Введение к работе
Актуальность темы. Актуальная задача современного лесопользования -переориентация с решения сугубо ресурсных задач на задачи сохранения и восстановления их экосистемных функций, в том числе таких как реализация максимально возможного биологического разнообразия и продуктивности. Основа их решения - всестороннее исследование природных экосистем, наиболее полно реализующих экосистемные функции (Мониторинг ..., 2008). Показано, что для лесных сообществ, в которых в результате жизни и смерти деревьев формируется сложная мозаично-ярусная организация, характерны высокий уровень биологического разнообразия и значительная внутриэкосистемная гетерогенность (Скворцова, Уланова, 1977; Whitteker, Levin, 1977; Карпачевский и др., 1971; Карпачевский, 1977; Карпачевский, Строганова, 1981; Турков, 1979; Скворцова и др., 1983; The ecology ..., 1985; Hytteborn et al., 1991; Kuuluvainen, 1994; Renvall, 1995; Nachtergale et al., 1997; Широков, 1998; Оценка ..., 2000; Смирнова, 2004; 2006; Восточноевропейские ..., 1994; 2004; Методические ..., 2010; и др.).
Однако, несмотря на большой объем данных, организация природных лесных экосистем таежной зоны Европейской России и принципы реализации ими биологических функций исследованы недостаточно полно. Это обусловлено малой сохранностью природных экосистем, обнаруженных главным образом на заповедных территориях.
Дальнейшее развитие исследований в этом направлении состоит в выявлении и всестороннем анализе природной гетерогенности лесов, эталонных в отношении реализации основных экосистемных функций для оценки степени их реализации антропогенно преобразованными лесами.
Цель работы - исследовать микромозаичную организацию травяно-кустарничкового и мохового покрова основных типов среднетаежных темнохвоиных лесов Урала и оценить вклад элементов разного типа в поддержание биологического разнообразия и формирование фитомассы напочвенного покрова.
Задачи исследования:
-
Выявить и типизировать основные элементы (микросайты) микромозаичной организации сообществ среднетаежных темнохвоиных лесов Урала на автоморфных позициях.
-
Охарактеризовать микромозаичную организацию среднетаежных темнохвоиных лесов и оценить доли площадей микросайтов разных типов в модельных сообществах.
-
Охарактеризовать видовое разнообразие и эколого-ценотическую структуру растительных микрогруппировок микросайтов разных типов, и оценить их вклад в биоразнообразие исследованных сообществ в целом.
-
Определить фитомассу микросайтов разных типов и оценить их вклад в суммарную фитомассу травяно-кустарничкового и мохового покрова исследованных сообществ.
Научная новизна исследования. На основе полученных данных впервые составлена наиболее полная типологическая схема элементов микромозаичной структуры фитогенного происхождения для среднетаежных темнохвойних лесов на автоморфных позициях. Существенно дополнены сведения о составе и структуре растительных микрогруппировок микросайтов всех выделенных типов. Впервые проведена сравнительная оценка исследованных сообществ и микросайтов разных типов по фитомассе различных фракций травяно-кустарничкового и мохового ярусов и отдельных видов. Определен вклад фитомассы растительных микрогруппировок микросайтов разных типов в суммарную фитомассу напочвенного покрова темнохвойных среднетаежных лесах Печоро-Илычского заповедника. Получены уникальные сведения о видовом составе и эколого-ценотической структуре и фитомассе ранее не исследованных в этом отношений бореально-высокотравных пихто-ельников.
Практическая значимость исследования. Полученные результаты и созданная в процессе работы База Данных по видовому разнообразию и фитомассе элементов микромозаичной организации исследованных лесов будут использованы для корректировки расчетов запасов углерода, депонированных в основных типах таежных экосистем Европейской России. На их основе будут уточнены, а в отдельных случаях разработаны, критерии оценки сукцессионного состояния экосистем и степени реализации экосистемных функций в лесах с разными типами лесопользования. Полученные материалы могут быть использованы в учебном процессе по фитоценологии, биогеоценологии и лесной экологии. Частично материалы были использованы в курсах лекций, учебных пособиях и программах практических занятий в ПущГЕНИ и МНЭПУ.
Апробация результатов исследования. Основные результаты работы представлены на Пущинских школах-конференциях молодых ученых «Биология -наука XXI века» (Пущино, 2006, 2008, 2010 гг.), научной конференции, посвященной 35-летию Висимского заповедника «Экологические исследования в Висимском биосферном заповеднике» (Екатеринбург, 2006 г.), IV Всероссийской научной конференции с международным участием «Принципы и способы сохранения биоразнообразия» (Йошкар-Ола, 2010 г.), XVII международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов -2010» (Москва, 2010 г.), научной конференции «География продуктивности и биогеохимического круговорота наземных ландшафтов. К 100-летию профессора Н.И. Базилевич» (Пущино, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК для изложения основных результатов кандидатской диссертации (одна из них в соавторстве). Одна работа принята в печать в журнал «Экология» (№1, 2013).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 204 страницы, содержит 10 рисунков и 18 таблиц. Список
литературы включает 261 источник, в том числе 27 на иностранных языках.
