Структурная организация и разнообразие растительного покрова подзоны южно-таежных лесов в пределах территории Кусинского района Челябинской области

Введение. Структурное разнообразие - одна из мер биологического разнообразия, отражающая разнообразие структурных элементов сообществ, экосистем. Оно включает разнообразие элементов вертикальной и горизонтальной структуры фитоценоза, элементы ветровально-почвенных комплексов, обилие сухостоя, а также, разнообразие синузий, жизненных форм растений слагающих их популяций, параметры особей внутри ценопопуляций. Оценка структурного разнообразия часто основана на сравнении структуры исследуемого сообщества и основных признаков климаксовых лесных сообществ. Результаты оценки структурного разнообразия одновременно могут служить оценками сукцессионного состояния лесных сообществ (Сохранение..., 2002).

Ранее нами была изучена популяционная организация растительного покрова самого протяженного хребта, располагающегося на западном террасовидном пологом склоне горы Липовой в подзоне южно-таежных лесов Челябинской обл. (Москвина, Гетманец, 2014). Данная работа является продолжением исследования восточного склона одного из хребтов Уфимского амфитеатра, а именно, горы Копанец в пределах Кусинского р-на.

Согласно материалам Л.А. Соколовой (1951) наибольшая роль в сложении растительного покрова этойподзоны принадлежит сосновым, лиственнично-сосновым и смешанным сосново-березовым лесам, господствующим в окрестностях крупных промышленных населенных пунктов и в межгорных депрессиях, приуроченных к широким и продольным участкам долин рр. Юрюзани, Катавы, Сатки, Ая, Кусы, Уфалеи, Нязи и Уфы. Склоны горных хребтов Уфимского амфитеатра, обращенные на запад, открытые прямому действию влажных атлантических воздушных масс, покрыты пихтово-елово-кисличниковыми и широколиственно-елово-папоротниковыми лесами с высоким разнотравьем. Согласно лесоустроительным данным леса имеют 111—IV класс бонитета с хорошо развитым подлеском (Соколова, 1951; Снопов, 1977).

Методика. В данной работе объектом исследования был выбран модельный участок сосново-березового леса площадью 0,5 га, расположенный на восточном равнонаклонном склоне горы Копанец. Согласно классификации сосновых лесов, предложенной П.Л. Горчаковским (1975), данное растительное сообщество можно отнести к группе сложных сосняков и типу сосново-березоворазнотравное сообщество. Сообщество приурочено к устойчиво влажным местообитаниям - седловинам и западинам на надпойменных террасах (Горчаковский, 1975).

В ходе маршрутно-рекогносцировочного исследования выявлены однородные участки растительности, площадь которых составила 25x25 м, в соответствии с размером фитогенного поля деревьев, на которых проведены стандартные геоботанические описания с регистрацией списков видов. Для каждой счетной единицы (особи или парциального образования) указывались возрастное состояние и происхождение (семенное или вегетативное), а для для взрослых особей - жизненная форма.

Результаты и обсуждение. Исследования растительного показали, что древостой состоит главным образом из Pinus sylvestris L., и Betula pendula Roth; кроме них отмечены Picea abies L., Tilia cordata Mill, и Larix sibirica Ledeb. Сомкнутость древостоя составляет 0,6-0,8.

Биоморфологический анализ выявил, что деревья сообщества можно классифицировать по И.Г. Серебрякову (1962) ка отдел древесные растения, секция - одноствольные деревья (деревья лесного типа), кустовидные или немногоствольные деревья и многоствольные деревья. Их жизненные формы, предположительный возраст и этап морфогенеза приведены в таблице 1.

Таблица 1

Биоморфологическа характеристика видов древесной синузии горы Копонец

Название вида	Жизненная форма	Предположительный возраст (лет) и этап отноморфогенеза
Betula pendula	Одностебельный сеянец	2-4 (I)
	Одноствольное дерево кустовидной формы с прямостоячим стволом и островершинной кроной	8-15 (II)
	Одноствольное дерево с прямостоячим стволом и туповершинной кроной	20-45 (III)
Picea abies	Одноствольное дерево с прямостоячим стволом и конической кроной.	25-120(111)
Pinus sylvestris	Одноосный, неветвящийся сеянец, с одной лишь главной осью и сидящими на ней ювенильными ассимилирующими листьями.	1-2 (I)
	Одноствольное дерево с прямостоячим стволом и рыхло-колоновидной кроной.	20-30 (II)
	Одноствольное дерево с прямостоячим стволом и однобокой кроной	60-80 (111)
	Одноствольное дерево с прямостоячим стволом и однобокой кроной и широко -зонтичной кроной	70-150 (IV)
Larix sibirica	Одноствольное дерево с прямостоячим стволом и пирамидальной кроной.	35-50 (II)
Tilia cordata	Одностебельный сеянец	1-7 (I)
	Одноствольные деревья - деревья лесного типа, с прямостоячим стволом и островершинной кроной	17-25 (II)
	Кустовидные или немногоствольные деревья, с прямостоячим стволом и островершинной кроной	20-30 (II)
	Многоствольные деревья, с прямостоячим стволом и островершинной кроной	15-20(11)
	Кустовидные или немногоствольные деревья, с 2-3 стволами и туповершинными кронами	35-60(111)
	Многоствольные деревья с прямостоячим стволом и туповершинной кроной	40-60(111)

Как видно из таблицы, преобладающей жизненной формой является одноствольное дерево с различной формой кроны, находящееся на разных этапах морфогенеза. Такая биоморфа отмечена у В. pendula, Р. sylvestris, L. sibirica, Р. abies. Что касается особей Т.

- 162- cordata, то ее жизненные формы характеризуются как одноствольные, немногоствольные и многоствольные деревья. В данных условиях произрастания Т. cordata находится на пределе своей толерантности; естественный ареал вида проходит значительно южнее района исследования. Особи березы куртин не образуют. Процент сухостоя и фаута эдификаторов в среднем составляет 3% и 6% соответственно на 50 стволов сосны и березы. В напочвенном ярусе присутствуют сообщества зеленых мхов с проективным покрытием до 40-50%.

В подлеске встречаются кустарники: Daphne mesereum L., Padus avium Miller, Rubus idaeus L, Sorbus aucuparia L., Virburnum opulus L. Его проективное покрытие составляет в среднем 35-40%.

Биоморфологический анализ подлеска, показал у S', aucuparia есть целый ряд жизненных форм: деревце, аэроксильный кустарник, эпигенно-геоксильный кустарник. Это разнообразие жизненных форм можно объяснить как способностью к образованию эпигеогенных ксилоризомов, так и с размерным полиморфизмом.

У D. mesereum и V. opulus отмечена жизненная форма -аэроксильный кустарник, у Р. avium - эпигенно-геоксильный кустарник; у R. idaeus — геоксильный корнеотпрысковый кустарник. Вегетативное возобновление кустарников одинаково успешно происходит как в молодых, так и в старых сосновых куртинах, хотя видовой состав подроста несколько меняется по элементам мозаики. На полянах, где травянистый ярус максимально развит, плотность особей кустарников резко снижается. Основной фактор, ограничивающий семенное воспроизводство - кустарниковое крупнотравье. Поэтому устойчивое положение в кустарниковом ярусе занимают те виды, которые либо избегают конкурентного воздействия крупнотравья, либо способны преодолевать его.

В травостое (общее проективное покрытие — 70%) четко выделяются 2 подъяруса. Высота растений, слагающих первый подъярус, достигает 0.7 м. Наибольшую роль в нем играют Dryopteris filix-mas (L.) Schott, Aconitum boreale Ser. ex Rchb., Cacalia hastate L. Высота растений второго подьяруса не превышает 0,3-0,4 м. Преобладает широкотравье - герань лесная (Geranium sylvaticum L.), живучка ползучая (Ajuga reptans L.), скерда болотная (Crepispa ludosa L.), чина Гмелина (Lathyrus gmelinii L.), земляника лесная (Fragaria vesca L.), медуница неясная (Pulmonaria obscura Dum.) и др.

В пределах данного фитоценоза можно выделить парцеллярные образования

• -    -«окна» (без древостоя с разросшимся крупнотравьем и подлеском);

• -    подрост эдификаторных видов деревьев;

• -    взрослые генеративные деревья.

Парцеллы с генеративными особями березы. Ярус А характеризуется преобладанием деревьев генеративного возрастного состояния, в ярусах В и С отмечены имматурные и виргинильные особи сосны и липы.

Парцеллы с генеративными особями липы. Ярус А характеризуется преобладанием деревьев генеративного возрастного состояния, в ярусах В и С отмечены имматурные и виргинильные особи березы и сосны.

Парцеллы с генеративными особями сосны. Ярус А характеризуется преобладанием деревьев генеративного возрастного состояния, в ярусах В и С отмечены имматурные и виргинильные особи березы и липы.

При изучении лесовозобновления применен метод учетных площадок, предложенный А.В. Побединским (1966). Были заложены 20 площадок размером 1x1 и 2x2 м, соответственно, при низком и высоком подросте (Побединский, 1966). Они размещались по ходовым линиям через 25 м, параллельно обследуемым участкам.

Таблица 2 Встречаемость и сохранность подроста различных ярусов исследуемых сообществ

Состав древостоя	Встречаемость подроста				Сохранность подроста
	в % от общего кол-ва представителей данного вида				в % от общего числа подроста каждого вида
	С	Б	Л	Лс	С	Б	Л	Лс
I ярус 6С4Б	47	41	12	0	85	75	80	0
II ярус 6С 4 Б Л Лс.Е
III ярус ЗС 6Б 1 Л,Е

Примечание. Здесь и далее, в табл. 2, С - сосна, Б - береза, Л - липа, Лс. - иственница, Е - ель.

Одним из критериев, позволяющим прогнозировать состояние лесного сообщества, является наличие или отсутствие подроста и его сохранность. Полученные цифровые данные свидетельствуют о равном процентном соотношении подроста и его сохранности у эдификаторов сообщества (табл. 2).

Кроме того, нами проведена оценка плотности ценопопуляций видов древесно-кустарниковых синузий. Результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3

Плотности ценопопуляций видов древесно-кустарниковых синузий

Виды	Взрослые	Семенной подрост	Вегетативный подрост	Общая плотность
Pinus sylvestris	131	106		237
Betula pendula	114	81		195
Tilia cordata	12	7	14	33
Larix sibirica	2	-	-	-
Picea abies	7	3	2	12
Rubus idaeus	1741	-	1913	3654
Sorbus aucuparia	391	4112	713	5216
Daphne mesereum	51	-	-	51
Padus avium	34	12	21	67
Virburnum opulus	9	-	-	9

Заключение. Изучение структурной организации растительного покрова подзоны южно-таежных лесов в пределах территории Кусинского р-на Челябинской обл. показало, что во всех ярусах наблюдается устойчивое содоминирование сосны и березы; данные сообщества характеризуются как «бидоминантные». В них наблюдается низкий процент фаута и сухостоя. Сохранность подроста в среднем составляет 80%. Все это свидетельствует о слабом воздействии человека. Наличие разных типов возрастных парцелл указывает на спонтанную динамику, определяемую онтогенезом древесных видов в климаксовом фитоценозе.

Москвина И.В. Структурная организация и разнообразие растительного покрова подзоны юно-таежных лесов в пределах территории Кусинского района Челябинской области / И.В. Москвина // Вести. ТвГУ. Сер.: Биология и экология. 2015. № 4. С. 160-166.