Методологические предпосылки создания типологии растительного покрова Мурманской области для последующего картографирования

Разработка классификации растительности как основы легенды геоботанической карты является важным условием не только построения наиболее адекватной модели растительного покрова конкретной территории, но и более полного познания закономерностей его пространственно-временной структуры. Отражение этих закономерностей - существенная задача картографирования растительного покрова. Наиболее распространенная фактографическая база для последующего анализа и обобщения в виде классификации, оформления легенды и создания карты – это геоботанические описания.

К настоящему времени в Мурманской области выполнено значительное количество геоботанических работ, имеющих большую ценность для изучения растительности. Но использование их для целей классификации и картографирования затруднено из-за отсутствия первичных данных - геоботанических описаний или сводных таблиц. В большинстве из них перечислены доминанты и наиболее распространенные виды, и, как правило, отсутствует информация о составе криптогамного компонента сообществ – а ведь мохообразные и лишайники в большинстве растительных сообществ Мурманской области не только преобладают по числу видов, но и играют существенную биогеоце-нотическую роль в тундре, лесотундре и северной тайге. Значительная часть геоботанической информации содержится в отчетах заповедников и институтов и не может считаться опубликованной, что также делает невозможным ее дальнейшее использование. В целом, количество материала, пригодного для создания базы данных геоботанических описаний растительности Мурманской области, невелико. Стоит вспомнить о том, что именно огромный объем опубликованных геоботанических описаний позволил выполнить в Объединенной Европе

впечатляющий проект – формирование базы данных для Карты и обзора растительности Европы» [30].

При изучении растительности Мурманской области используют разные подходы к классификации растительного покрова. Метод Браун-Бланке применен для классификации некоторых типов болот области [2, 6, 11], горных и зональных тундр [7, 8], для обзора лесов области [14], а также растительности маршей, пляжей и приморского эфеме-ретума [11]. При использовании пакетов программ TWINSPAN и DECORANA проведена классификация березовых криволесий [7]. С использованием доминантного подхода выполнена классификация растительности заповедника Пасвик [19]; лесов в центральной части области [17, 18, 27], растительности Кандалакшского заповедника [3]. На основе собственных результатов эколого-флористической классификации растительности и обзора литературных данных предложена типология тундровых и лесных биотопов по признакам фитоценозов и положению сообществ в ландшафте [9, 11].

Формирования единой базы данных геоботанических описаний, совмещенной с пространственно распределенной информацией (ДДЗ, ЦМР), наличие отдельных крупномасштабных карт растительности [15, 27] и ландшафтов [20] некоторых районов Мурманской области является предпосылкой для обобщения закономерностей формирования естественного фиторазнообразия территории и построения карты актуальной растительности. Создание такой карты и обширная библиография по растительности области «доиндустриального» периода, а также картографические материалы [22, 23, 25] даст возможность анализа динамики растительности почти на вековом временном отрезке.

Была рассмотрена возможность совмещения двух типологических схем для растительного покрова Мурманской области. Обе типологии созданы по материалам собственных многолетних полевых исследований с учетом ландшафтной структуры территории, определяющей естественное разно- образие местообитаний растительности. При характеристике организации сообществ выявляли не только доминирующие и диагностические виды, но полный видовой состав, в том числе мохообразных и лишайников. Первая, типология биотопов в основных группах элементарных ландшафтов, была предложена для малонарушенных лесов и редколесий на базе эколого-флористической классификации растительности Мурманской области и по литературным данным [Королева, 2011]. Вторая – для растительного покрова центральной части Мурманской области, включая производные антропогенные серийные сообщества, на базе доминантного подхода с последующим применением статистического анализа - интерпретации дискриминантных осей, описывающих пространственную дифференциацию классов растительности и наземного покрова на основе комбинаций различных характеристик ДДЗ и ЦМР [21]. В результате согласования статистических и экспертных методов классификации растительного покрова был сделан анализ содержания двенадцати дискриминантных осей, продемонстрировавший вклад основных факторов в дифференциацию современного растительного покрова модельной территории (климатические высотные градиенты, антропогенные нарушения, водный режим, определяемый, главным образом, формами рельефа).

Ключевой участок расположен в пределах Мончегорского, Кировского и Апатитского административных районов в центральной части Кольского полуострова. Район целиком находится в подзоне северной тайги; в горах (Хибинских, Чуна-тундре, Монче-тундре) выражена высотная поясность. Район характеризуется сильной расчлененностью рельефа, разнообразием состава почвообразующих пород, высоким ландшафтным и фитоценотиче-ским разнообразием, что в совокупности с интенсивным антропогенным воздействием обусловило большую пестроту и неоднородность актуального растительного покрова. В окрестностях металлургического комбината в г. Мончегорск наблюдается формирование производных сообществ на разных стадиях дигрессионно-демутационных сукцессий.

В качестве примера продемонстрируем дифференциацию еловых сообществ в градиентных рядах по свойствам эдафотопа и характера увлажнения, а также техногенной нагрузки, определившую степень их дигрессии от исходных коренных типов.

На маломощных сильно дренированных сухих почвах на верхней границе распространения лесной растительности отмечены ельники с березой лишайниковые. Включают в себя асс. Betuleto-Picetum cladoniosum [29], Flavocetrario nivalis–Pinetum var. Picea obovata Morozova 2008. В условиях техногенной нагрузки трансформация сообществ идет по пути выпадения кустистых форм лишайников (виды родов Cetraria, Flavocetrariа], обнаженную поверхность почвы занимают синузии корковых форм лишайников (Trapeliopsis granulosa). Ельники с участием березы корково-лишайниковые представляют первую стадию дигрессии. На следующей стадии - в березняках с участием ели и сосны кустарничковых полумертвопокровных ель постепенно выпадает из состава древесного яруса, в напочвенном покрове преобладают виды мхов, типичные для инициальных стадий сукцессий, таких как Pohlia nutans. Видовой состав этих сообществ очень беден, почвенный горизонт активно выветривается, на поверхность выходят коренные породы.

В зональных или близким к ним условиях на сухих и свежих умеренно дренированных почвах средней мощности и при средней оснеженности, широко распространены малонарушенные ельники кустарничковые и травяно-кустарничковые зеленомошные , которые включают в себя асс. Picetum myrtillosum empetrosum, Betuleto-Picetum myrtilloso-empetrosum [29], Sparse-Piceetum empetroso-Myrtillosum и Picеeto-Betuletum empetroso-myrtillosum [1].

В градиенте техногенной нагрузки в данном биотопе наблюдается богатый спектр серийных нарушенных сообществ: ельники кустарничково-зеленомошно-лишайниковые; ельники кустарничково-лишайниковые, ельники кустарничко-во-печеночниковые , формирующиеся при ксеро-фитизации почвенных условий на фоне высокого содержания токсических соединений тяжелых металлов, увеличения кислотности почвы и обеднения ее элементами минерального питания. По составу ельники с увеличенной значимостью лишайникового покрова близки к постпирогенным дему-тационным вариантам сообществ. Однако ельники кустарничково-печеночниковые представляют достаточно уникальное явление, характерное только для постиндустриальных аллогенных сукцессий. Зеленомошные виды мхов ( Pleurozium schreberi, Hylocomium splendens ) здесь замещаются печеноч-никовыми ( Barbilophozia spр., Lophozia spр.).

В ельниках травяно-кустарничковых зеленомошных в пониженных местообитаниях в условиях антропогенной нагрузки, напротив, создаются условия избыточного увлажнения и оглеения почвы. Ель уступает место березнякам с осиной, в травяном покрове отмечены хвощи, в моховом покрове - Polytrichum commune и Pohlia nutans .

Дальнейшая дигрессия кустарничковых и травяно-кустарничковых зеленомошных типов еловых лесов при усилении техногенной нагрузки идет в сторону формирования ельников кустарничковых, ельников луговиково-кустарничковых и березняков с участием ели и сосны кустарничковых полумертвопокровных ( Pohliosa ) . В древесном ярусе продолжается выпадение ели с заменой на мелколиственные породы, моховолишайниковый ярус практически полностью исчезает, сохраняя местами (5-20%) покрытие из Pohlia nutans . Данные типы сообществ были широко описаны в литературе, посвященной техногенным сообществам, сформировавшимся вокруг металлургического комбината [5, 12, 13, 24].

Как в фоновых условиях, так и при техногенной нагрузке в долинах ручьев и рек, на сырых и свежих умеренно дренированных почвах, довольно обычны ельники кустарничково-разнотравные. Включает в себя асс. Betuleto-Picetum myrtilloso-herbosum и Picetum myrtilloso-herbosum [29], HMt (Herb-Myrtillus-Type) финской классификации лесов и болот [26], Piceetum mixto-herbosum [1].

В целом было получено хорошее соответствие между используемыми подходами, в том числе при сопоставлении с содержанием известных единиц растительности Мурманской области и севера Скандинавии других авторов. Классификация коренных растительных сообществ и их производных серий на ландшафтной основе в сочетании с разработанной синтаксономией позволит подготовить легенду для типологической региональной геоботанической карты. Дальнейшее сопоставление выявленных типов на аналогичных позициях в ландшафте в Мурманской области и соседних регионах (севера Фенноскандии, восточноевропейской лесотундры и северной тайги) может способствовать уточнению места данных территорий в системе растительного покрова на всем географическом ареале бореальных лесов.

Работа выполнена при поддержке программы Президиума РАН по разработке методологии мониторинга биоразнообразия лесов и грантов РФФИ № 11-04-01093 и № 07-04-01743