2234
.pdf1
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет
имени Г.Ф.Морозова»
ЭКОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ
Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлениям подготовки 35.04.09 Ландшафтная архитектура и 35.04.01 Лесное
дело
Воронеж 2016
2
УДК 581.1 Дегтярева, С. И. Экология растительных сообществ [Текст] : Методиче-
ские указания к практическим занятиям для студентов по направлениям подготовки 35.04.09 Ландшафтная архитектура и 35.04.01 Лесное дело / С. И. Дегтярева ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». - Воронеж, 2016. - 22 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № от )
Рецензент: доктор биол. наук, проф. кафедры биологии и защиты растений ВГАУ им. императора Петра I Е.М. Олейникова.
3
|
Оглавление |
|
1 |
Введение……………………………………………………………..……. |
3 |
2 |
Раздел 1 «Анализ географического элемента»………………………… |
5 |
3 |
Раздел 2 «Методика геоботанических исследований. Описание |
|
|
древесно-кустарникового состава лесных фитоценозов»……………. |
6 |
|
|
|
4 |
Раздел 3 «Методика геоботанических исследований. Описание |
|
|
травянистого покрова фитоценозов»…………………………………… |
8 |
|
|
|
5 |
Раздел 4. Возрастная структура фитоценозов…………………………... |
11 |
6 |
Раздел 5 «Вертикальная структура фитоценоза или ярусность»………. |
14 |
7Раздел 6 «Горизонтальная структура фитоценоза или микрогруппи-
ровки»…………………………………………………………………….. 17
8 Раздел 7 «Функциональная структура фитоценоза»…………………… 19
9 Библиографический список………………………………………………. 21
4
Введение
Экология растительных сообществ – наука о растительных сообществах Земли как совокупности растительных сообществ, или фитосообществ.
Вданной работе подробно расписана методика геоботанических исследований (описание травянистого и древесного покрова фитоценозов).
Врезультате изучения дисциплины студенты должны понимать роль лесной растительности в биосфере Земли, усвоить экологические основы первичного продукционного процесса в лесу, определяющего трофическую структуру лесной экосистемы, возможные еѐ нарушения и потенциальную продуктивность древостоев.
Студенты должны разбираться в определяющей роли лесной флоры для поддержания биологического разнообразия лесов и освоить приемы индикации типов леса с использованием знания флоры и эколого-структурных особенностей лесных сообществ.
Особое внимание в курсе обращается на динамику лесной растительности, поскольку знание динамики сообществ имеет широкое приложение в различных разделах лесоводства и лесной экологии.
Впроцессе изучения курса студентам следует научиться различать структуру фитоценозов, распознавать стадии дигрессии сообществ, различать принадлежность лесов к определенным лесорастительным зонам.
Дисциплина «Экология растительных сообществ» показывает возможные пути использования фундаментальных знаний при решении практических вопросов управления лесами.
5
Раздел 1 «Анализ географического элемента»
Флорой называется совокупность видов растений, встречающихся в данной области (местности, стране). К совокупности видов растений отдельного лесного массива, болота, луга и т.п. понятие «флора» лучше не применять - традиционно этот термин подразумевает именно географический аспект. Совокупности же видов, выделенные по признаку связанности с определенным типом местообитания, являются частями флоры.
Анализ географического элемента предполагает выделение видов, имеющих более или менее одинаковые ареалы (области распространения), приуроченные к основным ботанико-географическим зонам. В пределах средней полосы Европейской России встречаются представители следующих географических элементов.
Гипоарктические (субарктические) виды - характерные представители лесотундры, заходящие в тундру и тайгу. Эта немногочисленная в средней полосе группа включает в себя такие виды, как багульник болотный, подбел, дубровник, мирт болотный, толокнянка обыкновенная, морошка, клюква мелкоплодная и некоторые другие.
Бореалъные виды распространены в пределах таежной зоны, частично заходят в тундру на севере или в смешанные и широколиственные леса на юге. Их роль в сложении сообществ средней полосы намного больше, чем представителей предыдущего элемента флоры. Из древесных пород широкое распространение имеют сосна, ель, пихта, березы (повислая и пушистая), осина, ольха черная, черемуха, ивы (из кустарников - лещина, крушина ломкая, полукустарников - малина.
Неморальные (или среднеевропейские) виды являются уже умеренно теплолюбивыми растениями, типичными для смешанных и широколиственных лесов. Тем не менее, некоторые из них проникают и далеко на север, где встречаются совместно с бореальными.
Наиболее типичными представителями неморального элемента флоры являются: среди деревьев - дуб черешчатый, вязы (шершавый, гладкий), тополь черный (осокорь), ясень обыкновенный, граб, липа мелколистная; из кустарников - бересклеты (европейский и бородавчатый); из травянистых растений - ве-
6
роника дубравная, ветреница дубравная, вороний глаз, звездчатки ланцетолистная, зеленчук желтый, копытень европейский.
Степные (понтические и сарматские) виды растений, как следует из названия, имеют ареалы, захватывающие лесостепную и степную зоны. В средней полосе Европейской России они являются «южными», поэтому и приурочены к местообитаниям с достаточным количеством тепла и света - лесным вырубкам, обнаженным склонам холмов, склонам речных долин южной экспозиции, пескам и т.п. Среди них следует отметить вязель разноцветный, гвоздику песчаную, лапчатку серебристую, клевер альпийский, клевер горный, астрагалы (датский, песчаный, солодколистный), цмин песчаный, осоку гвоздичную, полынь австрийскую, тонконог сизый и некоторые другие.
Плюризональные виды отличаются широким распространением или не связаны с какой-либо определенной географической зоной. Среди них выделяют виды-космополиты, ареал которых захватывает несколько континентов (например, орляк обыкновенный, тростник, ясколка дернистая). Особенно много в этой группе сорных растений, широко расселившихся при помощи человека (осот огородный, пастушья сумка, вьюнок полевой, марь белая, череда трехраздельная, повой заборный и прочие).
Адвентивными (заносными) называются виды, привнесенные человеком на данную территорию извне. К ним, например, относится элодея канадская («водяная чума»), ромашка пахучая, живокость полевая, ослинник двулетний, мелколепестник канадский, многие повилики и др.
Помимо случайно занесенных, к адвентивным относятся и растения, интродуцированные человеком (лиственница сибирская, клен американский, сосна Веймутова, бузина красная, ирга колосистая, сирень обыкновенная, роза морщинистая, спиреи, рябина черноплодная, робиния, карагана древовидная).
Раздел 2 «Методика геоботанических исследований. Описание древеснокустарникового состава лесных фитоценозов»
Помимо знакомства с типом географического элемента, следует наиболее важным моментом знакомства с растительными сообществами является освоение методики выполнения геоботанических описаний.
Изучение наземных фитоценозов проводится методом пробных площадей - специально выделенных участков.
7
Для этих целей подобный участок выбирается в наиболее характерном, типичном для данной ассоциации месте, подальше от дорог, просек и других нарушений естественного растительного покрова, а также от границ с другими ассоциациями. Пробная площадка имеет форму квадрата, размер которого неодинаков для отдельных типов растительности. Так, при исследовании лесов умеренного пояса принято закладывать пробные площади размером 400 м (20х20 м), а при описании травянистой растительности - 100 м (10х10 м). Если фитоценоз имеет небольшие размеры (меньше указанной площади), то его описывают в пределах естественных границ с указанием размеров.
Контуры пробной площадки обозначают либо при помощи столбов и вешек (если планируется сделать этот участок стационарным), либо мелом на стволах деревьев, яркими тряпочками в углах квадрата на лугу и т.д.
После заложения пробной площади в специально подготовленном бланке проставляют все необходимые характеристики (Бланк 1).
Бланк 1
Бланк для описания лесных фитоценозов
.Пробная площадь №________
2.Дата ____________20 ___ г.
3.Название леса ______________________________________________________
4.Название и площадь ассоциации ______________________________________
5.В чьем пользовании находится ________________________________________
6.Географическое положение____________________________________________
7.Рельеф ____________________________________________________________
8.Тип и степень увлажнения ____________________________________________
9.Почва _____________________________________________________________
10.Подстилка (мертвый слой) - степень покрытия, толщина подстилки
11.Происхождение леса (искусственный, естественный, семенной или порослевый)_______________________________________________________________
12.Вид, интенсивность использования, состояние _________________________
13.Аспект и аспектабельные виды травянистого покрова ___________________
14.Степень сомкнутости крон общая ____________________________________
первого яруса _______________________________________
второго яруса _______________________________________
подлеска_______________________________________
15. Бонитет ___________________________________________________________
8
16.Возраст деревьев ___________________________________________________
17.Высота деревьев ___________________________________________________
18.Средний диаметр стволов доминантов древостоя _______________________
19.Число стволов их на площади _______________________________________
20.Видовой состав деревьев ____________________________________________
21.Видовой состав кустарников ________________________________________
22.Внеярусные растения (лианоподобные виды и эпифиты; их видовой состав и
обилие: много, мало, изредка)_________________________________________________
23. Видовой состав подроста (с указанием высоты, покрытия, обилия и
состояния) _________________________________________________________________
24. Видовой состав травянистого покрова и его характеристика (таблица)
Раздел 3 «Методика геоботанических исследований. Описание травянистого покрова фитоценозов»
После предварительного (рекогносцировочного) знакомства с растительностью территории, подлежащей изучению, необходимо выбрать пробную площадь, достаточную для выявления основных признаков фитоценоза и его местообитания. Размер и форма пробной площади зависят от размеров и свойств описываемой ассоциации.
С учетом некоторых модификаций суть предлагаемой методики заключается в следующем.
Площадь ассоциации - 625 м2; закладываем учетные площадки по углам (получается 4 площадки) и в центре (1 площадка) ассоциации – 5х5 м 2.
Вторым шагом является установление флористического состава. При учете этого признака составляется список растений, встречающихся на пробной площади (табл. 1).
Составление полного списка требует хорошего знания местной флоры и умения различать растения не только в цветущем, но и в вегетативном состоянии.
Последним этапом обследовании территории является заполнение бланка по описании травянистого фитоценоза (Бланк 2).
9
|
|
|
|
|
|
Таблица 1. |
|
|
|
Описание травянистых фитоценозов |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Название видов |
Проектив- |
Обилие |
Обилие по |
Ярусы |
Фенофаза |
|
п/ |
растений |
ное |
по |
Ж. Браун- |
|
|
|
п |
(флористиче- |
покрытие |
Друде |
Бланке |
|
|
|
|
ский состав) |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2. |
|
Система обозначений фенофаз (с дополнениями по В.В. Алехину, 1925г.) |
||||
|
|
|
|
|
Фенофаза |
Характеристика |
Буквенное |
Условное |
|
|
|
обозначение |
обозначение |
|
Вегетация до цве- |
Растение только вегетирует, |
Вег. |
- |
|
тения |
находится в стадии розетки, |
|
|
|
|
начинает давать стебель |
|
|
|
Бутонизация (у |
Растение выбросило стебель |
Цв. |
Л |
|
злаков и осок – |
или стрелку и имеет бутоны |
|
|
|
колошение) |
|
|
|
|
Начало цветения |
Растение в фазе расцветания, |
Отцв. |
Э |
|
(спороношения) |
появляются первые цветки |
|
|
|
Полное цветение |
Растение в полном цвету |
Бут. |
О |
|
(спороношение) |
|
|
|
|
Отцветание (конец |
Растение в фазе отцветания |
Зацв. |
С |
|
спороношения) |
|
|
|
|
Созревание семян |
Растение отцвело, но семена |
Пл. |
+ |
|
и спор (плодоно- |
еще не созрели и не высыпа- |
|
|
|
шение) |
лись |
|
|
|
Осыпание семян |
Семена (плоды) созрели и |
Ос. |
# |
|
(плодов) |
высыпаются |
|
|
|
Вторичная вегета- |
Растение вегетирует после |
Вт. вег. |
|
|
ция |
цветения и высыпания семян |
|
|
|
|
(плодов) |
|
|
|
Отмирание |
Надземные побеги (для одно- |
Отм. |
V |
|
|
летников - все растение) от- |
|
|
|
|
мирают |
|
|
|
Мертвые побеги |
Надземные побеги или все |
М. |
Х |
|
|
растение мертвы |
|
|
|
10
|
|
|
|
|
Таблица 3. |
|
Шкалы Друде и Браун-Бланке (В.Н.Сукачев, 1957) |
|
|||
Шкала |
В русском пе- |
Шкала |
|
Характеристика |
|
Друде |
реводе |
Браун- |
|
обилия |
|
|
|
Бланке |
|
|
|
Soc |
Общественно, |
5 |
Растение сплошь покрывает проб- |
||
|
сплошь |
|
ную площадь, смыкаясь надземны- |
||
|
|
|
ми частями |
|
|
Cop3 |
Очень сильно |
4 |
Растение встречается очень обиль- |
||
|
|
|
но, но нет сплошного смыкания |
||
|
|
|
особей |
|
|
Cop2 |
Обильно |
3 |
Растение встречается обильно |
||
Cop1 |
Довольно |
2 |
Растение |
встречается |
довольно |
|
обильно |
|
обильно (не участвует в образова- |
||
|
|
|
нии фона) |
|
|
Sp |
Рассеяно |
1 |
Растение встречается рассеяно в от- |
||
|
|
|
носительно небольшом количестве, |
||
|
|
|
но легко обнаруживается во многих |
||
|
|
|
местах пробной площади |
|
|
Sol |
Единично |
}+ |
Растение встречается единично (его |
||
|
|
|
трудно найти) |
|
|
Un |
В одном экзем- |
|
Растение |
встречается на |
пробной |
|
пляре |
|
площади в одном экземпляре |
Бланк 2
Бланк для описания травянистых фитоценозов
1.Пробная площадь № ___________
2.Дата ______ _________________ 20 ____ г.
3.Название ассоциации __________________________________________________
4.В чьем пользовании находится (название предприятия) _____________________
5.Географическое положение (область, район, пункт) _________________________
6.Рельеф_______________________________________________________________
7.Почва _______________________________________________________________
8.Площадь ассоциации___________________________________________________
9.Вид, интенсивность использования и состояние _____________________________
10.Аспект и аспектабельные виды _________________________________________
11.Общее проективное покрытие __________________________________________
12.Проективное покрытие доминантов _____________________________
13.Анализ образца травостоя с 1 кв. м (в случае необходимости)