Особенности онтогенеза и фитоценотическая роль ели европейской в лесах Неруссо-Деснянского полесья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Романовский, Андрей Михайлович

• Романовский, Андрей Михайлович
• кандидат биологических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Романовский, Андрей Михайлович

Введение

Глава 1. Методология, район, объект и методика исследования

1.1. Методологические подходы

1.2. Район исследования

1.3. Объект исследования

1.4. Методы исследования

Глава 2. Поливариантность онтогенеза Picea abies (Pinacea) в Неруссо-Деснянском полесье

2.1. Онтогенез ели европейской нормальной жизненности

2.2. Онтогенез ели европейской пониженной жизненности

2.3. Онтогенез ели европейской низкой жизненности

2.4. Онтогенез ели европейской повышенной жизненности (в разреженных посадках)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности онтогенеза и фитоценотическая роль ели европейской в лесах Неруссо-Деснянского полесья»

Решение общих проблем лесной экологии: сохранение биологического разнообразия, мониторинг лесных экосистем и формирование теоретических основ * экологически устойчивого природопользования, предполагает глубокое понимание организации лесных экосистем. По современным представлениям лесной экологии (The mosaic cycle., 1991; Восточноевропейские., 1994; Восточно-европейские., 2004; Смирнова, 1998; Оценка и сохранение., 2000) лесные сообщества можно представить как системы популяционных и ценотических мозаик разного размера и длительности существования. В современных лесах, ненарушенных или мало нарушенных хозяйственной деятельностью человека, основным фактором, объединяющим популяционные и ценотические мозаики разных видов в устойчиво существующую сложно структурированную экосистему, является популяционная жизнь деревьев-Ч эдификаторов, одного или нескольких видов (Коротков, 1991; Смирнова и др., 1993; Восточноевропейские., 1994; Smirnova et al., 1995; Смирнова, Бобровский, 2001). Изучение популяционной биологии видов деревьев эдификаторов дает нам ключ к пониманию многих процессов идущих в современных лесных экосистемах.

К группе деревьев-эдификаторов в Полесской подпровинции зоны широколиственных лесов Европейской России относятся дуб черешчатый, ясень обыкновенный и ель европейская. С точки зрения отечественных популяционных биологов дуб, ясень и ель относятся к группе конкурентных видов (Восточноевропейские., 1994; Smirnova et al., 1995; Рипа, 1997). Известно, что представители этой группы, обладая высокой энергией жизнедеятельности и длительным онтогенезом, способны держать под контролем ценотическую среду.

Выявление эдификаторной роли конкурентных видов невозможно без подробного изучения их популяционной биологии и особенностей возобновления в разных эколого-ценотических условиях. Подробно эти свойства эдификаторных видов изучены только у дуба черешчатого и ясеня обыкновенного (Заугольнова, 1968, 1974; Смирнова, Чистякова, 1980, 1982; Смирнова, Попадюк, Чистякова, 1988; Чистякова, 1989; Восточноевропейские., 1994). Несмотря на то, что биология ели европейской изучалась многими исследователями (Воропанов, 19506; Вещикова, 1964; Серебряков, 1964; Трескин, 1983; Дыренков, 1984; Попадюк, 1990; Пугачевский, 1992; Рипа, 1997), в настоящее время выявлены не все аспекты популяционной жизни этого вида, необходимые для анализа его фитоценотической роли и составления прогнозов развития популяций ели в сукцессионных сообществах. Под фитоценотической ролью понимается способность вида к формированию и контролю внутриценотического пространства в одном или нескольких ярусах. Наибольшую фитоценотическую роль имеют виды, обладающие конкурентными свойствами.

Цель работы - дать интегральную характеристику онтогенетического развития, популяционной биологии и фитоценотической роли ели европейской в различных типах лесных сообществ Неруссо-Деснянского полесья.

Задачи:

1. Изучить онтогенез ели европейской в разных ценотических условиях.

2. Охарактеризовать особенности онтогенетического развития ели на разных уровнях жизненности.

3. Выявить основные особенности биологии и экологии ели, определяющие ее роль в лесных ценозах Неруссо-Деснянского полесья.

4. Исследовать демографическую структуру ценопопуляций видов древесной синузии и охарактеризовать изменения фитоценотической роли ели европейской в основных вариантах демутационных сообществ Неруссо-Деснянского полесья.

Научная новизна. Впервые описан онтогенез ели европейской на разных уровнях жизненности. Исследованы особенности развития кроны ели европейской в онтогенезе, показана роль вторичной кроны в формировании ассимилирующей поверхности дерева. Проведено сравнительное описание популяционной биологии ели и всех остальных видов деревьев, обитающих в Неруссо-Деснянском полесье, что позволило определить тип популяционной стратегии ели. Выполнен демографический анализ ценопопуляций всех видов деревьев в демутационных сообществах различных местностей Неруссо-Деснянского полесья и дана сравнительная оценка фитоценотической роли ели в этих сообществах.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате проведенной работы существенно дополнены представления об особенностях онтогенеза и популяционной стратегии ели европейской. Выявлены особенности биологии и экологии ели европейской, определяющие ее роль в лесных ценозах Неруссо-Деснянского полесья. Определены общие черты и особенности демутационных смен лесных ценозов на разных субстратах и на разных позициях в ландшафтах и показана фитоценотическая роль ели в этих процессах. Результаты работы использованы в курсах лекций по популяционной биологии и биогеоценологии в Пущинском и Марийском госуниверситетах, при организации мониторинга растительности заповедника «Брянский лес». Методические подходы и разработки могут быть использованы при проведении исследований лесной растительности в других регионах России.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на заседаниях кафедры системной экологии Пущинского Государственного Университета в 1995-1997 гг.; на заседаниях Центра по проблемам экологии и продуктивности лесных экосистем РАН в 1997 -2005гг.; на международной научной конференции «Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов центральной и восточной Европы» г. Москва, 1996 год.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы (156 наименований литературных источников, в т.ч. 12 — иностранных авторов) и включает, в том числе, 20 таблиц, 15 рисунков.

Заключение диссертации по теме «Экология», Романовский, Андрей Михайлович

Выводы по диссертации

1. Изучен и описан онтогенез ели европейской в разных ценотических условиях. Анализ комплекса признаков позволил выявить набор характерных параметров онтогенетических состояний ели европейской и составить ключи для их определения. Видоспецифичной особенностью является значительная роль вторичной кроны в формировании побеговой системы ели. В районе исследования в онтогенетическом развитии ели не найдены сенильное и субсенильное возрастные состояния.

2. В разных ценотических условиях преобладают особи ели европейской разных уровней жизненности. При изменении ценотических условий может меняться и уровень жизненности особи. Выявлен набор характерных признаков для определения жизненности ели европейской. Уровень жизненности определяет длительность, завершенность онтогенеза и полноту набора онтогенетических состояний. Особи нормальной жизненности имеют завершенный тип онтогенеза, они последовательно проходят все стадии развития от р до g¡ онтогенетического состояния; особи пониженной и низкой жизненности имеют незавершенный вариант онтогенеза, они отмирают, не достигая gз онтогенетического состояния; особи повышенного уровня жизненности имеют., сокращенный онтогенез - не выделяются V/ и \>2 онтогенетические состояния.

3. По типу популяционной стратегии ель относится к группе конкурентно-толерантных видов. Конкурентная мощность проявляется в высокой интенсивности процессов роста и развития, что обусловливает способность этого вида быть абсолютным эдификатором в благоприятных ценотических условиях. Фитоценотическая толерантность ели проявляется в значительной лабильности ростовых процессов, что определяет ее способностью к длительному (в течение многих десятилетий) выживанию в ценозах на низком уровне жизненности. Наиболее значимые экологические факторы устойчивого существования ценопопуляций ели - режимы увлажнения и освещенности, их сочетание определяет число местообитаний, где ель успешно может возобновляться.

4. Анализ демографической структуры ценопопуляций ели, выявил принципиальные различия ее фитоценотической роли в сукцессионных рядах на песчаных, супесчаных почвах, с одной стороны, и на суглинистых, с другой. На первых уже по завершению жизни первого поколения ценопопуляция ели полностью определяет внутриценотическую структуру; на вторых, по завершению жизни нескольких поколений она приобретает статус содоминанта, может иметь небольшое участие, или отсутствовать вовсе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Романовский, Андрей Михайлович, 2006 год

1. Абражко В.И. О водном режиме еловых древостоев в засуху. // Лесоведение, 1994. №6. С. 36-45.

2. Абражко В.И., Абражко М.А. О некоторых особенностях водного режима всходов ели Picea abies (Pinaceae) в лесах южной тайги. // Ботанический журнал, 1995. Т. 80, №12. С.64-77.

3. Александрова В.Д. Классификация растительности. Обзор принципов классификации и классификационных систем в разных геоботанических школах. Л., 1969. 275 с.

4. Андриенко Т.Л., Шеляг-Сосонко Ю.Р. Растительный мир Украинского Полесья в аспекте его охраны. Киев: Наук, думка, 1983. 217 с.

5. Алексеев В.А. Световой режим леса. Л.: Наука, 1975. 228 с.

6. Алексеев В.А. Возобновление ели на вырубках. М.: Наука, 1978. 132 с.

7. Балбышев И.Н. Сравнительная пожароустойчивость древесных пород таежной зоны. // Лесные пожары и борьба с ними. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 114-127.

8. Басов В.А. Эколого-географические закономерности семенной продуктивности ели на Европейском севере// Биолого-технологические основы создания постоянной лесосеменной базы в Коми АССР. Сыктывкар, 1988. С.21-38. (Коми НУ УРАО РАН. Вып.29) Й

9. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология: особи, популяции, сообщества, (в двух томах). М.: Мир, 1989. Т.2. 478 с.

10. Бобровская Н.Е. Формирование структуры крон лиственных и хвойных деревьев в онтогенезе. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М.: 2001. 20 с.

11. Богатырев Ю.Г., Васильева И.Н. Роль водного режима в напряженности жизненных процессов сеянцев ели европейской.// Лесоведение, 1986. №2. С. 7680.

12. Булыгин Н.Е. Плодоношение деревьев и кустарников в районе Ленинграда // География плодоношения лесных древесных пород, кустарников и ягодников. М., 1964. С. 16-20.

13. Вальтер Г. Растительность земного шара. Эколого-физиологическая характеристика. Т. 2. Леса умеренной зоны. М.: Прогресс, 1974. 423 с.14,15,1617,18,19,20,21,22,23.