Введение к работе
Актуальность исследования. Исследование механизмов
сосуществования видов и поддержания биологического разнообразия является наиболее актуальной задачей современной экологии. Отсутствие или присутствие видов в составе растительных сообществ может быть обусловлено как абиотическими, так и биотическими факторами (взаимоотношениями с другими растениями и их консортами). Но во многих случаях отсутствие видов может быть связано с непоступлением их диаспор на данные участки сообществ или с неспособностью растений образовывать жизнеспособные семена в тех или иных условиях среды.
Альпийские сообщества представляют собой удобный объект для изучения многих вопросов фитоценологии. В связи с тем, что высокогорные сообщества подвержены значительным изменениям в связи с изменением климата, изучение факторов формирования их состава и структуры стало одной из актуальных задач фитоценологии. Остается открытым вопрос, какую роль играют межвидовые отношения и абиотические факторы в формировании альпийских фитоценозов.
Для исследования этих вопросов мы использовали экспериментальный подход, а именно, пересадку участков дернины. Подобные исследования в экспериментальной фитоценологии немногочисленны. Необходимо отметить, что в большинстве этих работ основные выводы о взаимоотношениях между растениями и влиянии на них условий среды были сделаны в первые (или даже в первый) годы после постановки эксперимента. Но далеко не всегда реакция видов растений в первые годы проведения эксперимента такая же, как в более поздние. Именно поэтому такие «преждевременно» выявленные закономерности во взаимоотношениях между растениями не всегда оказываются однозначными и зачастую противоречат результатам разных авторов. Поэтому наблюдения за долговременными реакциями растений при перенесении их в другие условия, необычайно актуальны.
Целью исследования было проследить изменения состава и структуры альпийских сообществ при переносе в условия других сообществ.
Исходя из поставленной цели мы решали следующие задачи:
сравнить устойчивость и скорость выпадения альпийских растений в несвойственных им сообществах;
выявить виды, увеличившие свое участие при переносе в несвойственные им сообщества;
оценить скорость внедрения видов на участки перенесенных сообществ;
сравнить исследуемые сообщества по их подверженности внедрению в измененных условиях.
Научная новизна исследования. Нами впервые обработаны результаты долговременных (девятнадцать лет) наблюдений за реакцией видов растений четырех альпийских сообществ северо-западного Кавказа на пересадки в другие сообщества. Выявлено, что син- и аутоэкологические оптимумы многих исследуемых видов не совпадают: для тринадцати видов условия «новых» сообществ оказались более благоприятными, чем условия исходных. Наиболее
устойчивыми к пересадкам оказались луговые виды: больше половины видов пестроовсяницевых и гераниево-копеечниковых лугов значимо не изменяли или увеличивали численности своих побегов при пересадке в другие условия. Большинство видов альпийских ковров и альпийских лишайниковых пустошей уменьшают численность своих побегов при пересадке в наиболее отдаленные по экологическим характеристикам условия альпийских лишайниковых пустошей и альпийских ковров, соответственно. Показано, как с годами флористический состав пересаженных участков дернины приближается к составу тех сообществ, в которые они были перенесены. Состав участков дернины, перенесенных из крайних экстремальных условий альпийских лишайниковых пустошей и альпийских ковров, быстрее меняется и приближается к составу любого реципиентного сообщества, чем состав луговых сообществ.
Практическое значение. Проведенное исследование имеет практическое значение в связи с возможностью прогноза реакции отдельных видов на глобальные изменения климата. Полученные данные могут быть также использованы при разработке методов восстановления нарушенных фитоценозов в высокогорьях Кавказа.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на XVII международном ботаническом конгрессе (Vienna, 2005) и на I (IX) молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2006). По результатам эксперимента был сделан доклад на экологическом семинаре на Биологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова. Работа прошла апробацию на заседании кафедры геоботаники Биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. По материалам диссертации опубликовано пять работ.
Место и время работы. Данная работа является частью проводимых с 1977 года комплексных исследований альпийских фитоценозов северозападного Кавказа. Эксперимент был заложен на высокогорном стационаре МГУ на горе Малая Хатипара в Тебердинском государственном биосферном заповеднике (Карачаево-Черкесия) (ТГБЗ) в 1989 году. В диссертацию включены материалы исследований, в которых автор принимал непосредственное участие в 2002 - 2006 годах и данные, полученные участниками экспедиции в предыдущие годы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов, списка литературы из 121 наименований, в том числе на иностранных языках 30, трех приложений. Общий объем работы - 163 страницы, включая 4 таблицы, 64 рисунка и 3 приложения.
