У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Эколог о—фитоценотические особенности пространственного распределения лесной растительности Южного Синотэ-Ллиня
Количество страниц 248
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 24500.doc 
Содержание Содержание
ВВЕДЕНИЕ...4

ГЛАВА 1. Характеристика природных условий района исследований... 7

1.1. Географическое положение и рельеф...7

1.2. Гидрография и гидрологические условия...10

1.3. К л и м а т...11

1.4. Растительность...14

1.5. Почвы...16

ГЛАВА 2. Обзор методов классификации и ординации лесной растительности...19

2.1. Основные подходы к классификации лесной растительности...19

2.1.1. Основные положения географо-генетической классификации

Б.П. Колесникова...27

2.1.2. Основные принципы и положения эколого-флористической классификации Браун-Бланке...30

2.2. Ординация растительности...33

2.2.1. Использование индикационных методов для ординации растительности...36

2.2.2. Индикационные методы выделения основных типологических единиц лесорастительных условий...39

2.3. Математические методы, используемые в классификации и ординации растительности...40

2.4. Картографические методы, используемые при классификации и ординации растительности...49

ГЛАВА 3. Материалы и методы...64

3.1. Методы полевых исследований...64

3.2.составление диагностической таблицы...66

3.3. Построение региональных экологических шкал...68

3.4. Выделение основных лесотипологическихединиц с помощью индикационных методов...72

3.5. Методы статистического анализа...78

3.5.1. Подготовка и первичная статистическая обработка исходных данных...79

3.5.2. Построение уравнений множественной регрессии...85

3.5.3. Дискриминантный анализ...88

3.6. Построение крупномасштабных карт...91

ГЛАВА 4. Растительный покров и классификация растительности...95

4.1. Эколого-ценотический анализ лесной флоры...95

4.2. Региональные экологические шкалы...104

4.3. Классификация лесной растительности...111

4.4 Ординация лесной растительности с помощью региональных

экологических шкал...1 16

4.5. Особенности состава, структуры и размещения фитоценозов разных типов леса Верхнеуссурийского стационара...128

ГЛАВА 5. Опыт составления крупномасштабной геоботанической

КАРТЫ...161

ГЛАВА 6. Оценка экологического пространства местообитаний лесных биогеоценозов...177

6.1. Регрессионная связь между основными прямодействующими экологическими факторами и энтопическими параметрами...177

6.2. Модели экологического пространства местообитаний разных типологических единиц...186

6.3. Построение прогностической модели пространственного распределения лесных биогеоценозов

с помощью дискриминантного анализа...194

6.4. Сравнительная оценка пространственного распределения лесных биогеоценозов на основе расчетных моделей

и натурных исследований...200

ВЫВОДЫ...209

ЛИТЕРАТУРА...211

ПРИЛОЖЕНИЯ...248

Введение



ВВЕДЕНИЕ

Значительное изменение среды обитания человека вызывает повышенный интерес к сохранению разнообразия растений и животных во всех регионах планеты. Первоначальный интерес к инвентаризации видового состава сменился изучением разнообразия сообществ и экосистем в пределах территориальных комплексов разного масштаба. Оценка современного биоразнообразия на экосистемном уровне является одной из важных научных задач, имеющих фундаментальное значение при организации устойчивого природопользования. Вместе с тем связь фитоценотического биоразнообразия с основными параметрами абиотической среды во многих случаях пока установлена в общем виде.

Накопленные к настоящему времени данные не позволяют создавать модели растительного покрова только по основным параметрам абиотической среды. В значительной мере это обусловлено недостаточной изученностью отдельных территорий, которые могли бы быть использованы как полигоны для установления причин пространственной неоднородности растительного покрова. В качестве такого объекта избран Верхнеуссурийский биогеоценотический стационар Биолого-почвенного института ДВО РАН -эталонный участок с сохранившимися климаксовыми лесами.

За тридцать лет существования стационара специалистами в области лесоведения, ботаники, почвоведения и других областей науки собран и проанализирован обширный материал по особенностям состава, строения, функционирования и развития лесных биогеоценозов, а также их комплексов в различных лесорастительных условиях. Результаты исследований представлены в многочисленных монографических работах и сборниках по стационару (1977, 1978, 1979, 1980, 1982, 1984). Накопленный материал позволяет приступить к изучению вопросов экологического пространства основных таксономических единиц растительного покрова, что открывает

5

возможности для установления связи природных факторов с закономерностями экосистемного биоразнообразия.

При оценке экологического пространства местообитаний сравнительно простыми и удобными служат методы индикации, основанные на увязке признаков растительного покрова с ведущими экологическими факторами. Для создания моделей взаимосвязей лесных биогеоценозов с экологическими факторами могут служить региональные экологические шкалы, содержащие балльные оценки экологических свойств видов по различным факторам среды.

Экологическая диагностика параметров местообитания с помощью балльных экологических шкал видов растений является достаточно традиционным методом, как в отечественной, так и в зарубежной экологии растений. Подобные шкалы начали разрабатываться еще в середине

.прошлого столетия (Раменский, 1938; Раменский и др., 1956; Ellenberg, 1950, 1952; Landolt, 1977; Цаценкин, 1967, 1970; Раменский, Цаценкин, 1968; Цаценкин и др., 1974, 1978; Цыганов, 1983; и др). Опыт составления региональных экологических шкал для разных типов растительности имеется и на Дальнем Востоке (Селедец, 1975,1976, 2000; Тимощенкова, 1997; Комарова, Ащепкова, 2000; Комарова, Прохоренко, 2001; Тимощенкова, Комарова, 2001; Комарова и др., 2003; и др.).

Экологические шкалы позволяют достаточно информативно осуществлять прямую ординацию описаний растительных сообществ по основным прямодействующим экологическим факторам (температурному режиму, увлажнению, почвенному плодородию и др.). Комплексное использование индикационных методов оценки условий среды и системы математических методов позволит получить модели взаимосвязей лесных сообществ разных типов с основными параметрами прямодействующих и косвеннодействующих факторов среды и построить прогнозную картосхему потенциальной растительности.

Знание эколого-фитоценотических особенностей пространственного распределения лесной растительности позволит выяснить роль природных

6

факторов в организации биоразнообразия природного феномена, каковым является леса Приморского края.

Цель настоящей работы - установление особенностей распределения лесных биогеоценозов и их экологического пространства местообитаний на территории Верхнеуссурийского стационара. Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1) установить многообразие лесных сообществ и особенности их пространственного распределения по элементам рельефа;

2) установить пределы толерантности по ведущим экологическим факторам для широко распространенных видов высших сосудистых растений, а также для основных лесотипологических единиц;

3) составить крупномасштабную карту лесной растительности;

4) выявить корреляционные связи лесных сообществ разных типов леса с прямодействующими (экологическими) и косвеннодействующими (энтопическими) факторами;

5) составить прогностические модели пространственного распределения лесных биогеоценозов и экотопов с различными значениями основных экологических факторов на основе взаимосвязи с энтопическими параметрами;

6) провести сравнительный анализ карт потенциальной и реальной растительности.

ГЛАВА 1. Характеристика природных условий

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Географическое положение и рельеф

Районом исследования является Верхнеуссурийский биогеоценотический стационар Биолого-почвенного института ДВО РАН и ДальНИИЛХа, расположенный в бассейне р. Правая Соколовка в Чугуевском административном районе Приморского края и занимающий 4417 га. По своим природным характеристикам территория стационара типична для среднегорного пояса Южного Сихотэ-Алиня и служит своеобразным эталоном южной тайги с господством широколиственно-кедровых и пихтово-еловых лесов. Согласно физико-географическому районированию рассматриваемая территория относится к Западно-Сихотэ-Алинской провинции Сихотэ-Алинской горной области Амуро-Приморской страны (Гвоздецкий, Михайлов, 1987).

В геоморфологическом отношении рассматриваемая территория принадлежит северной части южного Сихотэ-Алиня, образованного низко- и среднегорными массивами. В основном это куполообразные горы со средней крутизной склонов 20° и абсолютными отметками 1100— 1800 м при наличии перевалов с отметками 690 - 800 м.

Территория стационара удалена от главного водораздела и приурочена к склонам отрогов 1-3 порядка в диапазоне абсолютных высот над уровнем моря от 444 (устье р. Правая Соколовка) до 1108м (вершина на водоразделе рек Соколовка и Павловка). Средняя высота хребтов 500-800 м над ур. м., преимущественно вытянутых в северо-восточном направлении. Водоразделы в основном с плавными очертаниями, представлены длинными выровненными, волнистыми гребнями. Плоские вершины представляют собой древние поверхности выравнивания. Наиболее высокие вершины с абсолютными отметками 1107.6 м над ур. м., 1076.2 м и 1002.6 м расположены в восточной и юго-восточной частях исследуемой территории (рис. 1, 2).

Рис. 1. Карта изолиний абсолютной высоты на основе оцифровки топографической карты

м. над ур. м.

построенная

Рис. 2. Трехмерный рисунок поверхности территории Верхнеуссурийского стационара, построенный на основе оцифровки топографической карты

10

Геоморфологическое строение долины р. Правая Соколовка на территории • стационара относительно упрощенное, однако, достаточно хорошо выражены

высокая и низкая поймы. Отдельными участками прослеживается терраса, как по долинам реки, так и в приустьевых частях крупных ручьев. Участки более высокой террасы очень редки и в основном представлены коренными породами. Возраст складчатых структур — верхнепалеозойский и верхнетриасовый (Никольская, 1969).

1.2. Гидрография и гидрологические условия

Река Правая Соколовка, в бассейне которой находится Верхнеуссурийский биогеоценотический стационар, входит в систему верхней части р. Уссури и является ее притоком IV порядка. Основной водораздел бассейна слагается рядом отдельных возвышенностей со слабо выраженными седловинами и водораздельными гребнями сложно-извилистого типа.

Местность сильно расчленена, средняя густота гидрографической сети 0.6-0.8 км на 1 км 2. Долина Правой Соколовки в нижней части хорошо выражена, ее ширина составляет от 200 до 500 м. Вверх по течению долина сужается, и постепенно ее ширина достигает 40 — 50 м. Основные притоки впадают с левой стороны — ручьи Кочинский (Трехстенный), Чащевой (Еловый), Безымянный, Березовый, Кедровый; наиболее крупным правосторонним притоком является ручей Медвежий (рис. 1).

Долины водотоков глубоко врезаны, часто V-образны, с повышенной крутизной склонов (до 35°). У истоков ключей склоны имеют выпуклую форму (крутизна 20-30°), иногда с резко обрывающейся частью и уступами. К устью ключей склоны несколько сглаживаются (15-20°) и приобретают вогнутую форму.

4> Преобладают склоны западных и восточных румбов. В местах развития

метаморфизированных и изверженных пород склоны крутые, плоские, иногда выпуклые, покрыты глыбовыми отложениями незначительной мощности. Здесь довольно часты выходы коренных пород. На остальной части склоны пологие,

11

вогнутой формы со значительным слоем рыхлых отложений. Основной *» водоупорный слой находится на глубине около 3 м. Однако толщина слоя

выветривания увеличивается вниз по склону и от верховий ключей к их устью.

В районе исследований преимущественно развиты пластово-поровые и трещинные грунтовые воды, по площади распространения преобладают последние. Это создает условия интенсивного дренажа горных почв что особенно наглядно проявляется в процессе таяния сезонной мерзлоты и является одним из путей выноса (или перераспределения) продуктов внутрипочвенного выветривания, а это, в свою очередь, способствует постоянному омоложению горных почв. Напорные воды встречаются редко, предполагаются в зонах тектонических нарушений и в пологих синклинальных структурах верхнемеловых отложений. Отложения четвертичного возраста, за исключением аллювиальных, не являются коллектором сколько-нибудь существенных запасов вод, а лишь создают те или иные условия инфильтрации. Расчленение горного рельефа и значительная высота сброса — до 9 м на 1 км — обеспечивают быстрый сток, благодаря чему заболачивание практически не наблюдается.

1.3. К л и м а т

По районированию П.И. Колоскова (1962) Верхнеуссурийский стационар расположен в пределах умеренного пояса Тихоокеанской климатической области в Амуро-Уссурийском климатическом районе.

Климатические условия района исследований формируются под влиянием сезонной смены континентальных ветров и океанических муссонов и, в целом, климат характеризуется как влажный умеренно-холодный. В связи с этим зимой ветры холодные и сухие, а летом - теплые и влажные, что обусловливает ^ преобладание в зимний период холодной, безоблачной и сухой погоды, а в

летний - умеренно теплой и дождливой. Контрастность климата проявляется не только в резкой изменчивости климатических параметров по месяцам в течение

12

года, но и по отдельным годам, особенно в чередовании засушливых лет с годами обильного увлажнения.

В распределении тепла и влаги важную роль играет Сихотэ-Алинь, выступающий в качестве естественного барьера для свободного перемещения в глубь континента холодного морского воздуха летом и теплого - зимой (Гвоздецкий, Михайлов, 1987). Для западного макросклона Сихотэ-Алиня по сравнению с восточным характерны более малоснежные зимы и менее обильные осадки летом.

Согласно исследованиям А.С.Жильцова (1978) на территории Верхнеуссурийского стационара средняя годовая температура воздуха близка к 0° С, абсолютный максимум составляет 37-39° и приходится на июль-август, абсолютный минимум - 45-48° приходится на январь. Сумма положительных температур выше 10° С составляет 2405° С. Продолжительность вегетационного периода с температурой воздуха выше 10° С для стационара изменяется с годами довольно значительно, составляя для наиболее холодного года — 86 дней, а для самого теплого - 165 дней (Жильцов, 1978).

Средняя годовая относительная влажность воздуха - 57%. Распределение осадков в течение года очень неравномерное. За год выпадает около 619 мм осадков. Основное их количество, более 90 %, поступает в период с апреля по ноябрь. Месячные величины осадков по годам сильно варьируют и могут составлять от 40 до 320% от нормы.

В летнее время выпадает от 80 до 145 дождей. Для первой половины лета характерны моросящие дожди с туманами. В этот период часты случаи, когда дождь идет в течение одной-двух декад. Во второй половине лета преобладают ливневые осадки высокой интенсивности (до 2 мм/мин) и значительные по величине (до 120 мм).

В течение зимы, очень холодной для таких сравнительно низких широт, поступает только 20% осадков. Устойчивый снежный покров образуется не позднее второй декады ноября. Максимальное количество снега накапливается в конце марта - начале апреля. В этот момент высота снежного покрова

13

составляет (в зависимости от количества зимних осадков) 52-102 см, при запасах воды в снеге 96-205 мм. Это значительно выше, чем в долине р. Уссури.

Продолжительность и интенсивность таяния снега зависят от типа весны и местоположения участка, особенно экспозиции и крутизны склона. В среднем продолжительность снеготаяния составляет 35 дней при интенсивности 9 мм/сут. Полное исчезновение снежного покрова происходит в конце апреля — начале мая, несколько позднее, чем в долине р. Уссури.

Сезонная мерзлота почв в зависимости от местоположения рассматриваемого участка (безлесное место) колеблется в пределах 79-98 см. Количество дней в году с наличием мерзлоты в почве составляет 160-186. Полное оттаивание почвы происходит в конце мая.

Таким образом, для климата исследуемого района свойственны холодная, снежная и солнечная зима, засушливые сезоны (конец весны - первая половина лета и осень), теплое избыточно влажное лето.

Характерной чертой климата Верхнеуссурийского стационара и других горных территорий является контрастность суточных температур, которая наиболее выражена в долинах горных речек. Расчлененная поверхность территории обуславливает значительную пестроту микроклиматических условий. В зависимости от экспозиции и крутизны склонов изменяются такие важные для жизни растений факторы, как свет, тепло, влага. Склоны южных румбов получают больше тепла и обычно более сухие, снежный покров на них держится менее продолжительное время и снеготаяние более бурное, чем на северных склонах.

Изменение основных климатических параметров в горных условиях происходит в; связи с высотной поясностью. С увеличением абсолютной высоты в исследуемом регионе отмечается уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,32° С на каждые 100 м (Жильцов, 1978). С высотой уменьшается влажность воздуха, но возрастает общее количество осадков и суммарная солнечная радиация. Вместе с тем, согласно исследованиям

14

А.В. Дорошенко (1979), на территории стационара в бассейнах ключей отмечается инверсионное распределение температурного режима: вертикальный градиент температуры воздуха во время установившейся инверсии достигает — 2°С на каждые 100 м абсолютной высоты, что значительно превышает среднюю величину снижения температуры воздуха с увеличением абсолютной высоты.

С высотной поясностью связана закономерная смена растительного покрова и почв.

1.4. Растительность

Район исследований принадлежит Маньчжурско-Сихотэ-Алинской провинции травянисто-папоротниковых смешанных и широколиственных лесов, расположенной в центральной части Приморского края (Колесников, 1956). По геоботаническому районированию Б.П. Колесникова (1961), территория стационара входит в горно-равнинный Верхнеуссурийский округ кедрово-широколиственных, елово-широколиственных (с аянской и корейской елями), дубовых и широколиственных (липовых) лесов Дальневосточной (Маньчжурской) субокеанической умеренно холодной, достаточно влажной провинции кедрово-широколиственных и дубовых лесов Восточно-Азиатской хвойно-широколиственной области.

Господствующим типом растительности является лесной, на долю которого приходится около 98 % всей территории. Главная ландшафтообразующая роль принадлежит широколиственно-кедровым лесам или типичным кедровникам (Колесников, 1956, 1969), образованным сосной кедровой корейской или кедром корейским {Pinus koraiensis) с примесью широколиственных {Acer mono, Tilia taquetii и др.) пород. Наиболее часто они занимают довольно крутые выпуклые склоны гор преимущественно южных румбов в их верхней и средней частях. Кедровники среднегорного пояса Сихотэ-Алиня относятся к верхнему высотному варианту кедрово-широколиственных лесов и флористически обеднены по сравнению с лесами нижнего пояса гор.

15

Растительность исследуемого региона подчинена общим закономерностям высотной поясности, обусловленной горным характером поверхности. Значительное влияние на состав и структуру лесных сообществ оказывают разнообразие форм рельефа, экспозиция, крутизна и протяженность склонов, расположение их по отношению к влагонесущим потокам воздуха и близость соседних хребтов.

Сильно расчлененный рельеф и связанное с ним многообразие эдафических, гидрологических и термических условий обуславливает значительную неоднородность лесорастительных условий и большое разнообразие лесных насаждений.

Распределение лесов на стационаре имеет ярко выраженную вертикальную зональность. Выделяются три контрастных пояса.

В верхнем поясе (от 700-750 до 1150 м над ур. м.) лесной покров стационара представлен типичными пихтово-еловыми лесами с фрагментами каменноберезников на отдельных вершинах основного водораздела. Эти таежные леса с преобладанием ели аянской (Picea ajanensis) и пихты почкочешуйной {Abies nephrolepis) отличаются сравнительно простым строением и однообразным составом всех ярусов. Возрастная динамика пихтово-еловых лесов имеет циклический характер, присущий темнохвойным лесам с малым набором коренных лесообразователей. Небольшие участки пихтово-еловых лесов инверсионного типа встречаются в нижних частях склонов (500-550 м над ур. м.) в местообитаниях с ухудшенным дренажем, северных и северо-восточных экспозиций.

В среднем поясе (до 700-750 м) наиболее широко представлены различные типы кедрово-еловых и широколиственно-кедровых лесов, находящихся на различных этапах возрастного и восстановительного развития. Эти леса определяют облик лесного покрова стационара, для них характерны большой набор коренных лесообразователей и повышенная фитоценотическая роль темнохвойных пород на этапах смен преобладающих поколений.

16

На контакте широколиственно-кедровых и темнохвойных лесов находится переходная полоса темнохвойно-кедровых и кедрово-темнохвойных лесов с активным участием как кедра корейского, так и ели аянской, и пихты почкочешуйной, но отличающихся разной степенью их господства. В подчиненных ярусах в равной степени представлены как неморальные, так и бореальные виды. Ширина этой переходной полосы может составлять 250-300 м и более.

Распределение лесов разных формаций не имеет строго выраженной зависимости от высотного их положения. По распадкам горных речек и ключей участки пихтово-еловых лесов могут спускаться до 500-600 м над ур. м. В свою очередь, кедровники образуют «островные» насаждения в поясе пихтово-еловых лесов на южных склонах, закрытых соседними хребтами от холодных воздушных масс.

Небольшую часть на территории стационара занимают смешанные темнохвойно-лиственные леса долины р. Правая Соколовка. В большей части они пройдены промышленными рубками и имеют довольно пестрый фитоценотический облик. Встречаются древостой как близкие по строению к коренным, так и сильно расстроенные рубками и находящиеся на разных этапах восстановительного развития.

1.5. Почвы

В бассейне р. Правая Соколовка в зависимости от высотного положения выделяют следующие типы почв (Гавренков, 1977):

• горно- долинные на аллювиальных отложениях под хвойно-широколиственными лесами в поясе гор от 500 до 800-900 м над ур. м.;

• горно-лесные бурые на делювиальных склоновых отложениях под хвойно-широколиственными лесами в поясе гор от 500 до 800-900 м над ур. м.;

• буро-таежные иллювиально-гумусовые на элювиальных и элювиально-делювиальных отложениях вершин водоразделов и склонов гор под пихтово-еловыми лесами в пределах высотных отметок от 800 до 1100 м над ур^ м.^_

17

• недоразвитые (примитивные) почвы вершин гребневидных водоразделов на элювии материнских горных пород в верхнем поясе гор под пихтово-еловыми лесами.

Бурые горно-лесные почвы по минеральному составу объединены Г.И. Гавренковым (1980) в семь групп:

1. Бурые горно-лесные почвы надпойменных террас, формирующиеся на делювиальных отложениях. Механический состав делювия - средний суглинок.

2. Бурые горно-лесные почвы шлейфов и нижних частей очень пологих (до 5 °) склонов, формирующиеся на делювиальных отложениях. Механический состав делювия — средний суглинок.

3. Бурые горно-лесные почвы нижних частей пологих (до 10°) склонов, формирующиеся на элюво-делювиальных отложениях, представляющих супесь или легкий суглинок.

4. Бурые горно-лесные и буро-таежные почвы, формирующиеся на элюво-делювии нижних, средних и верхних частей склонов (круче 10 °).

5. Бурые горно-лесные и буро-таежные почвы верхних частей пологих (до 10 °) склонов на элювиально-делювиальных отложениях

6. Бурые таежные почвы на вершинах плоских водоразделов, формирующиеся на элювии материнских горных пород

Бурые горно-лесные неразвитые (примитивные) почвы на вершинах гребневидных водоразделов на элювии материнских пород - супесь или легкий суглинок

В распределении почв по территории стационара довольно четко прослеживается их вертикальная зональность и приуроченность к основным лесным формациям: дерново-аллювиальные почвы на аллювиальных отложениях под широколиственными ильмово-ясеневыми лесами; бурые лесные (остаточные пойменные почвы) надпойменных террас на аллювиально-делювиальных отложениях под долинными кедровниками с ильмом и ясенем; горно-лесные бурые (горно-лесные бурые оподзоленные) на элювиально-делювиальных отложениях по склонам гор и вершинам водоразделов (до 800-

Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 24500.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.