COMPOSITIONAL AND ECOLOGICAL CHANGES IN A COMPLEX PINE FOREST OF THE CONIFEROUS-DECIDUOUS SYLVAN SUBZONE UNDER NATURE RESERVE REGIMEN

Е.В. Зубкова, М.В. Андреева, И.В. Припутина

Abstract


The present analysis relates to data obtained in the course of annual geobotanical records about the complex pine forest system Pineta sylvestris composita (nemoro-boroherbosa), which started following 45 years of forest reserve regimen observed there and continued for 25 years using a permanent test area in the Prioksko-Terrasnyi Reserve (54.89o N, 37.56о E). Changes in the ecological conditions in the course of successional shifts of plant communities were assessed using the ecological scales of D.N. Tsyganov, G. Ellenberg and E. Landolt. As it is typical of the phytocenosis under study, the process of replacement of the pioneer species of the arboreal tier (Pinus sylvestris L., Betula pendula Roth) by the zonal edificatory species of coniferous-deciduous forests (Picea abies (L.) Karst., Tilia cordata Mill.) was manifested in the naturally determined reduction in the total illumination under tree stand and in a minor increase in soil humidity. The study provides evidence of increased soil fertility, which may be explained with changes in the composition of the tree waste resulting from the increased share of fir trees and lindens in the undergrowth. A complex of factors is responsible for that the grassy and bushy tiers featured increases in the share of stenobiontic species, which are more fastidious with regard to soil fertility. With that, species characteristic for lean habitats were preserved.

Keywords


sylvan phytocenoses, successional dynamics, phytoindication, ecological scales.

References


1. Андреева МВ, Онипченко ВГ Многолетний мониторинг растительного сообщества черноольшаника. Труды Приокско-Террасного заповедника. Тула: Аквариус. 2015(6):97-103.

2. Бобровский МВ. Лесные почвы Европейской России: биотические и антропогенные факторы формирования. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010.

3. Воробьев ДВ. Типы лесов Европейской части СССР. Киев: Изд-во АН УССР; 1953.

4. Грохлина ТИ, Ханина ЛГ. Автоматизация обработки геоботанических описаний по экологическим шкалам. Материалы II Всероссийской научной конференции «Принципы и способы сохранения биоразнообразия». Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т.; 2006:87-9.

5. Заболоцкая ЛВ. Интродукция охотничьих зверей и птиц на юге Подмосковья. В кн. Экосистемы Южного Подмосковья (отв. ред. АГ Назаров, ЛВ Заблоцкая). М.: Наука; 1979:198-233.

6. Заугольнова ЛБ. Иерархический подход к анализу лесной растительности малого речного бассейна (на примере Приокско-Террасного заповедника). Ботанический журнал. 1999;84(8):42-56.

7. Заугольнова ЛБ, Морозова ОВ. Типология и классификация лесов европейской России: методические подходы и возможности их реализации. Лесоведение. 2006(1):34-48.

8. Зубкова ЕВ. Изменения соотношения реализованных экологических ниш растений в сообществах при сукцессии. Известия Самарского научного центра РАН. 2009;11(7):1634-9.

9. Зубкова ЕВ, Ханина ЛГ, Грохлина ТИ, Дорогова ЮА. Компьютерная обработка геоботанических описаний по экологическим шкалам с помощью программы EcoScaleWin. Йошкар-Ола: МарГУ; 2008.

10. Иванов ИВ, Шадриков ИГ, Асаинова ЖС, Дмитраков ЛМ. Пространственно-временные соотношения почвенного и растительного покрова на границе южной тайги и смешанных лесов в условиях антропогенного воздействия / Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. М.: Наука. 2006. С. 78-97.

11. Комаров АС, Зубкова ЕВ. Динамика распределения экологических ниш в сообществах лесных растений при сукцессии. Математическая биология и биоинформатика. 2012;7(1):152-61.

12. Комаров АС, Зубкова ЕВ. О стенобионтности и эврибионтности. Известия Самарского научного центра РАН. 2012б;14(1):1268-71.

13. Костенчук НА, Шахова ОВ. Основные типы сосновых лесов Приокско-Террасного заповедника. В кн. Экосистемы Южного Подмосковья (отв. ред. АГ Назаров, ЛВ Заблоцкая). М.: Наука; 1979. с. 94-120.

14. Логофет ДО, Маслов АА. Анализ мелкомасштабной динамики двух видов-доминантов в сосняке чернично-бруснично-долгомошном. II. Неоднородная марковская цепь и осредненные показатели. Ж общ биол. 2018;79(2):135-47.

15. Маслов АА. Динамика фитоцено-экологических групп видов и типов леса в ходе природных сукцессий заповедных лесов центра Русской равнины. Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. 1998;103(2):34-43.

16. Маслов АА. Сукцессионная динамика древостоя и нижних ярусов в послепожарном 100-летнем сосняке лишайниково-зеленомошном. Лесоведение. 2002;(2):23-9.

17. Осипов ИН. Топонимика Приокско-Террасного заповедника. Пущино, ОНТИ НЦБИ; 1999.

18. Заугольнова ЛБ, ред. Оценка и сохранение биоразнообразия лесного покрова в заповедниках Европейской России. М.: Научный мир; 2000.

19. Пешкова НВ, Андреяшкина НИ. К оценке индикаторной роли травяно-кустарничкового яруса в горных фитоценозах Полярного Урала (на примере окрестностей горы Черной). Сибирский экологический журнал. 2009;(5):665-72.

20. Припутина ИВ, Зубкова ЕВ, Комаров АС. Ретроспективная оценка динамики обеспеченности почв азотом сосновых лесов ближнего Подмосковья по данным фитоиндикации. Лесоведение. 2015;(3):172-81.

21. Разумовский СМ, Киселева КВ. К характеристике растительности Приокско-Террасного государственного заповедника. Труды по экологии и биогеографии (полное собрание сочинений). М.: Товарищество научных изданий КМК. 2011:395-407.

22. Рысин ЛП. Растительность некоторых типов леса в Серебряноборском опытном лесничестве. В кн.: Стационарные биогеоценотические исследования в подзоне южной тайги. М.: Наука; 1964. с. 5-12.

23. Рысин ЛП, Савельева ЛИ, Полякова ГА, Рысин СЛ, Беднова ОВ, Маслов АА. Мониторинг рекреационных лесов. М.: ОНТИ ПНЦ РАН, 2003.

24. Рысин ЛП, Алексахина ТИ, Быков АВ, Колесников АВ и соавт. Серебряноборское опытное лесничество: 65 лет лесного мониторинга. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010.

25. Черепанов СК. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья; 1995.

26. Цыганов ДН. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. М.: Наука; 1983.

1. Andreyeva MV, Onipchenko VG. [Long-term monitoring of black alder stand]. Trudy Prioksko-Terrasnogo Zapovednika. 2015(6):97–103. (In Russ.)

2. Bobrovskiy MV. Lesnye Pochvy Yevropeyskoy Rossii: Bioticheskiye i Antropogennye Faktory Formirovaniya. [Forest Soils of European Russia: Biotic and AFthropogenic factors of Formation]. Moscow: Tovarishchestvo Nauchnykh Izdaniy KMK; 2010. (In Russ.)

3. Vorobyev DV. Tipy Lesov Yevropeyskoy Chasti SSSR. [Types of Forests in the European Tart of the USSR]. Kiev: Izdatelstvo AN USSR; 1953. (In Russ.)

4. Grokhlina TI, Khanina LG. [Automation of processing of geobotanical descriptions by ecological scales]. In: Materialy II Vsyerossiyskoy Nauchnoy Konfyerentsii “Printsipy i Sposoby Sokhraneniya Bioraznoobraziya”. Yoshkar-Ola; 2006. p. 87-9. (In Russ.)

5. Zabolotskaya LV. [Introduction of hunting animals and birds in the South of the Moscow region]. In: Nazarov АG, Zabolotskaya LV, eds. Ekosistemy Yuzhnogo Podmoskovya. Moscow: Nauka; 1979. p. 198-233. (In Russ.)

6. Zaugolnova LB. [Hierarchical approach to the analysis of forest vegetation of the small river basin as exemplified with the Prioksko-Terrasny reserve)]. Botanicheskiy zhurnal. 1999;84(8):42-56. (In Russ.)

7. Zaugolnova LB, Morozova OV. [Typology and classification of forests in European Russia: methodological approaches and opportunities for their implementation]. Lesovedeniye. 2006(1):34-48. (In Russ.)

8. Zubkova YeV. [Changes in the ratio of realized ecological niches of plants in communities during succession]. Izvestiya Samarskogo Nauchnogo Tsentra RAN. 2009;11(7):1634-9. (In Russ.)

9. Zubkova YeV, Khanina LG, Grokhlina TI, Dorogova YuA. Kompyuternaya Obrabotka Geobotanicheskikh Opisaniy po Ekologicheskim Shkalam c Pomoschyu Programmy EcoScaleWin. [Computer Processing of Geobotanical Descriptions on Ecological Ucales using the EcoScaleWin software]. Yoshkar-Ola: MarGU; 2008. (In Russ.)

10. Ivanov IV, Shadrikov IG, Asainova ZhS, Dmitrakov LM. [Spatio-temporal relations of soil and vegetation cover on the border of the southern taiga and mixed forests under anthropogenic influence]. In: Pochevennye Protsessy i Prostranstvenno-Vremennaya Organozatsiya Pochv. [Soil Processes and Spatio-Temporal Organization of Soils]. Moscow: Nauka; 2006. p. 78-97. (In Russ.)

11. Komarov AS, Zubkova YeV. [Dynamics of distribution of ecological niches in forest plant communities during succession]. Matematicheskaya Biologiya i Bioinformatika. 2012;7(1):152-61. (In Russ.)

12. Komarov AS, Zubkova YeV. [On stenobionts and evribionts]. Izvestiya Samarskogo Nauchnogo Tsentra RAN. 2012b;14(1):1268-71. (In Russ.)

13. Kostenchuk NA, Shakhova OV. [The main types of pine forests of the Prioksko-Terrasny nature reserve]. In: Nazarov АG, Zabolotskayaя LV, eds. Ekosistemy Yuzhnogo Podmoskovya. Moscow: Nauka; 1979. p. 94-120. (In Russ.)

14. Logofet DO, Maslov AA. [Analyzing the fine-scale dynamics of two dominant species in a Polytrichum-Myrtillus pine forest. II. Inhomogeneous Markov chain and the averaged indices]. Zhurnal Obshchey Biologii. 2018;79(2):135-47 (In Russ.).

15. Maslov AA. [Dynamics of ecological species groups and types during natural successions in central Russian preserved forests]. Biulleten Moskovskogo Obshchestva Ispytateley Prirody Otdel Biologicheskiy. 998;103(2):34-43. (In Russ.)

16. Maslov AA. [Successional dynamics of tree stand and understory in a fire-regenerated Cladina-Vaccinium type Pinus sylvestris forest]. Lesovedeniye. 2002;(2):23-9. (In Russ.)

17. Osipov IN. Toponimika Prioksko-Terrasnogo Zapovednika [Toponymy of the Prioksko-Terrasny Nature Reserve]. Pushchino: ONTI NTSBI; 1999. (In Russ.)

18. Zaugolnova LB, ed. Otsenka i Sokhraneniye Bioraznoobraziya Lesnogo Pokrova v Zapovednikakh Yevropeyskoy Rossii. [Assessment and Conservation of Forest Cover Biodiversity in Reserves of European Russia]. Moscow: Nauchnyy Mir; 2000. (In Russ.)

19. Peshkova NV, Andreyashkina NI. [On the assessment of the indicative role of the herb-dwarf shrub layer in mountain phytocenoses of the Polar Urals (with special reference to the environs of the Chernaya mountain)]. Sibirskiy Ekologicheskiy Zhurnal. 2009;(5):665-72. (In Russ.)

20. Priputina IV, Zubkova YeV, Komarov AS. [Dynamics of nitrogen availability of pine forests of Moscow vicinities based on phytoindication: A retrospective assessment]. Lesovedeniye. 2015;(3):172-81. (In Russ.)

21. Razumovskiy SM, Kiseleva KV. [On vegetation features of the Prioksko-Terrasny state reserve]. In: Trudy po Ekologii i Biogeografii (Polnoye Sobraniye Sochineniy). Moscow: Tovarishchestvo Nauchnykh Izdaniy KMK; 2011. p. 395-407. (In Russ.)

22. Rysin LP. [The vegetation of some forest types in Serebryanoborskiy experimental forest area]. In: Statsionarnye Biogeotsenoticheskiye Issledovaniya v Podzone Yuzhnoy Taygi. Moscow: Nauka; 1964. p. 5-12. (In Russ.)

23. Rysin LP, Saveleva LI, Poliakova GA, Rysin SL, Bednova OV, Maslov AA. Monitoring Rekreatsionnykh Lesov. [Monitoring of Recreational Forests]. Moscow: ONTI PNTS RAN; 2003. (In Russ.)

24. Rysin LP, Aleksakhina TI, Bykov AV, Kolesnikov AV et al. Serebrianoboskoye Opytnoye Lesnichestvo: 65 Let Lesnogo Monitoringa. [Serebryanoborskoe Experimental Forestry: 65 Years of Forest Monitoring]. Moscow: Tovarishchestvo Nauchnykh Izdaniy KMK; 2010. (In Russ.)

25. Cherepanov SK. Sosudistye Rasteniya Rossii i Sopredelnykh Gosudarstv (v Predelakh Byvshego SSSR). [Vascular plants of Russia and Neighboring Countries (within the Boederss of Former USSR)]. Saint Petersburg: Mir i Semya; 1995. (In Russ.)

26. Tsyganov DN. Fitoindikatsiya Ekologicheskikh Rezhimov v Podzone Khvoyno-Shirokolistvennykh Lesov. [Phytoindication of Ecological Conditions in the Subzone of Coniferous and Broad-Leaved Forests]. Moscow: Nauka; 1983. (In Russ.)

27. Braun-Blanquet J. Pflanzensoziologie. Grundzüge der Vegetationkunde. Wien, New York; 1964.

28. Ellenberg H, Weber HE, Düll R, Wirth V, Werner W, Paulißen D. Zeigerwerte von Pflanzen in Mitteleuropa. [Indicator values of plants in Central Europe]. Scripta Geobotanica. V. 18. Verlag Erich Goltze KG, Göttingen; 1991.

29. Landolt E. Okologische Zeigerwerts zur Sweizer Flora. Veroff Geobot Ins. ETH. Zurich. 1977;64:1-208.

30. Naaf T, Kolk J. Initial site conditions and interactions between multiple drivers determine herb-layer changes over five decades in temperate forests. Forest Ecol Manag. 2016;366:153-65. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2016.01.041.

31. Priputina I, Zubkova E, Shanin V, Smirnov V, Komarov A. Evidence of plant biodiversity changes as a result of nitrogen deposition in permanent pine forest plots in central Russia. Ecoscience. 2014:21(3-4):286-300.

32. Van Oijen D, Feijen M, Hommel P, den Ouden J, de Waal R. Effects of tree species composition on within-forest distribution of understorey species. Appl Veg Sci. 2005;8:155-66.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v12i4.563

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"