Мониторинг биоразнообразия лесостепных экотонов

данной задачи осложняется тем, что на региональных уровнях (не на уровне субъекта РФ, а на уровне природных зон) отсутствуют программы комплексного мониторинга за компонентами экосистем. Проводимые же отдельными учеными наблюдения и измерения чаще всего имеют узкую направленность, непродолжительны, носят бессистемный характер и не включаются в единую общедоступную (межрегиональную, федеральную, международную) базу данных, что осложняет их использование при решении научных и прикладных задач.

Основой для разработки программ по управлению природными ресурсами на основе данных о прогнозных направлениях трансформации региональных экосистем являются данные фитоценологического мониторинга. Исторически в условиях лесостепи приоритетным объектом мониторинга состава и сложения являются природные и антропогенные лесные и очагово сохранившиеся степные экосистемы. Лесостепные экотоны, занимающие площадь в сотни гектар остались за рамками систематических исследований. Именно этот факт и обусловил необходимость проведения фитоцено-логического мониторинга экотонов в типичной лесостепи Ставропольской возвышенности.

Объектом нашего исследования стал модельный экотон, в котором последовательно сменяют друг травяные и кустарниковые сообщества: залежь → разнотравно-дерновиннозлаковая степь → луговая степь с отдельно стоящими кустарниками → луговая степь с зарослями кустаников → дубово-грабово-ясеневый лес. В пределах экотона в направлении от степи к лесу постепенно увеличивается не только обилие но и высота кустарника: от 0,5-1,5 м (Rosa canina, Prunus spinosa, изредка Crataedus curvisepala) до 5-6 м у опушки леса. На стационарном участке в урочище Шалево площадь экотона, занятая древесными видами, составляет 20-25%, остальная часть занята степью. Степные сообщества не проникают под полог дубово-грабовоясеневых лесов, а лишь языками вдаются в них по прогалинами с маломощными почвами и близостью к поверхности сарматского известняка – основного ограничительного фактора распространения древесных пород в месте проведения исследований.

Структура и особенности биоразнообразия лесостепных экотонов изучались на стационарных площадках, площадью 100 м2 по общепринятым фитоценологическим методикам с обозначением обилия видов по системе О. Друде. Учетные площадки заложены на геоботаническом профиле в 1100 м экотоне в зоне типичной лесостепи в 15 км к северо-западу от г. Ставрополя (см.рис.).

Рис. Размещение учетных площадок на трансекте в лесостепном экотоне

Площадка №1 расположена на внешней границе экотона, на момент изучения представляла собой участок 7-летней залежи, представляющий собой раневой экотон – участок с активным проявлением вторичной сукцессии после прекращения антропогенного воздействия. Площадки 2 и 3 заложены в пределах зонального экотона между природной (лес) и природно-антропогенной (пашня) экосистемами. Площадка №2 была заложена в зоне типичной разнотравно-дерновиннозлаковой степи в центральной части обширного лесостепного экотона. Третья площадка находится в 200 м к западу от предыдущей на участке луговой степи, свободной от кустарников.

Наиболее обильные и часто встречающиеся в описываемых ценозах виды растений приведены в табл. 1. Анализ флороценотиче-ских характеристик травянистой растительности на площадке №1 позволяет отнести данные формации к типу молодых экотонных сообществ, сформировавшихся под воздействием сильнейшего антропогенного воздействия. Основными особенностями таких экотонных сообществ являются: отсутствие жесткой пространственной схемы организации, сочетание слабозаселенных участков территории и участков с густым растительным покровом. Молодые («раневые») экотонные системы находятся в состоянии постоянных быстрых преобразований, которые идут в направлении к коренному типу зональной экосистемы о чем свидетельствует отмеченное увеличение с 56 до 64 количества видов на 100 м2. Флористическое разнообразие демутационных группировок «раневых» экотонов формируется за счет обилия однолетних и сорных видов, обладающих высокой вегетативной подвижностью: Elytrigia repens (L.) Nevski (cop3), Euphorbia stepposa Zoz ex Prokh (sp1), Eringium campestre L (sp2), Centaurea diffusa Lam. (sp2), Convolvolus arvensis L (sp2), Artemisia austriaca Jacg.(sp1) и других (табл. 2).

Анализ обилия и встречаемости различных видов на первой учетной площадке за 12 лет наблюдения свидетельствует о том, что, несмотря на значительное снижение доли малолетних видов с 28,5% в первый год наблюдения до 22,3% в 2010 г., «бурьянистая» стадия вторичной восстановительной сукцессии еще далека от завершения.

Площадка №2 расположена в зоне типичной разнотравно-дерновиннозлаковой степи, отличительными особенностями которой являются:

• 1.    Высокая видовая насыщенность, составляющая в среднем 70 видов на 100м² и незначительно изменяющаяся за весь период наблюдения.

• 2.    Роль эдификаторов выполняют дерновин-ные злаки ( Bromopsis riparia, Brachypodium rupestre (Host) Roem. Et Schult, Botriochloa ishaemum (L.) Keng, Festuca valesiaca, Stipa capillata C.Koch и другие), имеющие высокое обилие и встречаемость;

• 3.    Высокая доля представителей конкурентно устойчивых многолетних видов, составляющая в среднем 87%, препятствует проникновению в данное сообщество представителей сегеталь-ной и рудеральной флоры, доля которых значительно ниже, чем в «раневых» экотонах и не превышает 13,4%. Отметим, что доля малолетних видов за период наблюдения сократилась с 13,4% до 11,6%, что свидетельствует об уплотнении осей экологических ниш и о наличии внутрисистемных механизмов приспособления данных типов растительности к изменяющимся условиям окружающей среды.

Таблица 1. Растительные ассоциации и наиболее обильные виды экотонных сообществ

Таблица 2. Флористические группы и жизненные циклы растений лесостепных экотонов

Полученные в ходе исследования материалы показывают вполне определенную закономерность в соотношении флористических групп в экотонах (площадка №3). Так, более двух третей флоры представлено группой разнотравья (в среднем 71,8%), на втором месте по обилию – представители злаковых и осоковых (18,7%), на третьем, как это имеет место и в открытых травянистых сообществах – степях и лугах – группа бобовых (9,4%) [3]. Многолетние наблюдения за динамикой численности представителей различных флористических групп свидетельствует о незначительном колебании доли этих показателей. Виды растений на площадке №3 типичны для зоны луговой степи. Наиболее обильными видами за все годы наблюдения были Bromopsis riparia, Brachypodium rupestre, Carex humilis. Для участков луговой степи характерно относительно равномерное размещение ценопопуляций в пространстве, нарушаемое только присутствием древесного компонента – кустарника Crataegus curvice-pala. Именно дендрофлора в экотоне формирует благоприятные условия для произрастания мезофильной и высокорослой растительности. Это ценопопуляции Brachypodium rupestre,

Bromopsis inermis (Less.) Holub, B. riparia, Helictotrichon adzharicum (Albov) Grossh., Phleum phleoides (L.) Karst., Stipa pulcherrima C. Koch, а также Dictamnus caucasicus (Fisch.et C.A. Mey.) Grossh, Elytrigia repens, Melica transsilvanica Schur, Phlomis pungens Willd., Poa angustitolia L., Stachys atherocalyx C.Koch, S. officinalis (L.) Trevis.. Причем обилие вблизи опушек таких корневищных и рыхлокустовых видов, как пырей ползучий, мятлик узколистный, перловник трансильванский и некоторых других обусловлено нестабильностью почвенного субстрата, периодически наращиваемого наносами грунта в периоды пыльных бурь.

Отличительной особенностью площадок экотона, описанных в зоне луговой степи является постоянное присутствие в сообществе представителей редких и исчезающих видов региональной флоры Adonis vernalis L., Iris aphylla L., Paеonia tenuifolia. Более подробное изучение особенностей размещения в пределах экотонных сообществ редких и подлежащих охране растений показало что:

• -    во внешней пристепной части экотона наибольшей встречаемостью обладают виды рода Stipa;

• -    более мезофильные представители родов Adonis, Iris, Paеonia сосредоточены в средней

части экотона, что, вероятно, объясняется оптимизирующей ролью дендрофлоры;

• -    по мере приближения к лесу встречаемость изученной категории флоры уменьшается.

Выводы: мониторинг биоразноообразия экотонных экосистем свидетельствует о том, что, длительно существующие без антропогенной нагрузки экотонные сообщества, обладают высокими показателями видового разнообразия, которое обусловливает наличие в этих экосистемах эффективных внутренних механизмов устойчивости. Поэтому экотонные сообщества в равной мере с зональными типами растительности принимают участие в формировании биогеоценотического покрова и заслуживают включения в региональные системы мониторинга за состоянием природных и природно-антропогенных экосистем.