Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,674

CHARACTERISTIC OF PINERY COMPLEX IN «DOBROVSKY» CLOSED WOOD OF LIPETSK REGION

Pripoltseva A.S. 1
1 FGBOU VPO «Voronezh State Forestry Academy»
Pinery complex of «Dobrovsky» closed wood in Lipetsk region were analysis. The 7 trial plots were mortgaged. The pinery complex are older than 90 years. They located in fresh boron (A2) the types of conditions forestry growing. The pinery complex is divided on two type with the help cluster analysis: pure stands and stands with mixed deciduous species (with aspen, birch, linden, oak). The alpha-diversity indicate that in stands upwards 90 years Simpson diversity index is not high and does not exceeds 2,7. Lowest rate of the index and lower resistance have pure stands of pine. Deciduous species increase the resistance of the pine plantations. Species richness of the pinery complexes are 6 species of trees, 8 – shrubs, 11 – herbaceous plants. The 2 species (Juniperus communis and Campanula persicifolia) listed in the Red Book of the Lipetsk region. The results of this work can be used for forest regeneration and increasing sustainability pinery complexes on the types of conditions forestry growing – A2.
«Dobrovsky» closed wood
pinery complex
alpha-diversity
species richness
cluster analysis
1. Bigo M., Harper Dg., Taunsend K. Ecologiya. Osoby, populyaci, soobschestva. [Ecology. Individual, population, community]. Moscow, Mir, 1989. 477 p.
2. Vorobev D.P., Tipy lesov Evropeyskoy chasti SSSR. [Types of forests in the European part of the USSR] Kiev, izd. AN USSR, 1953. 450 p.
3. Dgogman R.G.G., Ter Brak S.Dg.F., Van Tongeren U.F.R., Analiz dannyh v ekologii soobschestv I landshaftov. [Data analysis in ecology of communities and landscapes]. Moscow, RASHN, 1999. 306 p.
4. Popova A.S., Cshernodubov A.I. Gosudarstvenny prirodny zakaznik «Dobrovsky» [State natural «Dobrovsky» closed wood] Genetics, breeding, seed production and reproduction of tree species: materials of scientifically-practical conference with international participation dedicated to the 100th anniversary of the birth of Professor Вересина Mikhail Mikhailovich. Voroneg, 2010. pp. 189–190.
5. Popova A.S., Dinamika lesnyh fitocenozov Dobrovsky closed wood of Lipetsk region scientific journal KubGAU, 2012. no. 77 available at: http://ej.kubagro.ru/2012/03/pdf/05.pdf.

Добровский заказник был создан на территории Липецкой области в 1976 году как первый в стране «ландшафтный заказник». Данный лесной массив является одним из крупнейших в Липецкой области и выполняет главную функцию по поддержанию режима реки Воронеж [3].

Основной лесообразующей породой на территории заказника является сосна обыкновенная, что обусловлено преобладанием бедных песчаных почв. Под насаждениями сосны находится 53 % территории заказника [4].

Цель исследования – выявление наиболее устойчивых насаждений сосны на основе биологического разнообразия.

Материал и методы исследования

Нами были заложены семь пробных площадей в насаждениях сосны возрастом старше 90 лет в боровых лесорастительных условиях (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика пробных площадей боровых формаций Добровского заказника

Номер квартала, выдела

Состав

Возраст, лет

Ср. высота, м

Ср. диам., см.

Бонитет

Полнота

ТЛУ

Запас

31–11

10С + Б

115

29

36

I

0,8

А2

308

40–14

10С

125

28

40

II

0,6

А2

280

27–3

10С

105

29

32

I

0,8

А2

380

29–9

6С 2Б2Ос

90

25

34

I

0,6

А2

240

28–1

8С 1Б 1Д

105

29

32

I

0,7

А2

330

36–24

8С 2Д

105

31

40

0,6

А2

290

76–6

8С1Д1Б

140

27

52

II

0,4

А2

170

Для определения альфа-разнообразия используется индекс Симпсона (D), который рассчитывается как доля каждого вида в общей численности биомассы. Данный показатель рассчитывали по следующей формуле:

Eqn64.wmf

где D – индекс разнообразия Симпсона; S – общее число видов в сообществе; Рi – доля i-го вида в сообществе.

Величина индекса разнообразия Симпсона зависит и от видового богатства, и от равномерности в соотношении обилий разных видов. Видовое богатство отражает число видов, встречающихся в пределах экосистемы, в то время как выравненность характеризует равномерность их распределения. При постоянном числе видов D возрастает с увеличением выравненности в количественном соотношении разных видов, а при постоянной равномерности – с ростом видового богатства [1].

Для кластерного анализа был использован метод среднего присоединения. Один из самых простых вариантов этого вида кластерного анализа заключается в использовании средних арифметических невзвешенных значений сходства присоединенного объекта со всеми объектами группы. Соединяются кластеры, среднее сходство между объектами которых выше.

Результаты исследования и их обсуждение

Пробная площадь 1 заложена в квартале 31 выдел 11. Первый ярус состоит из 100 % сосны обыкновенной возрастом 115 лет, единично встречается берёза повислая. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 5 м высотой. В подлеске рябина обыкновенная, черёмуха обыкновенная, бересклет бородавчатый, средней густоты, высотой 1,5–2,5 м. Напочвенный покров – купена, ландыш, осока, кошачья лапка, овсяница, сомкнутостью 50 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 2 заложена в квартале 40 выдел 14. Первый ярус состоит из 100 % сосны обыкновенной возрастом 125 лет. Второй ярус и подрост отсутствует. В подлеске рябина обыкновенная средней густоты, высотой 1,5–2,5 м. Напочвенный покров – купена, ландыш, осока, кошачья лапка, овсяница, сомкнутостью 50 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 3 заложена в квартале 27 выдел 3. Первый ярус состоит из 100 % сосны обыкновенной возрастом 105 лет. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 15–100 см высотой. В подлеске рябина обыкновенная, клён остролистный, ракитник русский, крушина ломкая, бересклет бородавчатый, редкий, высотой 1–2 м. Напочвенный покров – купена многоцветковая, ландыш майский, осока, сомкнутостью 60 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 4 заложена в квартале 29 выдел 9. Первый ярус состоит из 60 % сосны обыкновенной возрастом 90 лет, 20 % берёзы повислой, 20 % осины. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 0,3–0,6 м высотой, липа мелколистная 1,5–6 м, осина 0,7–2 м. В подлеске клён остролистный, вишня кустарниковая, рябина обыкновенная, шиповник майский, ракитник русский, крушина ломкая, средней густоты, высотой 1–2 м. Напочвенный покров – земляника лесная, осока метельчатая, ландыш майский, черника, костяника, колокольчик, иван-да-марья, сомкнутостью 75 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 5 заложена в квартале 28 выдел 1. Первый ярус состоит из 80 % сосны обыкновенной возрастом 105 лет, 10 % берёзы повислой, 10 % дуба черешчатого. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 0,5–1 м высотой, липа мелколистная 1,5–3 м, сосна обыкновенная 0,5 м. В подлеске рябина обыкновенная, крушина ломкая, можжевельник обыкновенный средней густоты, высотой 1–2 м. Напочвенный покров – черника, осока метельчатая, ландыш майский, иван-да-марья, костяника, колокольчик, сомкнутостью 50 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 6 заложена в квартале 36 выдел 24. Первый ярус состоит из 80 % сосны обыкновенной возрастом 105 лет, 20 % дуба черешчатого. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 0,5 м высотой, липа мелколистная 1,5–3 м, сосна обыкновенная 0,5 м. В подлеске рябина обыкновенная, крушина ломкая, вишня, высотой 1–3 м. Напочвенный покров – осока метельчатая, ландыш майский, иван-да-марья, костяника, кочедыжник женский сомкнутостью 100 % (Sоc). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Пробная площадь 7 заложена в квартале 76 выдел 6. Первый ярус состоит из 80 % сосны обыкновенной возрастом 140 лет, 10 % берёзы повислой, 10 % дуба черешчатого. Второй ярус отсутствует. Подрост – дуб черешчатый 0,5–1 м высотой, сосна обыкновенная 2,5–3 м. В подлеске рябина обыкновенная, крушина ломкая, осина, черёмуха обыкновенная, средней густоты, высотой 1–3 м. Напочвенный покров – черника, осока метельчатая, брусника, костяника, сомкнутостью 50 % (Cop3). Тип леса – сосняк травяной. Тип лесорастительных условий – А2.

Боровой комплекс формируется в специфических почвенных условиях надпойменных террас, где главной лесообразующей породой выступает сосна обыкновенная [2]. Распределение популяций борового фитоценоза показано на рисунке.

pic_67.wmf

Распределение популяций борового фитоценоза на основе кластерного анализа

На основе кластерного анализа можно сделать вывод, что боровой фитоценоз представлен двумя группами популяций – чистые насаждения сосны и насаждения с примесью лиственных пород. Чистые насаждения сосны имеют возраст 105–140 лет, без второго яруса. Встречается подрост дуба черешчатого высотой 0,7–5,0 м. Подлесок высотой 1,5–2,0 м, полнотой 0,3–0,6 и состоит из рябины обыкновенной, клёна остролистного, ракитника русского, крушины ломкой, бересклета бородавчатого. Напочвенный покров высотой 0,3 м, проективное покрытие 60 % и состоит из купены многоцветковой, ландыша майского, кошачьей лапки, овсяницы. Величина индекса разнообразия Симпсона в данной группе наименьшая и составляет: 1,1–1,4, что свидетельствует о неустойчивости данных насаждений.

Наибольшим показателем индекса Симпсона обладают насаждения, в основной состав которых входят другие породы – берёза, осина, дуб. Следовательно, произрастание сосновых насаждений с сопутствующими породами повышает устойчивость насаждений, в них индекс Симпсона максимальный – 2,7 и 2,3.

Альфа-разнообразие характеризует богатство видов различных сообществ, и для его оценки используют два параметра. Первый – доля видов на единицу площади (видовое насыщение) и второй – общее число видов в сообществе или видовое богатство [1].

Рассчитанные индексы разнообразия для каждой пробной площади приведены в табл. 2.

Таблица 2

Показатели альфа-разнообразия различных формаций Добровского заказника

№ п/п

Возраст, лет

D

S древесного яруса

S подлеска

S трав

S общий

Боры

1

115

1,4

3

3

4

10

2

125

1,2

1

1

4

6

3

105

1,1

3

4

3

10

4

90

2,7

6

5

7

18

5

105

2,3

4

3

7

14

6

105

1,5

3

3

5

11

7

140

1,6

4

3

4

11

Анализ табл. 2 показывает, что все насаждения старше 90 лет имеют невысокий индекс разнообразия даже при большом видовом богатстве. Это связано с неравномерностью в распределении доли видов в сообществе. Доля преобладающей в древесном ярусе породы в несколько раз превышает доли остальных видов в сообществе, поэтому даже в тех насаждениях, где имеется максимальное число видов (14–18), индекс разнообразия не превышает значения 2,7.

Выводы:

  • боровые комплексы на территории заказника представлены двумя группами – чистыми насаждениями сосны обыкновенной и с примесью лиственных пород;
  • видовое богатство представлено 6 видами деревьев, 8 – кустарников, 11 – травянистых растений;
  • выявлены два вида, которые занесены в Красную книгу Липецкой области, это можжевельник обыкновенный (пробная площадь 5) и колокольчик персиколистный (пробные площади 4 и 5);
  • насаждения сосны с примесью лиственных пород обладают наибольшим количеством видов и являются более устойчивыми по сравнению с чистыми насаждениями, что характеризуется более высокими показателями индекса Симпсона.

Рецензенты:

Ефимов Ю.П., д.с.-х.н., профессор, главный научный сотрудник Научно-исследовательского института лесной генетики и селекции Федеральной лесной службы РФ, г. Воронеж;

Царалунга В.В., д.с.-х.н., профессор кафедры экологии, защиты леса и лесного охотоведения Воронежской государственной лесотехнической академии Минобрнауки РФ, г. Воронеж.

Работа поступила в редакцию 23.09.2013.