Неоднородность почвенно-растительного покрова при постагрогенной восстановительной сукцессии в средней подзоне тайги

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследований по выявлению особенностей неоднородности почвенно-растительного покрова на ранних стадиях самовосстановительной сукцессии, детерменированных биотическими и биокосными условиями, измененными под влиянием антропогенных факторов после длительной распашки на азональных окарбоначенных почвах в подзоне средней тайги (Россия, Архангельская обл., Каргопольский р-н). Объем анализируемого материала: 25 полнопрофильных почвенных разрезов, 500 почвенных проб, 125 площадок для учета видов деревьев и кустарников, 25 стандартных геоботанических пробных площадей, 250 площадок для учёта травянистых видов. Показано, что в первые 15 лет восстановительной сукцессии на залежном поле приоритет в фитоценотической значимости имеет травянистая растительность. В условиях остаточно карбонатных почв лесной зоны специализация экологических свойств, как приуроченность видов к определенным факторам, проявляется слабо и только у отдельных травянистых видов. Факторами формирования мозаичности растительного покрова на 15-летней залежи являются не изменчивость почвенных свойств и влияние поселившихся древесных и кустарниковых видов, а биологические свойства видов травянистых растений, их специфические потребности к экологическим факторам. Плодородие и увлажнение почв – главные факторы, обусловливающие варьирование растительности на этой стадии.

Об авторах

Е. Н. Наквасина

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Email: t.parinova@narfu.ru
Россия, 163002, Архангельск, наб. Северной Двины, 17

Т. А. Паринова

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Email: t.parinova@narfu.ru
Россия, 163002, Архангельск, наб. Северной Двины, 17

А. Г. Волков

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Email: t.parinova@narfu.ru
Россия, 163002, Архангельск, наб. Северной Двины, 17

Л. В. Голубева

Архангельский педагогический колледж

Автор, ответственный за переписку.
Email: t.parinova@narfu.ru
Россия, 163002, Архангельск, ул. Смольный Буян, 5

Список литературы

  1. Сукцессионные процессы в заповедниках России и проблемы сохранения биологического разнообразия / Под ред. Смирновой О.В., Шапошникова Е.С. СПб.: РБО, 1999. 549 с.
  2. Ettema Ch.H., Wardle D.A. Spatial soil ecology // Trends in ecology & evolution. 2002. V. 17. № 4. P. 177–183. https://doi.org/10.1016/S0169-5347(02)02496-5
  3. Zhou Z., Sun O.J., Luo Z. et al. Variation in small-scale spatial heterogeneity of soil properties and vegetation with different land use in semiarid grassland ecosystem // Plant and Soil. 2008. V. 310. № 1. P. 103–112. https://doi.org/10.1007/s11104-008-9633-1
  4. Townsend D.E., Fuhlendorf S.D. Evaluating relationships between spatial heterogeneity and the biotic and abiotic environments // The American Midland Naturalist. 2010. V. 163. № 2. P. 351–365. https://doi.org/10.1674/0003-0031-163.2.351
  5. Лебедева В.Х., Ипатов В.С., Тиходеева М.Ю. Неоднородность пространственной структуры живого напочвенного покрова в лесных сообществах // Вестник СПбГУ. Сер. 3. Биология. 2015. № 2. С. 32–46.
  6. Moreira E.F., Boscolo D., Viana B. Spatial Heterogeneity Regulates Plant-Pollinator Networks across Multiple Landscape Scales // PLoS ONE. 2015. V. 10. № 4. P. 1–19. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0123628
  7. Медведев В.В. Неоднородность как закономерное проявление горизонтальной структуры почвенного покрова // Грунтознавство. 2010. Т. 11. № 1–2. С. 6–15.
  8. Медведев В.В., Мельник А.И. Неоднородность агрохимических показателей почвы в пространстве и во времени // Агрохимия. 2010. № 1. С. 20–26.
  9. Мирин Д.М. Внутрифитоценозные элементы неоднородности растительного покрова // Изв. Самарского НЦ РАН. 2012. Т. 14. № 1(5). С. 1320–1323.
  10. Витковская С.Е. Особенности пространственной неоднородности агрохимических показателей почвы и массы растений в полевом опыте // Плодородие. 2009. № 5. С. 8–9.
  11. Гончаров В.М., Фаустова Е.В. Новые подходы к исследованию пространственной агрофизической неоднородности почвенного покрова // Вестник Оренбургского гос. ун-та. 2011. № 12 (131). С. 181–183.
  12. Басевич В.Ф. Почвенные сукцессии и их связь с неоднородностью подзолистых почв // Вестник Московского ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2011. № 3. С. 38–42.
  13. Юркевич М.Г. Горизонтальная структура агроценозов Южной Карелии // Экология и география почв / Под ред. Красильникова П.В. Петрозаводск, 2009. С. 105–115.
  14. Al-Rowaily S., El-Bana M., A.R. Al-Dujain F. Changes in vegetation composition and diversity in relation to morphometry, soil and grazing on a hyper-arid watershed in the central Saudi Arabia // Catena. 2012. V. 97. P. 41–49. https://doi.org/10.1016/j.catena.2012.05.004
  15. ванов А.И., Конашенков А.А., Хомяков Ю.В. и др. Оценка параметров пространственной неоднородности показателей плодородия дерново-подзолистых почв // Агрохимия. 2014. № 2. С. 39–49
  16. Ntasin A., Sompongchaiyakul P., Singhruck P. Soil Nutrients in heterogeneities land use in Haui-Luang Headwater Area of the Mekong River // Journal of Environmental Management and Tourism. 2017. V. 8. № 5. P. 1006–1012. https://doi.org/10.14505//jemt.v8.5(21).04
  17. Сидорова В.А. Изменение пространственной вариабельности почвенных свойств в результате антропогенного воздействия // Экология и география почв / Под ред. Красильникова П.В. Петрозаводск, 2009. С. 30–47.
  18. Paz-González A., Vieira S.R., Taboada Castro M.T. The effect of cultivation on the spatial variability of selected properties of an umbric horizon // Geoderma, 2000. V. 97. P. 273–292.
  19. Литвинович А.В. Пространственная неоднородность агрохимических показателей пахотных дерново-подзолистых почв // Агрохимия. 2007. № 5. С. 89–94.
  20. Okayasu T., Okuro T., Jamsran U., Takeuchi K. Degraded rangeland dominated by unpalatable forbs exhibits large-scale spatial heterogeneity // Plant Ecology. 2012. V. 213. № 4. P. 625–635. https://doi.org/10.1007/s11258-012-0027-3
  21. Dechesne A., Badawi N., Aamand J., Smets B.F. Fine scale spatial variability of microbial pesticide degradation in soil: scales, controlling factors, and implications // Frontiers in Microbiology. 2014. V. 5. № 667. https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00667
  22. Seabloom E.W., Bjørnstad O.N., Bolker B.M., Reichman O.J. Spatial signature of environmental heterogeneity, dispersal, and competition in successional grasslands // Ecological Monographs. 2005. V. 75. № 2. P. 199–214. https://doi.org/10.1890/03-0841
  23. Kumar S., Tohlgren T.J., Chong G.W. Spatial heterogeneity influences native and nonnative plant species richness // Ecology. 2006. V. 87. № 12. P. 3186–3198. https://www.jstor.org/stable/20069347
  24. DeAngelis D.L., Yurek S. Spatially explicit modeling in ecology: a review // Ecosystems. 2017. V. 20. № 2. P. 284–300. https://doi.org/10.1007/s10021-016-0066-z
  25. Смирнова О.В., Алейников А.А., Семиколенных А.А. и др. Пространственная неоднородность почвенно-растительного покрова темнохвойных лесов в Печоро-Илычском заповеднике // Лесоведение. 2011. № 6. С. 67–78.
  26. Wang L., Okin G.S., D’Odorico P. et al. Ecosystem-scale spatial heterogeneity of stable isotopes of soil nitrogen in African savannas // Landscape Ecology. 2013. V. 28. № 4. P. 685–698. https://doi.org/10.1007/s10980-012-9776-6
  27. Chen P., Chu Y., Gu F. et al. Spatial heterogeneity of vegetation and soil characteristics in oasis-desert ecotone // The Journal of Applied Ecology. 2003. V. 14. № 6. P. 904–908.
  28. Schooley R.L. Spatial heterogeneity and characteristic scales of species-habitat relationships // BioScience. 2006. V. 56. № 6. P. 533–537. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2006)56[533:shacso]-2.0.co;2
  29. Davies K.F., Chesson P., Harrison S. et al. Spatial heterogeneity explains the scale dependence of the native-exotic diversity relationship // Ecology. 2005. V. 86. № 6. P. 1602–1610. https://www.jstor.org/stable/3450785
  30. Zhukov A., Gadorozhnaya G. Spatial heterogeneity of mechanical impedance of atypical chernozem: the ecological approach // Ekológia (Bratislava). 2016. V. 35. № 3. P. 263–278. https://doi.org/10.1515/eko-2016-0021
  31. Солодовников А.Н., Рожков В.А. Исследование влияния древесной породы на почву методом дискриминантного анализа // Бюлл. Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2019. Вып. 96. С. 22–38. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-96-221-46
  32. Москаленко С.В., Бобровский М.В. Расселение лесных видов растений из старовозрастных дубрав на брошенные пашни в заповеднике “Калужские засеки” // Изв. Самарского НЦ РАН. 2012. Т. 14. № 1(5). С. 1332–1335.
  33. Vellend M., Verheyen K., Kathryn M. et al. Homogenization of forest plant communities andweakening of species–environment relationships via agricultural land use // J. of Ecology. 2007. V. 95. № 3. P. 565–573. https://doi.org/10.1111/j.1365-2745.2007.01233.x
  34. Macdonald D.V., Crabtree J.R., Wiesinger G. et al. Agricultural abandonment in mountain areas of Europe: environmental consequences and policy response // J. of Environmental Management. 2000. V. 59. № 1. P. 47–69. https://doi.org/10.1006/jema.1999.0335
  35. Розанов Б.Г. Морфология почв: Учебное пособие для вузов по спец. “Почвоведение и агрохимия”. М.: Изд-во МГУ, 1983. 320 с.
  36. Дмитриев Е.А. Глава из неоконченной книги “Неоднородность почвы” // Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Изд-во МГУ, 2001. С. 8–38.
  37. Горячкин С.В. Почвенный покров Севера (структура, генезис, экология, эволюция). М.: ГЕОС, 2010. 414 с.
  38. Geypens M., Vanongeval L., Vogels N., Meykens J. Spatial variability of agricultural soil fertility parameters in a gleyic podzol of Belgium // Precision Agriculture. 2004. V. 1. P. 319–326. https://doi.org/10.1023/A:1009977109430
  39. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.
  40. Понятовская В.М., Сырокомская И.В. Опыт сравнительной оценки участия вида в строении лугового сообщества // Труды БИН АН СССР. Сер. III.Геоботаника. Л.: АН СССР, 1960. Вып. 12. С. 127–139.
  41. Смирнова О.В., Ханина Л.Г., Смирнов В.Э. Эколого-ценотические группы в растительном покрове лесного пояса Восточной Европы // Восточно-европейские леса: история в голоцене и современность / Под ред. Смирновой О.В. СПб., 2004. Кн.1. С. 165–175.
  42. Тиходеева М.Ю., Лебедева В.Х. Практическая геоботаника (анализ состава растительных сообществ). СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2015. 166 с.
  43. McCune B., Mefford M.J. PC-ORD Multivariate Analysis of Ecological Data, Version 6. Gleneden Beach, Oregon: MjM Software Design. 2011. 28 p.
  44. Цыганов Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. М.: Наука, 1983. 196 с.
  45. Грохлина Т.И., Ханина Л.Г. О компьютерной обработке геоботанических описаний по экологическим шкалам // Математическое моделирование в экологии: Мат-лы 4-й нац. науч. конф. с международн. участием. Отв. ред. Комаров А.С. Пущино, 2015. С. 63–64.
  46. Oksanen J., Blanchet F., Friendly M. et al. 2017. vegan: Community Ecology Package. R package version 2.4-4.
  47. Витковская С.Е. Методы оценки неоднородности почвенного покрова при планировании и проведении полевых опытов. СПб.: Агрофизический институт, 2011. 52 с.
  48. Басевич В.Ф., Тетенькин В.Л. Неоднородность подзолистых почв и пестрополье // Вестник Московского ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2010. № 2. С. 35–42.
  49. Лебедева В.Х., Тиходеева М.Ю. О неоднородности лесной и болотной растительности Нижне-Свирского заповедника // Бот. журн. 2017. Т. 102. № 6. С. 746–767.
  50. Тиходеева М.Ю., Лебедева В.Х., Панфиловская К.А. Классификация типов зарастания суходольных лугов // Сборник научных трудов ГНБС. 2016. Т. 143. С. 242–248.
  51. Орлова М.А., Лукина Н.В., Камаев И.О. и др. Мозаичность лесных биогеоценозов и продуктивность почв // Лесоведение. 2011. № 6. С. 39–48.
  52. Роль почвы в формировании и сохранении биологического разнообразия / Отв.ред. Добровольский Г.В., Чернов И.Ю. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2011. 273 с.
  53. Разнообразие почв и биоразнообразие в лесных экосистемах средней тайги / Отв. ред. Федорец Н.Г. М.: Наука, 2006. 287 с.

Дополнительные файлы


© Е.Н. Наквасина, Т.А. Паринова, А.Г. Волков, Л.В. Голубева, 2023