Введение
Биологическое разнообразие – фундаментальное свойство живой природы, отражающее множество реализованных в процессе эволюции структурно-функциональных свойств ее организации и обеспечивающее устойчивое развитие планетарной жизни и устойчивость биосферы. Биоразнообразие – многомерно. Многомерность определяется многоуровневостью организации живого вещества и многоплановостью использования его человеком.
Величина биоразнообразия как внутри вида, так и в рамках всей биосферы признана в биологии одним из главных показателей жизнеспособности (живучести) вида и экосистемы в целом. Устойчивость экосистемы определяют по отношению к изменениям характеристик среды и изменению своих внутренних характеристик [1].
Различают три уровня биоразнообразия: генетическое, видовое и экосистемное. Р. Уиттекер на основе биоразнообразия от факторов окружающей среды предложил следующие уровни экосистемного разнообразия: альфа-разнообразие (разнообразие внутри сообщества), бета-разнообразие (разнообразие между сообществами), гамма-разнообразие (разнообразие надценотической среды систем по градиентам среды) [5].
Цель исследований
Изучение бета-разнообразия фитоценозов Добровского заказника.
Объекты исследований
Боровые и дубравные комплексы Добровского заказника Липецкой области.
Результаты исследований
Добровский заказник находится на территории Липецкой области в верховье р. Воронеж, его площадь 26753,3 га. Ценные ландшафты оказывают непосредственное влияние на водность реки и качество её воды, поддержание запасов подземных вод. Основной лесообразующей породой на территории заказника является сосна обыкновенная (53% от общей площади), второй лесообразующей породой является дуб черешчатый (15% от общей площади) [4].
Бета-разнообразие характеризует степень различий или сходства ряда местообитаний или выборок с точки зрения их видового состава. Один из общих подходов к установлению бета-разнообразия – сравнение видового состава различных сообществ. Вместе с мерами оценки внутреннего разнообразия местообитаний бета-разнообразие можно использовать, чтобы получить представление об общем разнообразии условий данной территории.
Предложено огромное число индексов общности, но чаще в биоценологических, фаунистических и биогеографических работах используются индексы Жаккара и Серенсена – Чекановского. Эти коэффициенты равны 1 в случае полного совпадения видов сообществ и равны 0, если выборки совершенно различны и не включают общих видов [3].
Нами были заложены 23 пробные площади в четырёх различных формациях – дубовых, судубравных, суборевых и боровых, старше 90 лет. Всего на пробных площадях учтено 8 видов деревьев, 8 видов кустарников и 24 вида травянистых растений. Распределение количества видов в различных формациях представлено в таблице 1.
Таблица 1 - Распределение количества видов в различных формациях Добровского заказника
|
|
Общее число видов |
Всего видов |
||
|
деревьев |
кустарников |
травянистых растений |
||
|
Дубравы |
5 |
5 |
7 |
17 |
|
Судубравы |
8 |
8 |
14 |
30 |
|
Субори |
5 |
6 |
12 |
23 |
|
Боры |
4 |
5 |
5 |
14 |
Из таблицы видно, что наибольшим видовым разнообразием обладают судубравы и субори, 30 и 23 вида соответственно, что достигается разнообразием видов напочвенного покрова. Следовательно, именно эти типы формаций являются наиболее устойчивыми. Боры являются самыми бедными по разнообразию видов.
Для определения бета-разнообразия мы использовали коэффициент Жаккара (коэффициент флористического сходства), который вычисляется по формуле:
где С – коэффициент флористического сходства Жаккара;
с – число общих видов в сравниваемых сообществах;
а – число видов в первом сообществе;
b – число видов во втором сообществе [2].
Результаты вычислений занесены в таблицу 2.
Таблица 2 - Показатели бета-разнообразия различных формаций Добровского заказника
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
19 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
|
1 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,36 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0,27 |
0,13 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,6 |
0,5 |
0,27 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0,29 |
0,13 |
0,5 |
0,7 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0,13 |
0,19 |
0,32 |
0,08 |
0,29 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0,29 |
0,21 |
0,5 |
0,2 |
0,43 |
0,35 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0,31 |
0,18 |
0,5 |
0,31 |
0,35 |
0,3 |
0,54 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0,27 |
0,18 |
0,5 |
0,17 |
0,6 |
0,28 |
0,86 |
0,36 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0,25 |
0,46 |
0,35 |
0,43 |
0,22 |
0,26 |
0,36 |
0,32 |
0,2 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
0,23 |
0,15 |
0,46 |
0,14 |
0,38 |
0,24 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,25 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
0,13 |
0,13 |
0,62 |
0,13 |
0,33 |
0,64 |
0,33 |
0,44 |
0,33 |
0,3 |
0,5 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
0,22 |
0,17 |
0,56 |
0,16 |
0,5 |
0,45 |
0,4 |
0,5 |
0,43 |
0,3 |
0,47 |
0,5 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
0,14 |
0,07 |
0,58 |
0,07 |
0,38 |
0,3 |
0,38 |
0,4 |
0,4 |
0,25 |
0,6 |
0,64 |
0,57 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
0,23 |
0,07 |
0,46 |
0,14 |
0,38 |
0,3 |
0,38 |
0,4 |
0,4 |
0,25 |
0,33 |
0,29 |
0,38 |
0,45 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
0,24 |
0,18 |
0,5 |
0,17 |
0,35 |
0,3 |
0,35 |
0,44 |
0,46 |
0,32 |
0,5 |
0,28 |
0,59 |
0,31 |
0,31 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
0,28 |
0,1 |
0,63 |
0,28 |
0,39 |
0,4 |
0,4 |
0,56 |
0,4 |
0,29 |
0,35 |
0,56 |
0,61 |
0,44 |
0,44 |
0,4 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
0,27 |
0,08 |
0,42 |
0,17 |
0,45 |
0,2 |
0,45 |
0,36 |
0,7 |
0,13 |
0,27 |
0,23 |
0,33 |
0,4 |
0,4 |
0,36 |
0,31 |
- |
|
|
|
|
|
|
19 |
0,36 |
0,17 |
0,5 |
0,25 |
0,55 |
0,25 |
0,55 |
0,43 |
0,86 |
0,2 |
0,31 |
0,27 |
0,35 |
0,31 |
0,7 |
0,54 |
0,38 |
0,86 |
- |
|
|
|
|
|
20 |
0,36 |
0,17 |
0,5 |
0,25 |
0,55 |
0,25 |
0,55 |
0,43 |
0,86 |
0,2 |
0,36 |
0,31 |
0,4 |
0,36 |
0,36 |
0,54 |
0,38 |
0,86 |
1 |
- |
|
|
|
|
21 |
0,19 |
0,2 |
0,22 |
0,12 |
0,4 |
0,32 |
0,4 |
0,33 |
0,4 |
0,35 |
0,36 |
0,5 |
0,47 |
0,58 |
0,46 |
0,4 |
0,37 |
0,42 |
0,38 |
0,38 |
- |
|
|
|
22 |
0,07 |
0,08 |
0,29 |
0 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,19 |
0,5 |
0,3 |
0,3 |
0,5 |
0,36 |
0,33 |
0,22 |
0,3 |
0,27 |
0,27 |
0,54 |
- |
|
|
23 |
0,2 |
0,2 |
0,4 |
0,13 |
0,43 |
0,4 |
0,43 |
0,44 |
0,45 |
0,38 |
0,5 |
0,43 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,44 |
0,47 |
0,33 |
0,42 |
0,42 |
0,47 |
0,38 |
- |
Анализ таблицы 2 показывает, что наибольшим отличием от других фитоценозов обладают дубравы, что отражается в наименьших показателях коэффициента Жаккара – 0; 0,07; 0,1.
Наибольшим сходством между собой обладают судубравы и субори с коэффициентами 0,86; 0,64; 0,56. Это сходство достигается за счёт общих видов древесно-кустарниковой растительности. Сходство боров с суборями и судубравами характеризуется коэффициентами в диапазоне от 0,2 до 0,58. Наибольшим различием обладает травянистый покров.
Выводы
1. Выявлены виды деревьев и кустарников, которые произрастают во всех фитоценозах – дуб черешчатый, сосна обыкновенная, берёза повислая, рябина обыкновенная, бересклет бородавчатый и крушина ломкая.
2. Наибольшим разнообразием древесных и кустарниковых пород, а, следовательно, и биологической устойчивостью обладают судубравы (8 и 8 видов соответственно); наименьшее - в борах (4 вида деревьев и 5 видов кустарников).
3. Среди видов травянистой растительности есть виды, которые произрастают только в пойменных дубравах - крапива, осока волосистая, гравилат городской; в судубравах – мышиный горошек, земляника лесная, чистотел большой, зверобой продырявленный, мята, иван-чай; в суборях – папоротник-орляк, звездчатка ланцетолистная, герань лесная, иван-да-марья; в борах – кошачья лапка, овсяница.
Рецензенты:
Царалунга Владимир Владимирович, д.с.-х.н., профессор кафедры экологии, защиты леса и лесного охотоведения Воронежской государственной лесотехнической академии Минобрнауки РФ, г. Воронеж.
Шутяев Анатолий Михайлович, д.с.-х.н., ведущий сотрудник НИИ лесной генетики и селекции (Воронеж) Федеральной лесной службы РФ, г. Воронеж.