Динамика растительности на вырубках Южно-Уральского региона: основные итоги исследований Уфимской геоботанической школы

Широких П.С. Мартыненко В.Б. Баишева Э.З. Бикбаев И.Г.

Журнал: Фиторазнообразие Восточной Европы @phytodiveuro

Статья в выпуске: 3 т.12, 2018 года.

Бесплатный доступ

Представлены основные результаты изучения динамики растительности на вырубках Южно-Уральского региона, которые проводились на протяжении многих лет коллективом Уфимской геоботанической школы под руководством Бориса Михайловича Миркина. Разработана классификация растительности вырубок и выявлены основные закономерности формирования растительности в ходе восстановительных сукцессий на месте вырубленных лесов классов Querco-Fagetea, Brachypodio-Betuletea, Vaccinio-Piceetea и Asaro-Abietetea.

восстановительная сукцессия динамика вырубки лесная растительность южно-уральский регион

Похожие статьи в разделе Экология растений. Этология. Растение и окружающая среда

Эколого-фитоценотические группировки растительности залежей при их демутации
Эколого-фитоценотические группировки растительности залежей при их демутации

Абаимов Виктор Федорович, Ледовский Николай Васильевич, Ходячих Ирина Николаевна

Ботанические памятники природы южнотаежной подзоны Среднего Урала: состояние и проблемы охраны
Ботанические памятники природы южнотаежной подзоны Среднего Урала: состояние и проблемы охраны

Шавнин Сергей Александрович, Галако Вадим Александрович, Власенко Вячеслав Эдуардович, Ерохина Ольга Васильевна, Пустовалова Лилия Александровна

Особенности восстановительной динамики на вырубках Уфимского плато
Особенности восстановительной динамики на вырубках Уфимского плато

Мартыненко Василий Борисович, Широких Павел Сергеевич, Баишева Эльвира Закирьяновна, Хазиахметов Рашит Мухаметович

Короткий адрес: https://sciup.org/148314629

IDS: 148314629   |   УДК: 581.524.3   |   DOI: 10.24411/2072-8816-2018-10023

Текст научной статьи Динамика растительности на вырубках Южно-Уральского региона: основные итоги исследований Уфимской геоботанической школы

Поступила в редакцию 08.08.2018

Роль лесных экосистем как источника биологических ресурсов, мест повышенной концентрации биологического разнообразия и регуляторов газового и гидрологического режимов биосферы общеизвестна. Влияние человека на лесные экосистемы имело место уже в неолите и возрастало по мере увеличения численности народонаселения и повышения технологической вооруженности человечества. Основной антропогенный фактор, воздействующий на лесные экосистемы – рубка древостоя и пожары. В настоящее время в развитых странах интенсивность посадки леса сопоставима или выше скорости его заготовки. Однако во многих странах и, особенно, в Российской Федерации, значительная часть вырубленных лесов восстанавливается естественным путем в ходе вторичных автогенных сукцессий (Лукина и др., 2015). Изучение этих восстановительных сукцессий является важным разделом восстановительной экологии [restoration ecology] (Palmer et al., 1997).

Ключевым моментом при изучении восстановительных сукцессий является классификация серийных сообществ, разработка которой осложнена континуальной природой растительности. В этом случае на континуум в пространстве накладывается континуум во времени, и каждой точке экологического гиперпространства соответствует свой хроноклин сукцессионных изменений в направлении к формированию климакса. Это соответствует представлениям Р. Уиттекера о климакс-континууме (climax-pattern, Whittaker, 1953). Таким образом, построению сукцессионной системы – совокупности климаксового типа растительности и всех формирующихся в дальнейшем вторичных сообществ, служащих стадиями ее восстановления (Разумовский, 1981), предшествует редукция растительного континуума не только на уровне типов растительных сообществ [стадии сукцессии], но и на уровне сочетаний сообществ [серий сукцессий]. Для установления серий и стадий

сукцессии необходим анализ структуры растительного покрова и их полного флористического состава, который эффективно проводится на основе эколого-флористической классификации (Миркин и др., 2004; Миркин, Наумова, 2012, 2014).

За последние три столетия площадь лесов Южно-Уральского региона сократилась почти в два раза вследствие интенсивного лесопользования и трансформирования лесных территорий в земли сельскохозяйственного назначения. Значительная часть лесов региона в настоящее время представлена относительно молодым древостоем (50–80 лет). Начиная с 2010 г. в Уфимской геоботанической школе под руководством Бориса Михайловича Миркина организованы работы по изучению восстановительных сукцессий в лесах Южно-Уральского региона с использованием эколого-флористического подхода.

На основе 980 геоботанических описаний, выполненных на месте рубок лесной растительности, и созданной ранее базы данных условно-коренных лесов Южно-Уральского региона (Martynenko et al., 2012), была разработана классификация растительности вырубок в соответствии с общими установками направления Браун-Бланке (Braun-Blanquet, 1964; Миркин, Наумова, 2012) и дедуктивного метода К. Копечки и С. Гейни (Kopečky, Hejny, 1974), который позволяет не строить полную синтаксономическую иерархию, а подчинять синтаксоны сразу двум или даже трем высшим единицам, переход между которыми они представляют.

В настоящее время растительность изученных вырубок включает в себя 7 классов, 8 порядков, 8 союзов, 5 подсоюзов, 13 ассоциаций (асс.), 22 субассоциации (субасс.), 39 вариантов, 6 сообществ и 25 базальных сообщества (б.с.).

П родромус сообществ вырубок Ю жно РАЛЬСКОГО региона

Класс VACCINIO-PICEETEA Br.-Bl. in Br.-Bl., Sissingh et Vlieger 1939

Порядок PICEETALIAEXCELSAE Pawłowski, Sokołowski et Wallisch 192

Союз Piceion excelsae Pawłowski, Sokołowski et Wallisch 1928

Подсоюз Atrageno sibiricae-Piceenion obovatae Zaugolnova et al. 2009

Асс. Bistorto majoris-Piceetum obovatae Martynenko 2009 prov. [ коренные и условно коренные сообщества ]

Субасс. B.m.-P.o. betuletosum pubescentis Shirokikh et al. 2012 prov.

Вариант typica

Вариант Geum rivale

Субасс. B.m.-P.o. aconogonietosum alpini Martynenko 2009 prov.

Вариант typica

Вариант Betula pubescens

Субасс. B.m.-P.o. dianthetosum superbutis Shirokikh et al. 2012 prov.

Вариант Juniperus sibirica

Вариант Myosotis sylvatica

Асс. Equiseto scirpoidis-Piceetum obovatae Martynenko et Zhigunova 2004

Субасс. E.s.-P.o. galietosum borealis Martynenko et Zhigunova 2004

Вариант Cerastium utalense [ коренные и условно коренные сообщества ]

Вариант typica [ коренные и условно коренные сообщества ]

Б.с. Galeopsis bifida-Picea obovata

Б.с. Calamagrostis obtusata-Picea obovata

Б.с. Equisetum scirpoides-Picea obovata

Порядок PINETALIASYLVESTRIS Oberd. 1957

Союз Brachypodio pinnatae-Pinion sylvestris all. nov. prov.

Асс. Pleurospermo uralensis-Pinetum sylvestris Martynenko et al. 2003

Cубасс. P.u. - P.s. anemonastretosum biarmiensis subass. nov. prov.

Вариант typica [ коренные и условно-коренные сообщества ]

Вариант Betula pendula

Б.с. Carex montana-Pleurozium schreberi [Brachypodio-Pinion]

Б.с. Pulsatillapatens-Pleurozium schreberi [Brachypodio-Pinion]

Б.с. Vaccinium vitis-idaea-Betulapendula [Brachypodio-Pinion]

Б.с. Vaccinium vitis-idaea-Pinus sylvestris [Brachypodio-Pinion]

Класс BRACHYPODIO PINNATI-BETULETEA PENDULAE Ermakov, Koroljuk et

Latchinsky 1991

Порядок CHAMAECYTISO RUTHENICI-PINETALIA SYLVESTRIS Solomeshch et Ermakov in Ermakov et al. 2000

Союз Trollio europaea-Pinion sylvestris Fedorov ex Ermakov et al. 2000

Б.с. Melampyrum pratense-Betula pubescens [Brachypodio-Pinion/Trollio-Pinion]

Б.с. Aegopodiumpodagraria-Betulapubescens [Brachypodio-Pinion/Trollio-Pinion]

Б.с. Anemonastrum biarmiense–Betulapendula [Brachypodio-Pinion/Trollio-Pinion]

Б.с. Lycopodium annotiunum–Betulapendula [Brachypodio-Pinion/Trollio-Pinion]

Асс. Bupleuro longifoliae-Pinetum sylvestris Fedorov ex Martynenko et al. 2003 [коренные и условно коренные сообщества]

Cубасс. B.l.-P.s. betuletosum pendulae subass. nova. prov.

Сообщество Calamagrostis arundinacea-Betulapendula

Сообщество Brachypodiumpinnatum-Populus tremula

Класс ASARO EUROPAEI–ABIETETEA SIBIRICAE Ermakov, Mucina et Zhitlukhina in Willner et al. 2016 1

Порядок ABIETETALIASIBIRICAE (Ermakov in Ermakov et al. 2000) Ermakov 2006

Союз Aconito septentrionalis-Piceion obovatae Solomeshch et al. ex Martynenko et al. 2008

Подсоюз Aconito septentrionalis-Piceenion obovatae Martynenko et al. 2008

Асс. Cerastio pauciflori-Piceetum obovatae Solomeshch et al. 1993 in Martynenko et al. 2008

[ коренные и условно коренные сообщества ]

Cубасс. C.p.-P.o. bеtuletosum pubescentis Shirokikh et al. 2012

Cубасс. C.p.-P.o. populetosum tremulae Shirokikh et al. 2012

Вариант typica

Вариант Stachys sylvatica

Сообщество Betulapubescens-Campanula glomerata

Асс. Caricipilosae-Betuletumpubescentis ass. nova prov.

Cубасс. C.p.-B.p. typicum subass. nova prov.

Вариант typica

Вариант Betula pendula

Вариант Salix caprea

Вариант Tilia cordata

Вариант Populus tremula

Cубасс. C.p.-B.p. caricetosum rhizinae subass. nova prov.

Вариант Betula pubescens

Вариант Betula pendula

Вариант Tilia cordata

Вариант Populus tremula

Асс. Crepido sibiricae-Populetum tremulae ass. nova prov.

Асс. Chrysosplenio alternifolii-Piceetum obovatae Martynenko et Zhigunova 2007

Cубасс. C.a.-P.o. diplazietosum sibirici subass. nova prov. [ коренные и условно коренные сообщества ]

Cубасс. C.a.-P.o. populetosum tremulae subass. nova prov.

Вариант Rubus idaeus

Вариант Geum rivale

Вариант Campanula latifolia

Б.с. Milium effusum-Ajuga repens [Carici-Crepidetalia/Abietetalia sibiricae]

Б.с. Chrysosplenium alternifolium-Rubus idaeus [Carici-Crepidetalia/Abietetalia sibiricae]

Асс. Brachypodio sylvaticae-Abietetum sibiricae Martynenko et Zhigunova 2007 [ коренные и условно коренные сообщества ]

Cубасс. B.s.-A.s. populetosum tremulae subass. nova prov.

Вариант Rubus saxatilis

Вариант Frangula alnus

Б.с. Arctium tomentosum-Rubus idaeus [Carici-Crepidetalia/Abietetalia sibiricae]

Б.с. Senecio jacobaea-Carexpilosa [Carici-Crepidetalia/Abietetalia sibiricae]

Класс QUERCO-FAGETEA Br.-Bl. et Vlieger in Vlieger 1937

Порядок FAGETALIASYLVATICAE Pawłowski, Sokołowski et Wallisch 1928

Союз Aconito lycoctoni-Tilion cordatae Solomeshch et Grigoriev in Willner et al. 2016

Подсоюз Tilio cordatae-Pinenion sylvestris Martynenko et Shirokikh suball. nov. prov.

Асс. Euonymo verrucosae-Pinetum sylvestris Martynenko et al. 2007 [ коренные и условно коренные сообщества ]

Cубасс. E.v.-P.s. tilietosum cordatae subass. nova prov.

Подсоюз Aconito septentrionalis-Tilienion cordatae Martynenko 2009 prov.

Асс. Brachypodio pinnati-Tilietum cordatae Grigorjev ex Martynenko et Zhigunov in

Martynenko et al. 2005

Cубасс. B.p.-T.c. betuletosum pendulae subass. nova prov.

Асс. Stachyo sylvaticae-Tilietum cordatae Martynenko et Zhigunov in Martynenko et al. 2005

Cубасс . S.s.-T.c. typicum Martynenko et Zhigunov in Martynenko et al. 2005

Вариант Corylus avellana [ коренные и условно-коренные сообщества ]

Cубасс . S.s.-T.c. coryletosum avellanae subass. nova prov.

Cубасс. S.s.-T.c. populetosum tremulae subass. nova prov.

Вариант typica

Вариант Filipendula ilmaria

Cубасс. S.s.-T.c. betuletosum pendulae subass. nova prov.

Cубасс. S.s.-T.c. pinetosum sylvestris subass. nova prov.

Cубасс. S.s.-T.c. piceetosum obovatae subass. nova prov.

Асс. Aegopodio podagrariae-Piceetum obovatae ass. nova prov.

Б.с. Atriplex hastata-Ulmus glabra [Stellarietea mediae/Querco-Fagetea]

Б.с. Urtica dioica-Corylus avellana [Artemisietalia vulgaris/Fagetalia sylvaticae]

Б.с. Aegopodiumpodagraria-Amaranthus retroflexus [Artemisietalia vulgaris/Fagetalia syl-vaticae]

Б.с. Lactuca serriola-Cirsium setosum [Stellarietea mediae/Querco-Fagetea]

Вариант Tripleurospermum perforatum

Вариант Carduus acanthoides

Вариант Stellaria holostea

Б.с. Aegopodiumpodagraria-Corylus avellana

Вариант Arctium tomentosum

Вариант Leonurus quinquelobatus

Вариант Urtica dioica

Б.с. Pulmonaria obscura-Aegopodiumpodagraria [Polygonion krascheninnikovii/Aconito-Tilion]

Б.с. Aegopodiumpodagraria-Populus tremula [Polygonion krascheninnikovii/Aconito-Tilion]

Класс ALNETEA GLUTINOSAE Br.-Bl. et Tx. ex Westhoff et al. 1946

Порядок ALNETALIAGLUTINOSAE R.Tx. 1937

Союз Alnion glutinosae Malcuit 1929

Сообщество Alopecurus glaucus-Betulapubescens

Вариант Lathyrus pratensis

Вариант Sphagnum capillifolium

Класс MOLINIO-ARRHENATHERETEA R. Tx. 1937

Порядок CARICIMACROURAE - СREPIDETALIASIBIRICAE Ermakov et al. 1999

Б.с. Carexpallescens-Populus tremula [Abietetalia sibiricae/Carici - Crepidetalia]

Союз Polygonion krascheninnikovii Kashapov 1985

Подсоюз Polygonenion krasheninnikovii Mukhamediarova ex Yamalov et Sultangareeva 2010

Асс. Anemonastro biarmiensis-Calamagrostietum arundinaceae Shirokikh et al. 2018.

Вариант Milium effusum

Вариант Leucanthemum vulgare

Сообщество Filipendula ulmaria-Calamagrostis arundinacea

Класс EPILOBIETEA ANGUSTIFOLII Tüxen et Preising ex von Rochow 1951

Порядок GALEOPSIO-SENECIONETALIASYLVATICI Passarge 1981

Союз Epilobion angustifolii Oberd. 1957

Сообщество Chamerion angustifolium-Rubus idaeus

Несмотря на высокое разнообразие лесной растительности Южно-Уральского региона (Мартыненко, 2009, 2013), вырубкам подвержены, в основном, леса четырех ассоциаций: мезофитные гемибореальные сосново-березовые травяные леса ассоциации Bupleuro-Pinetum (союз Trollio-Pinion класса Brachypodio-Betuletea ), мезофитные неморальнотравные елово-пихтовые леса ассоциации Cerastio-Piceetum (союз Aconito-Piceion класса Asaro-Abietetea ), мезофитные липово-кленово-вязовые широкотравные леса ассоциации Stachyo-Tilietum (союз Aconito-Tilion класса Querco-Fagetea ), ксе-ромезофитные чернично-зеленомошные сосновые и сосново-лиственничные леса ассоциации Pleurospermo-Pinetum (союз Brachypodio-Pinion класса Vaccinio-Piceetea ).

По итогам исследований разработаны подробные сукцессионные системы и выяв- лены основные закономерности формирования растительности на месте вырубленных лесов этих ассоциаций (Кунафин и др., 2011; Кунафин, 2012; Мартыненко, 2012; Широких, 2012; Широких и др., 2013а, 2013б, 2018; Мартыненко и др., 2014а, 2014б, 2016; Баи-шева и др., 2015; Миркин и др., 2015; Baisheva et al., 2015). Установлено, что наибольшей трансформации в результате рубки древостоя подвергаются сообщества бореальных зеленомошных лесов класса Vaccinio-Piceetea. В зависимости от времени года, степени воздействия и ряда других факторов, на их месте может формироваться большое разнообразие сообществ, относящихся к пяти классам лесной и нелесной растительности: Alnetea glu-tinosae, Brachypodio-Betuletea, Molinio-Arhenatheretea, Epilobietea angustifolii, Vaccinio-Piceetea (табл.).

Таблица . Синтаксономическое разнообразие растительности на вырубках лесов ЮжноУральского региона

Syntaxonomic diversity of vegetation on the Southern Ural region felling

Единицы растительности

Сообщества вырубок лесной растительности классов

Asaro-

Abietetea

Querco-Fagetea

Vaccinio-Piceetea

Brachypodio-Betuletea

Класс

1

1

5

3

Порядок

1

1

6

3

Союз

1

1

5

3

Подсоюз

2

2

1

Ассоциация

5

4

5

2

Субассоциация

7

8

6

1

Вариант

16

9

12

2

Сообщество

1

2

4

Базальное сообщество

4

8

13

На основе полученного материала проведен сравнительный анализ построенных сукцессионных систем. Выявлено, что на месте сплошных рубок, осуществленных в летнее время, происходит сильное нарушение напочвенного покрова. В первые годы после рубки основные виды травяного яруса лесов сохраняются, но в последующие 2–5 лет, в регенерационные ниши, возникшие при нарушениях, «устремляется» большое число синантропных видов. В результате резко возрастает проективное покрытие травяного яруса и видовое богатство сообществ (Мартыненко и др., 2016). Большая их часть представляет рудеральные дву- и многолетние виды класса Artemisietea vulgaris Lohmeyer et al. in R. Tx. 1950 ( Taraxacum officinale, Cirsium setosum, Picris hieracioides, Artemisia absinthium и др.) и сегетальные виды класса Stellarietea mediae R. Tx. et al. ex von Rochow 1951 ( Sonchus arvense, Lactuca tatarica, L. ser-riola , Erigeron acris ). Их спутниками являются виды сообществ вырубок класса Epilobietea angustifolii Tüxen et Preising ex von Rochow 1951, вторичных послелесных сенокосных лугов класса Molinio-Arrhenatheretea , луговых пастбищ класса Polygono-Poëtea Rivas-Martínez 1975 corr. Rivas-Martínez et al. 1991, а также виды влажных и термофильных опушек классов Galio-Urticetea Passarge ex

Kopecký 1969 и Trifolio-Geranietea Th. Müller 1962.

В последующие годы, по мере возобновления древостоя и смыкания крон, «чужеродные» виды вытесняются видами естественной флоры лесов, фиторазнообразие сообществ снижается. Таким образом имеет место так называемый параболический тренд изменения видового богатства (рис.), который отмечен в работах о вторичных восстановительных сукцессиях в темнохвойных лесных сообществах других регионов (Крышень, 2006; Уланова и др., 2008; Геникова, Кры-шень, 2018).

Отличительной особенностью восстановительных сукцессий на сплошных вырубках светлохвойных зеленомошных лесов является снижение видового разнообразия, которое заключается в выпадении из флористического состава бореальных видов в результате резкого осветления (Vaccinium myrtillus, V. vitis-idaea, Linnaea borealis, Lycopodium annoti-num, Orthilia secunda, Platanthera bifolia) и снижении проективного покрытия напочвенных мхов (Pleurozium schreberi, Hyloco-mium splendens, Rhytidiadelphus triquetrus, Dicranum scoparium). Такие виды, как Vaccin-ium myrtillus, V. vitis-idaea и Lycopodium an-notinum, а также некоторые бореальные мхи, о о ш

ш Cl U

Стадия восстановительной сукцессии

.....Сосновые бореальные зеленомошные леса

  • —    -Широколиственные неморальные леса

  • —    • Темнохвойно-широколиственные неморальнотравные леса

    ---Гемибореальные леса

Рис . Примеры изменения видового богатства на сплошных вырубках различных типов лесов при сильном нарушении напочвенного покрова. К – условно-коренной лес

Examples to species diversity changes in the clear-cutting of different forest types with high disturbance of ground cover. K – native forest в незначительном количестве иногда сохранятся между корневыми лапами оставшихся после рубки пней и на приствольных возвышениях. В то же время увеличивается видовое разнообразие формирующихся после вырубки сообществ за счет внедрения луговых и опушечных видов и усиливаются ценотиче-ские позиции видов травяных гемибореаль-ных лесов класса Brachypodio-Betuletea, которые на Южном Урале непосредственно контактируют со светлохвойными бореальными зеленомошными лесами. Обильно разрастаются Rubus saxatilis, Carex rhizina и, в первую очередь, Calamagrostis arundinacea. Постепенно вейник занимает все свободное пространство, что препятствует возобновлению сосны, таежного мелкотравья и бореальных мхов. На последней стадии сукцессии после сплошных рубок формируются длительнопроизводные гемибореальные злаковоразнотравные леса с доминированием Betula pendula и Betula pubescens, относящиеся к классу Brachypodio-Betuletea. Переход этих сообществ в исходный тип естественным путем практически не происходит.

Восстановление исходного зеленомошного леса возможно если изначально проводить не сплошные, а выборочные или узколесосечные рубки (Мартыненко, 2012), либо рубки в зимний период, когда минимизировано повреждение травяно-мохового покрова. Таким образом, в составе сообществ сохраняется основная часть бореального напочвенного покрова, создающий благоприятные условия для возобновления семенных всходов сосны и оставшегося после вырубки подроста разных генераций. В дальнейшем формируются исходные светлохвойные зеленомошные леса ассоциации Pleurospermo-Pinetum .

В сообществах на сплошных вырубках ге-мибореальных лесов (класс Brachypodio-Betuletea) отмечена иная тенденция. Основ- ной фон в их напочвенном покрове создает Calamagrostis arundinacea, который в условно-коренных лесах также является доминан-том. После вырубки древостоя вейник проявляет черты эксплерентности, начинает разрастаться и захватывать освободившиеся ресурсы. Благодаря высокой скорости развития данный вид на вырубках занимает большую часть пространства и препятствует внедрению во флористический состав сообществ чужеродных видов (Мартыненко и др., 2014б). В результате на всем протяжении восстановительной сукцессии от вырубки первого года до сообществ длительнопроизводных березняков и осинников в травяном пологе преобладает Calamagrostis arundinacea. Подобную реакцию проявляют и другие виды рода Calamagrostis (C. epigeios, C. сanescens), причем в широком диапазоне условий среды, благодаря чему формируются вейниковые вырубки (Уланова и др., 2008). Это происходит даже в тех случаях, когда вейник не являлся основным доминантом в коренном типе леса (Уланова и др., 2008). Для большинства гемибореальных лесов Урала разрастание вейника на вырубках является характерным (Иванова, 2007). Флористический состав сообществ вырубок приближается к условно-коренным лесам на конечной стадии восстановительной сукцессии, когда формируется взрослый древесный полог. Лишь на этой стадии вновь появляются виды бореального мелкотравья (Orthilia secunda, Maianthemum bifolium, Trientalis europaea и др.).

Подобный эффект линейного изменения видового богатства выявлен при выборочных, узколесосечных рубках или рубках в зимний период, когда напочвенный покров нарушен слабо. Он отмечен в сукцессионных рядах всех четырех изученных классов лесной растительности ( Querco-Fagetea, Brachypodio-Betuletea, Vaccinio-Piceetea и Asaro-Abietetea ). В ряду условно коренной лес – вырубка – вторичный лес изменяется только ценотическая роль естественных видов лесной растительности. Участие чужеродных видов незначительно.

Следует также отметить, что после вырубки различных типов лесов древостой начинает возобновляться по-разному. На месте рубок светлохвойных бореальных (класс Vaccinio-Piceetea ), гемиборельных (класс Brachypodio-Betuletea ) и темнохвойных неморальнотравных (класс Asaro-Abietetea ) лесов восстанавливаются преимущественно мелколиственные вторичные древесные породы, такие как Betulapendula, B. pubescens и, реже, Populus tremula . В тоже время, переход березовых и осиновых лесов в условнокоренные типы светлохвойных лесов естественным путем практически не происходит. Он возможен только под влиянием низового пожара или искусственного пала (Романов, 1970; Санников, 1992; Мартыненко, 2002). Без влияния этих факторов сосна не возобновляется.

После рубок широколиственных лесов полный флористический состав сообществ и древостоя восстанавливается практически за 30–40 лет. Такие породы как Tilia cordata, Ulmus glabra. U. laevis, Acer platanoides обладают активным восстановительным потенциалом и возобновляются посредством образования поросли от оставшихся пней.

Таким образом, важнейшее значение при естественном восстановлении лесных экосистем имеет время и способ вырубки древостоя, и степень нарушения напочвенного покрова. В зависимости от особенностей исходного типа сообщества и вариантов нарушений возможны две модели сукцессионных систем.

  • 1.    Линейная сукцессионная система. В этом случае растительные сообщества одной сукцессионой серии выстраиваются в один сукцессионный ряд. Это возможно, например, при щадящем варианте рубки (в зимнее время), когда напочвенный покров нарушается слабо и быстро начинается возобновление видов древесного яруса. Такая сукцессионная система характерна для широколиственных неморальных лесов и очень редко встречается в светлохвойных бореальных зеленомошных лесах.

  • 2.    Дивергентно-конвергентная сукцессионная система. При этом возможно несколько вариантов дивергенции:

  • а)    на начальной стадии сукцессии. Пример такой дивергенции – влияние на характер сукцессии начальной стадии, отражающей характер нарушения: сильное нарушение напочвенного покрова при летней рубке, уплотнение почвы, сжигание порубочных остатков. При этом на первой стадии сукцессии в состав растительного сообщества внедряется большое число синантропных видов, которые вытесняются впоследствии лесными видами. Формируется несколько вариантов серийных сообществ, которые на последнем этапе сливаются в одну терминальную стадию;

  • б)    на средней стадии сукцессии. Причиной дивергенции является проявление мелких экотопических различий, которые ранее нивелировались мощным доминантом-эдификатором, например, елью или пихтой. При этом, образуется несколько вариантов сообществ с близким флористическим составом, но разными вторичными доминантами – осинники, березняки, липняки и ивняки. Однако под их пологом начинают возобновляться темнохвойные виды (ель и пихта) и после выхода их в первый ярус происходит конвергенция в одну терминальную стадию.

Существенному изменению при вырубке древостоя также подвергается разнообразие бриокомпонента лесной растительности. Состав мохообразных условно-коренных и спелых вторичных лесов, формирующихся на месте их рубки, имеет значительные различия. Изменения затрагивают как общее видовое богатство бриоценофлор, так и количественную представленность видов разных субстратных групп (Баишева и др., 2015).

Во всех изученных сукцессионных сериях отмечено обеднение видового состава брио-ценофлор. В большей степени снижение разнообразия мохообразных характерно для производных лесов, замещающих широколиственно-темнохвойные и темнохвойные леса классов Asaro-Abietetea и Vaccinio-Piceetea, характеризующиеся наибольшим богатством мохообразных, в меньшей – для сосновых ге-мибореальных лесов класса Brachypodio-Betuletea, которые подвержены влиянию периодических естественных нарушений, особенно низовых пожаров. Бриокомпонент сосновых лесов адаптирован к нарушениям и, с одной стороны, включает значительное количество видов с высокой активностью размножения, с другой – характеризуется низкой долей редких видов, чувствительных к нарушениям (Баишева и др., 2015; Baisheva et al., 2015).

В первые 20–30 лет после рубки всех типов лесных сообществ видовое богатство мохообразных резко сокращается (в некоторых случаях в 2–3 раза). Особенно интенсивно процесс обеднения бриокомпонента происходит в случае летней рубки. В дальнейшем, при возобновлении древостоя и увеличении затенения со стороны деревьев, разнообразие бриофитов начинает повышаться, но даже через 60–90 лет после рубки уровень сходства бриокомпонента вторичных лесов и исходного типа леса остается довольно низким (значения коэффициента Жаккара не превышают 0,42–0,75).

Во вторичных березовых и осиновых лесах, формирующихся на месте рубки условнокоренных разнотравно-зеленомошных пихтово-еловых лесов класса Vaccinio-Piceetea , а также елово-пихтовых высокотравных вейниково-папоротниковых лесов класса Asaro-Abietetea , отмечено относительно небольшое снижение видового богатства мохообразных (на 8–10%), но состав их бриокомпо-нента существенно отличается, так как приблизительно 30–40% видов, встреченных в сообществах условно-коренных лесов, замещаются на другие таксоны. Во вторичных березняках происходит снижение количества напочвенных видов, в осинниках возрастает доля эпифитов, снижаются такие показатели, как среднее количество видов в описании и доля печеночников в синтаксоне.

Во вторичных лесах, возникающих на месте рубок вязово-кленово-липовых лесов класса Querco-Fagetea видовое богатство брио-компонента сопоставимо с разнообразием мохообразных в условно-коренных лесах, но сходство не очень высокое (значение коэффициента Жаккара 0,73). Различия в основном связаны с исчезновением или очень низким обилием неморальных эпифитных и напочвенных мхов (Leucodon sciuroides, Anomodon longifolius, Oxyrrhynchium hians и др.), а также редко встречающихся видов, не типичных для сообществ широколиственных лесов (Баишева и др., 2015; Baisheva et al., 2018).

В состав эпифитно-эпиксильного комплекса входят виды, существенно различающиеся по экологии. К первой группе относятся неморальные бриофиты, которые в условиях Южно-Уральского региона, в основном, распространены в мезофитных широколиственных и хвойно-широколиственных лесах. Это сциофитные напочвенные мхи Oxyrrhynchium hians и Fissidens taxifolius , а также эпифиты ( Neckera pennata, Anomodon longifolius, Dicranum viride, Homalia trichomanoides ), которые чувствительны к колебаниям температуры и влажности местообитания и предпочитают расти на старых липах и вязах с неровной и гигроскопичной корой. Во вторую группу входят ксеромезо-фильные виды эпифитных ( Pylaisia polyantha , Pseudoleskeella nervosa ), эпиксильных ( Brachythecium salebrosum , Amblystegium serpens , Sciuro-hypnum reflexum , Stereodon pallescens и др.) и напочвенных ( Plagiomnium cuspidatum ) мхов, которые могут встречаться в широком спектре растительных сообществ лесной и лесостепной зон. Они растут на коре и гнилой древесине деревьев разных пород, плотно прилегают к стволу, имеют формы роста, способствующие накоплению и удержанию влаги, и толерантны к изменению режима увлажнения местообитаний.

Виды первой группы сильно страдают при рубке и во вторичных лесах представлены довольно слабо, а виды второй группы после рубки резко снижают постоянство, но уже через 3–4 года начинают активно разрастаться на пнях и порубочных остатках, а впоследствии и на основаниях стволов молодых деревьев. Во вторичных лесах они восстанавли- вают или даже увеличивают свое постоянство, например, Amblystegium serpens и Sciuro-hypnum reflexum (Baisheva et al., 2015, 2018).

Обеднение видового богатства бриоце-нофлор происходит за счет видов, которые не являются массовыми в сообществах условнокоренных лесов. Учитывая то, что значительная доля видов мохообразных в составе лесных бриоценофлор имеет низкое обилие и рассеянное распространение, не всегда представляется возможным достоверно доказать, является ли исчезновение каждого конкретного таксона следствием вырубки или каких-то других причин. Тем не менее, была выделена группа видов, которые являются индикаторами старовозрастных лесов и отсутствуют либо крайне редко встречены во вторичных лесных сообществах, в эту группу входят: редкие виды, растущие на границе ареала (или с дизъюнктивным ареалом) [ Dicranum drummondii, Iwatsukiella leucotricha, Entodon schleicheri и др.]; виды, предпочитающие расти на старых широколиственных деревьях [ Anomodon longifolius, A. viticulusus, Dicranum viride и др.]; виды, заселяющие сильно разрушенную древесину крупных упавших стволов деревьев, которые обычно отсутствуют во вторичных лесах [ Lejeunea cavifolia, Haplocladium microphyllum и др.], а также сциофитные и гигрофильные напочвенные виды, исчезающие при рубке и расчистке леса [ Dicranum undulatum, Polytrichastrum longisetum, Pseudobryum cinclidioides и др.] (Баишева и др., 2015).

Изучение динамики растительности на протяжении многих лет оставалось в поле научных интересов Бориса Михайловича. Исследования сукцессий растительности речных пойм, сукцессий в травосмесях, фиторекуль-тивационных сукцесий, динамики рудеральной растительности, восстановительных сукцессий зарастания заброшенных населенных пунктов всегда сопровождалось глубоким анализом дифференциации ценопопуляций и типов стратегий видов, статистическим анализом, анализом видового разнообразия и другими подходами (Миркин, 1974; Миркин и др., 1987, 2009; Сайфуллина и др., 2008 и др.). При изучении восстановительных сукцессий лесов Южно-Уральского региона Б.М. Миркин участвовал в обработке материалов экспедиционных исследований и, особенно, в интерпретации результатов, был инициатором и идейным вдохновителем данного направления исследований.

Список литературы Динамика растительности на вырубках Южно-Уральского региона: основные итоги исследований Уфимской геоботанической школы

  • Баишева Э.З., Мартыненко В.Б., Широких П.С. Мохообразные лесных экосистем Республики Башкортостан. Уфа: Гилем, Башк. энцикл., 2015, 352 с.
  • Геникова Н.В., Крышень А.М. Динамика напочвенного покрова северотаежного ельника черничного в первые годы после рубки. Бот. журн, 2018, т. 103, № 3, с. 364-381.
  • Иванова Н.С. Динамика продуктивности травяно-кустарничкового яруса в лесах западных низкогорий Южного Урала. Бот. журн., 2007, т. 92, № 9, с. 1427-1442.
  • Крышень А.М. Растительные сообщества вырубок Карелии. М.: Наука, 2006, 262 с.
  • Кунафин А.М., Широких П.С., Мартыненко В.Б. Оценка эффективности восстановительной сукцессии после рубок с использованием фитосоциологических спектров. Изв. Самарск. НЦ РАН, 2011, т. 13, № 5(2), с. 86-89.