Биоразнообразие пойменных лесов среднего течения реки Хопер: Саратовская область тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Вишневская, Анна Алексеевна

• Вишневская, Анна Алексеевна
• кандидат биологических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Вишневская, Анна Алексеевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ.

3 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Объекты исследований.

3.2 Методы исследований.

3.3 Объем исследований.

4 ПОЙМЕННЫЕ ЛЕСА ПРИХОПЕРБЯ (СТРУКТУРА, СОСТОЯНИЕ

И ПУТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ).

4.1 Ботанико-географический анализ флоры пойменных лесов.

4.1.1 Географический анализ флоры.

4.1.2 Представительство жизненных форм растений.

4.1.3 Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды.

4.1.4 Адвентивные виды.

4.2 Биоразнообразие пойменных лесов.

4.2.1 Оценка альфа-разнообразия.

4.2.2 Оценка бета-разнообразия.

4.2.3 Популяции древесных растений и их демографический анализ.

4.2.4 Эколого-ценотический состав ценофлоры пойменных лесов.

4.3 Фитоиндикация экологического режима в пойменных лесах.

4.3.1 Фитоиндикация экологического режима в сообществах.

4.3.2 Влияние экологического режима на видовую насыщенность.

5 ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА 125 СОХРАНЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО БИОРАЗНООБРАЗИЯ ПОЙМЕННЫХ ЛЕСОВ ПРИХОПЕРБЯ.

ВЫВОДЫ.

СПИСОК ПЕРВОИСТОЧНИКОВ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биоразнообразие пойменных лесов среднего течения реки Хопер: Саратовская область»

В настоящее время существует проблема ухудшения биоразнообразия; особенно актуальна эта проблема в регионах, расположенных в переходных физико-географических зонах, например в лесостепи. В условиях обострения экологических проблем существенную роль приобретает природоохранная деятельность, направленная в том числе, и на сохранение и восстановление лесов. Необходимо всестороннее изучение лесных экосистем с целью прогнозирования их дальнейшего развития и предотвращения деградации лесов. В свою очередь, это диктует необходимость разработки научно обоснованных рекомендаций эффективной природоохранной деятельности.

Нарушение экологического равновесия в лесостепи и степи наиболее быстро проявляется при сведении или сокращении площади лесов, которые в лесостепной зоне имеют особые функции. Пойменные леса выполняют важнейшие водоохранные, руслоукрепляющие, берегозащитные, противоэрозийные, кольматирующие функции, регулируя водный режим реки. Поэтому пойменный лес и река - неотделимые понятия. Лесные насаждения очень важны для сохранения и развития флоры и фауны, редких и исчезающих видов растений и животных. Кроме того, лес улучшает санитарно-гигиеническое состояние воздуха (очищает воздух от пыли и снижает уровень шумов), водоемов, создает благоприятные для человека климат и обстановку. Леса регулируют поверхностный сток, влияют на полноводность рек, защищают почву от ветровой и водной эрозии, уменьшая смыв поверхностного плодородного слоя, улучшают микроклимат, служат зоной отдыха.

Актуальность темы. Изучение биоразнообразия - одна из основных проблем современной экологии. Леса лесостепной и степной Саратовской области являются важным резервом флоры и фауны данного региона.

В Прихоперье происходят отрицательные антропогенные изменения лесов, такие как бессистемные рубки, выпас скота, сенокошение, сбор декоративных и лекарственных растений. Все это подрывает лесной генофонд, приводит к сокращению лесных площадей, смене дуба его спутниками или многолетними травянистыми растениями при рубках.

В дубовых лесах образуются деструктивные насаждения, и основные лесообразующие породы вытесняются малоценными древесными растениями, которые неспособны образовывать устойчивые биоценозы. Необходимы исследования, позволяющие спрогнозировать дальнейшее развитие таких экосистем и разработать рекомендации, направленные на сохранение и восстановление природных экосистем.

Почти не исследовано биоразнообразие, демографический и эколого-ценотический состав этих лесов, что определяет актуальность изучения этих вопросов для Саратовской области, где из года в год сокращаются площади лесов, теряется генофонд многих растений, а в результате усиливается эрозия почв, мелеют малые реки, ухудшается среда обитания для животного и растительного мира, в том числе и для человека.

Изменения флористического разнообразия на фоне антропогенного стресса в пойменных лесах Прихоперья недостаточно изучены, именно поэтому тема диссертационной работы является актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является изучение современного состояния лесных экосистем среднего течения р. Хопер, выявление причин их деградации и разработка рекомендаций по их сохранению, изучение биоразнообразия и эколого-ценотического состава, а также фитоиндикация экологического режима и его нарушения в пойменных лесах Прихоперья, выявление редких видов растений и разработка мер по их сохранению. Анализ полученных результатов позволит сделать вывод о современном состоянии пойменных лесов, выявить причины их нарушений и разработать рекомендации по сохранению, восстановлению и улучшению состояния и биоразнообразия пойменных лесов региона. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-изучить биоразнообразие в пойменных лесах на разных уровнях (альфа- и бета-разнообразие);

- проанализировать эколого-ценотический состав лесных экосистем;

- выявить редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений;

- выявить адвентивные виды растений и выяснить степень их распространения;

- проанализировать онтогенетический состав ценопопуляций основных лесообразователей пойменных лесов Прихоперья;

- провести фитоиндикацию экологического режима лесов;

- определить механизмы поддержания биоразнообразия в лесных экосистемах Прихоперья;

- разработать научно обоснованные рекомендации по улучшению состояния пойменных лесов Прихоперья.

Научная новизна. Для лесных экосистем Прихоперья значительно уточнен флористический состав растений, насчитывающий 348 видов. Проведено их распределение по элементам ландшафта. В пойме среднего течения Хопра выявлено 13 основных групп фаций. Дан анализ соотношению жизненных форм флоры пойменных лесов. Проведен онтогенетический анализ основных лесообразующих пород. Изучено альфа- и бета-разнообразия. Выявлено 20 редких, 12 охраняемых, 20 адвентивных видов. Составлен эколого-ценотический спектр сообществ и территории исследования в целом. Проведена фитоиндикация экологических условий по шкалам Г. Элленберга. Проанализировано влияния экологического режима на видовую насыщенность фитоценозов, а также составлен прогноз дальнейшего развития пойменных лесов Прихоперья. Разработаны рекомендации для сохранения природных экосистем и восстановления биоразнообразия в лесных фитоценозах.

Практическая значимость и внедрение результатов исследований. Результаты исследований могут быть использованы для проведения мониторинга и прогноза изменений в лесах, а также осуществления природоохранных мероприятий, направленных на восстановление и сохранение их биоразнообразия. Материалы диссертации используются в научно-исследовательской деятельности и учебном процессе на кафедре биологии и экологии БФСГУ им. Н.Г. Чернышевского. Разработанные рекомендации, направленные на улучшение состояния лесных экосистем, переданы для практического использования в Балашовский, Аркадакский и Романовский лесхозы Саратовского управления лесами.

Достоверность результатов и выводов подтверждается значительным объемом материала, собранного в течение шести лет апробированными методами, его обработкой и анализом с применением компьютерной программы Microsoft Excel 2000.

Апробация работы. Результаты исследований ежегодно докладывались на конференциях молодых ученых и аспирантов в БФСГУ им. Н. Г. Чернышевского (2001-2006); на Международной конференции по проблемам в области экологии в Белгородском государственном технологическом университете (2004); на научно-практической конференции в Пензенской государственной сельскохозяйственной академии (2004); на Международной научно-практической конференции «Наука и образование на службе лесного комплекса» в Воронежской государственной лесотехнической академии (2005); в Саратовской Сельскохозяйственной академии им. Н.И. Вавилова (2006).

Личный вклад автора. Диссертация является результатом многолетних (2000-2006 гг.), комплексных исследований, выполненных лично соискателем. Автором диссертации самостоятельно разработана программа исследований; заложены пробные площадки и осуществлено их геоботаническое описание; проведена обработка собранного материала, обоснованы теоретические положения диссертационной работы, выводы и рекомендации. Опубликованные работы написаны лично соискателем или при непосредственном его участии.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, 5 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы и приложения. Объем работы составляет 167 страниц компьютерного текста, включает 14 таблиц, 28 рисунков. В списке литературы - 304 источника, в том числе 25 на иностранных языках. В приложении содержится 3 рисунка, 16 таблиц, описание почвенных разрезов в пойменных лесах Прихоперья и аннотированный список видового состава флоры пойменных лесов Прихоперья.