ЭкоЦентр "Экосистема" разработал более 140 методических материалов по изучению природы: Полевые определители для смартфонов и планшетов Много наших приложений на Play.Google и в AppStore Определители для PC Голоса птиц Методики исследований Учебные видеофильмы Определительные таблицы Карманные определители Всё это можно приобрести в нашем некоммерческом Интернет-магазине

Изучение сукцессий на вырубках

© Кузьмина К., Новочебоксарск, 2005

Данная исследовательская работа выполнена в рамках программы
Школы Дикой Природы ®

Введение

Цель работы: Изучить особенности сукцессионного процесса на местах сплошных вырубок сосновых боров.

Задачи:

• Определить видовой состав растений на вырубках.
• Вычислить биомассу растений.
• Выяснить изменение видового состава растений на вырубках разного возраста.
• Выявить соотношение экологических групп растений по отношению к свету в зависимости от года зарастания вырубки.
• Определить доминирующие виды растений.

Место и время проведения: Работа проводилась на территории Заволжья (6, 13, 44 кварталы Сосновского и 9 квартал Акшкюльского лесничеств Чебоксарского лесхоза), входящего в состав Ветлужско-Кокшагского полесского физико-географического района (Ступишин,1964), в подзоне смешанных лесов. По лесорастительному районированию эта территория относится к Заволжскому боровому району, подзоне южной тайги. Исследования выполнялись с 5 по 23 июля 2005, на базе летнего экологического лагеря «Школа Дикой Природы».

Методика

Наблюдения проводились на пробных площадках, заложенных на вырубках сосновых лесов. Определение количества видов проводилось при полном геоботаническом описании травяно-кустарникового покрова, которое осуществлялось по методике В.Н. Сукачева(1972).

При определении наземной фитомассы использовались рекомендации Л.П. Рысина и Ф.Н. Золотовой (1984).ля этого в пределах каждой пробной площади равномерно закладывалось по двадцать учетных площадок размером 50х50см, с которых растительность срезалась на уровне почвы, разбиралась по видам и взвешивалась в свежем виде. Укос проводился во второй декаде июля в период максимального развития фитомассы.

Математическая обработка полученных результатов осуществлялось по соответствующим методикам Г.Н. Зайцева (1984). Коэффициенты сходства рассчитаны по формуле Съеренсена: К= 2c/(a+b) *100%, где a-число видов на одной площадке, b - число видов на второй площадке, с - число видов, общих для обеих площадок.

На основе анализа биомассы изученных растений были выделены доминанты, субдоминанты и минорные виды травяно-кустарничкового покрова сосняка лещинового на разных стадиях вторичной сукцессии.

Доминирующие видами рассматриваемого фитоценоза считали растения, доля которых в общей биомассе составляла более 12%, субдоминантами — в интервале 6-12%, минорными видами — менее 6%.

Результаты и обсуждение работы

Нами был изучен видовой состав растительности на вырубках первого, второго, третьего, четвертого и тринадцатого годов зарастания, а также для сравнения в двадцатилетних сомкнутых и тридцатипятилетних разреженных посадках, при этом контрольным участком являлся шестидесятилетний участок бора лещинового.

Видовой состав травяно-кустарничкового покрова сосняка лещинового представлен 37 видами.

После вырубки древесных пород сохраняется 15 видов (К=0,5). Исчезновение 22 видов цветковых растений связано, вероятно, с механическим уничтожением их при рубке и в процессе посадки саженцев. 9 видов растений появляются на вырубке в первую же весну с опушек, лесных дорог и полян. Они представляют собой группу светолюбивых растений с незначительным проективным покрытием и биомассой (К=20%).

Ко второму году зарастания на вырубке появляются еще 9 новых видов (К=0,64). Остальные освободившиеся места на вырубке светолюбивые растения занимают в течение еще трех лет, о чем свидетельствует состав вырубок второго, третьего, четвертого годов зарастания, где зафиксировано 20 новых видов, а общая их доля в видовом составе достигла 65% и биомасса превысила 80%. При этом видовой состав обновился на 60% (К=0,40).

Анализ видового состава растительности на вырубке тринадцатого года зарастания показывает, что процесс внедрения светолюбивых видов продолжается и в последующие годы, где их доля составляет 70%, однако по биомассе они остаются в пределах начальных лет зарастания. Скорее всего это связано с конкурентными взаимоотношениями между собой, что приводит самых активных из них к стабилизации на среднем субдоминантном уровне 5-10%. Для них характерны лишь кратковременные вспышки, когда они становятся доминантами.

В сосняке лещиновом доминирующую роль играют орляк обыкновенный (51,2%) и вейник тростниковидный (22,2%). После вырубки леса орляк сохраняет свое лидирующее положение (41,2%).

На втором году зарастания доля орляка обыкновенного составляет уже 21%, затем он исчезает и восстанавливается лишь к тринадцатому году зарастания (28%). Вейник тростниковидный исчезает сразу после вырубки и восстанавливается ко второму году зарастания до 5,5%, но на третий год зарастания он является доминирующим видом (15%), где вместе с ним доминирует иван-чай узколистный (42%) и мелколепестник канадский (12%).

На четвертый год зарастания сохраняет свое доминирующее положение (43,4%). Вместе с ним в доминанты выходит ракитник русский (16,3%) и дрок красильный (12,4%).

На тринадцатом году зарастания ракитник русский также является доминантом — 11,7%.

Субдоминантами в шестидесятилетнем сосняке лещиновом являются ландыш майский (8,9%) и малина обыкновенная (5,9%); на первом году зарастания — плаун сплюснутый (8,7%), мятлик луговой (7,7%), ракитник русский (7%) и ландыш майский (7%).

На второй год зарастания ракитник русский (9,1%) и ландыш майский (7,8%) сохраняют свое положение.

К третьему году зарастания субдоминантом остается лишь ракитник русский ??(5,8%). На четвертый год зарастания в субдоминанты входят вейник наземный (7,7%) и вероника лекарственная (5,7%); на тринадцатом году зарастания — ястребинка волосистая (8%), мятлик луговой (7,7%) и вереск обыкновенный (5,7%).

Анализ экологических групп растений по отношению к свету показывает, что в первый год зарастания соотношение светолюбивых и теневыносливых растений равно 44% и 43%, но по биомассе теневыносливые виды значительно преобладают над светолюбивыми и тенелюбивыми (71%, 16% и 2% соответственно).

К третьему году зарастания светолюбивые растения почти вдвое превышают теневыносливые в видовом соотношении, а по биомассе в три раза. На четвертом году зарастания наблюдается значительное преобладание светолюбивых растений как в видовом соотношении (65%), так и по биомассе (81%).

К тринадцатому году зарастания светолюбивые виды также превышают над теневыносливыми в видовом соотношении (66% и 27%), но по биомассе их количества примерно равны (45% и 43%).

Для сравнения: в исходном фитоценозе (шестидесятилетний сосняк) в количественном соотношении теневыносливые и светолюбивые виды представлены почти одинаково (49% и 38%), однако по биомассе теневыносливые преобладают значительно (85%).

Процесс естественного зарастания вырубок не характерен для центральных областей европейской части России. Он нарушается искусственным возобновлением. Но на наш взгляд формирование посадок в лесной экосистеме достаточно точно имитирует процесс естественного возобновления, поэтому были исследованы сосновые посадки двадцатилетнего возраста в момент смыкания крон и тридцатипятилетнего возраста в момент естественного разреживания посадок. На основании этого установлено, что в сукцессионном процессе восстановления сосновых боров после вырубки развитие травяно-кустарничкового покрова прерывается полностью. После смыкания крон молодняка он практически сходит на нет из-за недостатка освещения. И после искусственного, и естественного разреживания посадок растительный покров вторично восстанавливается.

К сожалению, недостаток времени не позволил нам провести более детальное исследование.

Выводы

Таким образом, данные по видовому составу растений свидетельствуют о закономерностях вторичной сукцессии:

• - происходит постепенное увеличение видового разнообразия (от 15 до 37 видов)
• - теневыносливые и тенелюбивые виды замещаются светолюбивыми
• - возрастает продуктивность сменяемых сообществ (от 2114,5 кг/га до 6540,5 кг/га)

Особенности процесса:

• - в первые годы зарастания доминирующую роль в процессе восстановления нарушенного покрова играют орляк обыкновенный, ракитник русский, ландыш майский, вейник тростниковидный, иван-чай узколистный
• - на первые позиции выходят светолюбивые виды растений с полян, опушек, дорог — иван-чай узколистный, ракитник русский, вейник наземный, дрок красильный, но явное их доминирование наблюдается только в короткие периоды. Видимо, это связано с возрастающей конкуренцией среди постепенно внедряющихся новых светолюбивых видов растений.