Введение к работе
Актуальность проблемы. Виды рода Larix Mill, являются одними из основных лесообразуших древесных пород России. Они занимают более 37% покрытых лесом земель (Лесной Фонд..., 1995). Обладая высокой пластичностью, сибирские виды лиственницы (L. sibirica Ledeb., L gmelinii Rupr. (Rupr.), L. cajanderi Мауг) и ИХ гибридные комплексы Формируют массивы монодоминантных лесов и редколесий в высоких широтах азиатской части страны.
Лиственничные леса и редколесья в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты выполняют важные средообразущие и защитные функции. Одновременно, являясь источником различных ресурсов, они служат естественно-исторической средой проживания коренных народов Крайнего Севера, неотъемлемой природной основой их культуры, традиций и промыслов.
Несмотря на широкое географическое распространение, большую экологическую и хозяйственную значимость, лиственничные леса и редколесья Сибири изучены крайне неравномерно. В первую очередь, это касается притундровых и северотаежных лесных экосистем, экологическая роль которых намного весомее их ресурсного потенциала (Уткин, 1978; Поздняков, 1983, 1986)
Познание закономерностей структурно - Функциональной организации и генезиса лесных биогеоценозов высоких широт Сибири представляет важную теоретическую задачу и является базой для разработки научных основ рационального использования, охраны и воспроизводства лесных ресурсов мерзлотной зоны, сохранения их биологического разнообразия, экологической и биосферной роли.
Если природные особенности лиственничных лесов таежной зоны Сибири освещены в трудах многих отечественных исследователей (Сукачев, 1912, 1924; Комаров, 1926, 1953; Поварницын, 1937, 1949; Тюлина, 1937, 1954, 1958, 1962; Чугунов, 1955, 1961; Сочава, 1956; Стариков, 1957, 1958; Поздняков, 1958, 1961 а, б, 1969, 1975, 1983, 1986: Уткин, 1959, 1960, 1965, 1978; Тихомиров и др., 1961; Щербаков, 1964, 1965 а, б, 1971, 1975, 1992; Чугунова, 1963, 1964, 1971; Панарин, 1965, 1966, 1977; Шанин, 1965; Фалалеев, 1985; Леса среднетаежной подзоны..., 1994 и др.), то вопросы систематики, географии, изменчивости и гибридизации до сих пор остаются предметом дискуссии. Несмотря на ряд обобщающих работ (Дылис, 1947, 1961, 1981; Бобров, 1972 а, 1978; Карпель, Медведева, 1977; Круша Милютин, 1977; Абаимов, Коропачинский, 1984; Авров, 1996), до настоящего времени нет единого мнения о числе видов лиственницы и границах их ареалов. В организации хозяйственной деятельности не учитывается, как правило, эколого-биологические особенности эдификаторов, своеобразие лесного покрова мерзлотной зоны Сибири.
Современное представление об устойчивом развитии северных территорий выдвигает на первый план разработку новой, экологически целесообразной системы природопользования, обеспечивающей не только рациональное использование, но и сохранение защитных функций лесных экосистем Крайнего Севера. Для этого необходимы анализ особенностей лесооб-разовательного процесса, выявление основных направлений естественной и антропогенной динамики лесных биогеоценозов на локальном и региональном уровнях, оценка эдиФикаторной роли видов рода Larix, определение основных подходов к организации хозяйства в мерзлотной зоне.
Цель работы: выявление лесообразушей роли лиственницы и эколого-географических особенностей лесного покрова Севера Сибири на основе анализа литературных данных и собственных материалов по систематике, изменчивости, гибридизации, географии и биологии сибирских видов рода Larix.
Задачи исследований:
-
рассмотреть представления о систематике, гибридизации и географии сибирских видов лиственницы;
-
охарактеризовать эколого - географические особенности лиственничных лесов и редколесий мерзлотной зоны Сибири, их типологическое разнообразие и эдиФикаторную роль видов рода Larix;
-
провести сравнительное изучение и анализ внутривидовой изменчивости и структуры природных популяций по основным морфологическим признакам для подтверждения видовой самостоятельности лиственницы Гме-лина и Каяндера;
-
выявить основные закономерности лесообразовательного процесса в мерзлотной зоне и оценить влияние природных и антропогенных Факторов на динамику лесов и редколесий Крайнего Севера;
-
обосновать необходимость разработки региональных научных основ рационального использования и воспроизводства лиственничных лесов и редколесий мерзлотной зоны.
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
подтверждение видовой самостоятельности лиственниц Гмелина и Каяндера - главных эдификаторов лесных растительных сообществ мерзлотной зоны Сибири;
-
высокая стабильность и надежность основных морфологических признаков генеративных органов, используемых в диагностике сибирских видов лиственницы; наличие параллельных рядов их изменчивости в природньи популяциях;
-
специфический характер лесообразовательного процесса на мерзлотных почвах и проявление в нем видовых особенностей лиственницы;
-
определяющее влияние пожаров на трансформацию лесных экосистем мерзлотной зоны, характер, направления и темпы восстановительных сукцессии лесной растительности;
5) основные принципы организации и ведения хозяйства в условиях Крайнего Севера Сибири.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что впервые для мерзлотной зоны Сибири выявлены зко-лого-географические особенности пространственно-временной организации и функционирования лесных экосистем.
Дано обоснование и вскрыты механизмы своеобразного развития ле-сообразовательного процесса на мерзлотных почвах, обусловленного ведущей ролью корневой конкуренции в ограниченном мерзлотой деятельном горизонте почвы. На примере лиственницы сибирской, Гмелина и Каяндера показано проявление видовой специфики в лесообразовательном процессе, обусловленное их эколого-биологическими свойствами.
Конкретизированы и дополнены существушие представления о географическом распространении, закономерностях внутривидовой изменчивости и структуре природных популяций лиственницы. Доказана высокая стабильность основных диагностических признаков лиственницы Гмелина и Каяндера, подтверждашая их видовую самостоятельность. На фактическом материале проиллюстрировано наличие полосы переходных популяций на всем протяжении зоны контакта ареалов этих видов.
Приведена характеристика влияния природных и антропогенных Факторов на направления и темпы восстановительных сукцессии лесной растительности, показана ведущая роль пожаров в трансформации лесных экосистем Севера.
Сформулированы основные принципы и подходы к разработке научных основ рационального использования и воспроизводства лиственничных лесов и редколесий мерзлотной зоны Сибири, направленных на приоритетное сохранение их защитных и средообразущих функций.
Практическое значение работы заключается в том, что она дает новый фактический материал по внутривидовой изменчивости и структуре природных популяций, границах ареалов, необходимый для целей селекции, семеноводства и интродукции сибирских видов лиственницы.
Характеристика особенностей лесообразовательного процесса на Севере Сибири является научной основой для разработки стратегии сбалансированного использования и воспроизводства экологического и ресурсного потенциала лесного покрова высоких широт и концепции притундрового лесоводства в Сибири.
На основе исследований разработаны и переданы в Федеральную службу лесного хозяйства России "Основные положения по ведению лесопромышленной и лесохозяйственной деятельности на территории проживания малочисленных народов Севера Восточной Сибири".
Материалы диссертационной работы нашли отражение в коллективной монографии "Леса Красноярского Заполярья" (авторы А.П. Абаимов, А.И.
Бондарев, О.А. Зырянова, С.А. Шитова; Новосибирск, Наука, 1997) и в монографической сводке "Variability and ecology of Siberian larch species" (авторы Abaimov A.P., Lesinski J.A., Martinsson 0., Milyutin LI.; Sweden, Umea, 1997, in press).
Апробация работы. Результаты исследований докладывались: на Первом Всесоюзном научно-техническом совещании "Горение и пожари в лесу" (Красноярск, 1978), краевых научно-технических конференциях (Красноярск, 1930, 1982, 1983), Всесоюзном совещании "Экология лесов Севера" (Сыктывкар, 1989), международном симпозиуме "Северные леса: состояние, динамика, антропогенное воздействие" (Архангельск, 1990), Всесоюзной научной конференции "Эколого-географические проблемы сохранения и восстановления лесов Севера" (Архангельск, 1991), межрегиональной конференции "Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока" (Красноярск, 1991), Всесоюзном совещании "Теория лесообразовательного процесса" (Красноярск, 1991), международном симпозиуме "Forest dynamics and its mechanisms" (Япония, Цукуба, 1993), международной конференции "Fire in ecosystems of Boreal Eurasia" (Красноярск, 1993), международной конференции "Экология борэальных лесов" (Красноярск, 1994), XIII Чтениях памяти академика В.Н. Сукачева "Проблемы дендрологии" (Москва, 1994), международном симпозиуме "Larch genetics and breeding" (Швеция, Умеа, 1995), четвертом и пятом международных симпозиумах "The Joint Siberian Pennafrast Studies between Japan and Russia" (Япония, Цукуба, 1996, 1997), международном симпозиуме "Spatial-temporal dimensions of High-Latitude Ecosystem Change (Siberian IGBP Transect)" (Красноярск, 1997).
Публикации: основное содержание диссертации опубликовано в 42 печатных работах общим объемом 46,8 п.л. Среди них четыре коллективных монографии (одна - на английском языке - находится в печати в Швеции) и 29 статей. Кроме того, 9 сообщений по теме диссертации отражено в тезисах перечисленных ранее конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из семи глав, введения, выводов, заключения и списка литературы. Она изложена на 537 страницах, включает 100 таблиц, 49 рисунков, 21 приложение. Текстовая часть составляет 294 стр. Библиография объединяет 643 наименования, в том числе 66 - на иностранных языках.