенная [2]. Распределение популяций борового фитоценоза показано на рисунке.

Распределение популяций борового фитоценоза на основе кластерного анализа

На основе кластерного анализа можно сделать вывод, что боровой фитоценоз представлен двумя группами популяций – чистые насаждения сосны и насаждения с примесью лиственных пород. Чистые насаждения сосны имеют возраст 105–140 лет, без второго яруса. Встречается подрост дуба черешчатого высотой 0,7–5,0 м. Подлесок высотой 1,5–2,0 м, полнотой 0,3–0,6 и состоит из рябины обыкновенной, клёна остролистного, ракитника русского, крушины ломкой, бересклета бородавчатого. Напочвенный покров высотой 0,3 м, проективное покрытие 60 % и состоит из купены многоцветковой, ландыша майского, кошачьей лапки, овсяницы. Величина индекса разнообразия Симпсона в данной группе наименьшая и составляет: 1,1–1,4, что свидетельствует о неустойчивости данных насаждений.

Наибольшим показателем индекса Симпсона обладают насаждения, в основной состав которых входят другие породы – берёза, осина, дуб. Следовательно, произрастание сосновых насаждений с сопутствующими породами повышает устойчивость насаждений, в них индекс Симпсона максимальный – 2,7 и 2,3.

Альфа-разнообразие характеризует богатство видов различных сообществ, и для его оценки используют два параметра. Первый – доля видов на единицу площади (видовое насыщение) и второй – общее число видов в сообществе или видовое богатство [1].

Рассчитанные индексы разнообразия для каждой пробной площади приведены в табл. 2.

Таблица 2

Показатели альфа-разнообразия различных формаций Добровского заказника

Анализ табл. 2 показывает, что все насаждения старше 90 лет имеют невысокий индекс разнообразия даже при большом видовом богатстве. Это связано с неравномерностью в распределении доли видов в сообществе. Доля преобладающей в древесном ярусе породы в несколько раз превышает доли остальных видов в сообществе, поэтому даже в тех насаждениях, где имеется максимальное число видов (14–18), индекс разнообразия не превышает значения 2,7.

Выводы:

• боровые комплексы на территории заказника представлены двумя группами – чистыми насаждениями сосны обыкновенной и с примесью лиственных пород;
• видовое богатство представлено 6 видами деревьев, 8 – кустарников, 11 – травянистых растений;
• выявлены два вида, которые занесены в Красную книгу Липецкой области, это можжевельник обыкновенный (пробная площадь 5) и колокольчик персиколистный (пробные площади 4 и 5);
• насаждения сосны с примесью лиственных пород обладают наибольшим количеством видов и являются более устойчивыми по сравнению с чистыми насаждениями, что характеризуется более высокими показателями индекса Симпсона.

Рецензенты:

Ефимов Ю.П., д.с.-х.н., профессор, главный научный сотрудник Научно-исследовательского института лесной генетики и селекции Федеральной лесной службы РФ, г. Воронеж;

Царалунга В.В., д.с.-х.н., профессор кафедры экологии, защиты леса и лесного охотоведения Воронежской государственной лесотехнической академии Минобрнауки РФ, г. Воронеж.

Работа поступила в редакцию 23.09.2013.

Библиографическая ссылка