На правах рукописи

Курбаналиева Гюльнара Сиражутдиновна

СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРНО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КСЕРОФИЛЬНЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ВОСТОЧНЫХ ПРЕДГОРИЙ ДАГЕСТАНА

специальность 03.02.08 – экология

(биология) – биологические науки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Махачкала – 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО

«Дагестанский государственный университет»

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Теймуров Абдулгамид Абулкасумович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор,

ФГБОУ ВПО «Московский государственный областной университет», профессор кафедры ботаники и основ сельского хозяйства.

кандидат биологических наук, ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет», зав. учебно-научной лабораторией «Гербарий»

Ведущая организация: ФГБУН Прикаспийский институт биологических

ресурсов ДНЦ РАН.

Защита диссертации состоится «11» июля 2012 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.053.03 при ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет» РД, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дагестанского государственного университета.

Автореферат разослан «___» ____________ 2012 г.

Отзывы, заверенные печатью, просим направлять РД, 1. Электронный адрес: *****@***ru Факс: 8(8722)

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к. г.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. За последние два столетия опубликовано большое количество работ, в той или иной степени касающихся вопросов флористики, систематики сосудистых растений, характеризующих растительность, антропогенные изменения растительного покрова, а также использование дикорастущих полезных растений, охрану растительного мира Дагестана. На современном же этапе исследования растительного покрова изучение экологических проблем целостности биологического разнообразия и условий его сохранения отличаются безусловной актуальностью, поскольку крупномасштабные антропогенные воздействия оказывают прямое или косвенное влияние на растительность, животный мир и среду, поддерживающую их существование.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Инвентаризация флор естественноисторических территорий на протяжении многих десятилетий остается одним из основных направлений ботанических изысканий в нашей стране. Эта работа в Предгорном Дагестане все еще далека от завершения. Свидетельством тому выявление на указанной территории не только новых местонахождений видов (Теймуров, Тайсумов, 2007; Красная книга Дагестана, 2009; Муртазалиев, 2011; Муртазалиев и др., 2012), но и новых для науки видов (Михайлова, 1991; Девятов и др., 1999, Левичев, Муртазалиев, 2005; Левичев, 2006; Тайсумов, Теймуров, 2010). Приводятся указания на новые местонахождения видов на исследуемой нами территории и в начатом в 2003 году капитальном издании «Конспект флоры Кавказа». Также выявлен ряд новых местонахождений и в ходе наших полевых исследований.

В последние десятилетия эколого-флористические исследования приобретают некоторые новые направления, связанные с применением новых информационных технологий в экспедиционно-полевой работе и камеральной обработке материалов.

Восточные предгорья Дагестана, на фоне остальной части республики, выделяются хорошо выраженной конгломератностью флоры и своеобразной высотно-поясной структурой растительного покрова. Многовековая пространственно-временная динамика геологических, геоморфологических и климатических факторов среды отразилась на таксономическом составе и фитоценотической приуроченности видов растений этой области. Полные сведения об их видовом составе, как части естественной флоры региона, имеют важное теоретическое и практическое значение, т. к. их экологические особенности, таксономический состав, географо-генетические связи и другие характеристики несут в себе информацию о многих аспектах формирования структуры растительного покрова и общей истории формирования ландшафтов региона.

Сведения о современной картине видового разнообразия состава ксерофильных растительных комплексов восточных предгорий Дагестана важны для познания закономерностей изменения их ценопопуляций в будущем и общей эволюции ландшафтов в естественных условиях и под влиянием антропогенных воздействий. Это открывает возможности для управления процессами, обеспечивающими сохранение, реабилитацию или воссоздание биологического разнообразия сообществ.

Цель и задачи исследования. Инвентаризация видового разнообразия ксерофильных растительных комплексов и фитосозологическая оценка репрезентативности системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) восточных предгорий Дагестана.

В работе решаются следующие задачи:

1. Установление систематического разнообразия ксерофильных растительных комплексов восточных предгорий Дагестана;

2. Ботанико-географическая классификация видов ксерофильных растительных комплексов по особенностям конфигурации общего ареала;

3. Сравнение географических типов и элементов, а также эколого-биологических спектров ксерофильных растительных комплексов по флороценотипам и ландшафтным экофонам;

4. Анализ эффективности охраны популяций редких исчезающих видов в существующих ООПТ и разработка рекомендаций по их оптимизации.

Научная новизна. По материалам собственных полевых исследований автора и обработки гербарного материла, собранного с исследуемой территории другими коллекторами выполнена ревизия систематического состава и составлен аннотированный список видового разнообразия растений ксерофильных растительных комплексов восточных предгорий Дагестана. Используя коэффициент ранговой корреляции Спирмена (ρs) и коэффициент сходства Серенсена-Чекановского (Ksc) выполнены сравнительные анализы систематического состава, эколого-биологических и структурно-фитоценотических особенностей ксерофильных растительных комплексов. Обсуждаются структурные показатели и закономерности, определяющие ботанико-географические, экологические, эколого-ценотические и другие характеристики ксерофильных растительных комплексов в районе исследований. На основе количественных и качественных показателей таксономического состава, геоэлементов и жизненных форм показано влияние голарктических флор на современную структурно-фитоценотическую картину ксерофильных растительных комплексов. Методами математической статистики проведена сравнительная оценка сходства систематической структуры, состава геоэлементов и жизненных форм К. Раункиера по высотным поясам и ландшафтным экофонам. Даны рекомендации по развитию сети ООПТ.

Основные защищаемые положения.

1. По результатам инвентаризации ксерофильных растительных комплексов восточных предгорий Дагестана выявлен видовой состав сосудистых растений (751 вид, 343 рода и 73 семейства). Данный систематический список является основой для проведения флористического анализа (систематического, эколого-ценотического, географического и биоморфологического);

2. Систематическая структура исследуемых ксерофильных растительных комплексов и сравнение их видового состава с сопредельными флорами Дагестана и отдельных регионов Кавказа свидетельствует о естественноисторической самостоятельности и функциональной индивидуальности, как природных комплексов.

3. Показателем оригинальности ксерофильных растительных комплексов является участие в их флористическом составе ряда эндемичных видов дагестанского происхождения, а показателем конгломератности нахождение изолированных местных популяций видов различного географического происхождения.

4. Из 42 редких и исчезающих видов, занесенных в Республиканскую и Федеральную Красные книги, в пределах современной сети ООПТ восточных предгорий Дагестана зарегистрировано только 23.

5. В целях обеспечения эффективной территориальной охраны ксерофильных растительных комплексов и популяций редких и исчезающих видов современная сеть ООПТ нуждается в корректировке и оптимизации

Теоретическая и практическая ценность работы. Полученные данные о видовом составе флоры ксерофильных растительных комплексов восточных предгорий Дагестана важны для составления общей сводки флоры Дагестана и Кавказа. Данные об эколого-биологических закономерностях высотно-поясного распространения и географо-генетических связях видов, а также о путях их проникновения в предгорную область Дагестана имеют существенное значение для восстановления картины флорогенеза и общей истории природы региона.

Результаты исследования могут быть использованы для разработки программы и мероприятий по восстановлению естественных фитоценозов на нарушенных участках ксерофильных комплексов восточных предгорий Дагестана.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались в материалах Международной научно-практической конференции «Водные и лесные ресурсы России: проблемы и перспективы использования, социальная значимость» (Пенза, 2009), ХIII Международной научной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа» (Грозный, 2011), II Международной научно-практической конференции «Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды» (экологические и правовые аспекты) (Махачкала, 2011).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 176 страницах текста, иллюстрирован 16 рисунками, содержит 22 таблицы. Список литературы содержит 200 источников, в том числе 22 иностранных авторов.

ГЛАВА 1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ БОТАНИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ПРЕДГОРНОГО ДАГЕСТАНА

Сведения о растительном покрове области расположенной между Каспийским морем и горами Дагестана, именуемой в рамках природных районирований Предгорным (Внешнегорным) Дагестаном, и территориально совпадающей с одной из наиболее урбанизированных регионов нашей республики, являются итогом продолжительного (около 300 лет) исследования. К настоящему времени фактические ботанические данные нашли отражение в таких капитальных флористических сводках как «Flora Caucasica critica» (), «Флора СССР» (), «Флора Кавказа» ( изд. 1; изд. 2), «Флора Северного Кавказа» (1978, 1980), в разноплановых монографических обработках и многочисленных научных статьях.

Наиболее ранние сведения о природно-климатических условиях Приморской низменности и Предгорного Дагестана содержатся в арабских летописях 9-10 вв. н. э., где, наряду с общегеографической характеристикой, приводятся сведения о некоторых плодовых деревьях и выращиваемых населением зерновых и овощных культурах (Добрынин, 1926).

Самые полные сведения о флоре Предгорного Дагестана и Дагестана в целом мы находим в капитальной 4-х томной сводке «Конспект флоры Дагестана» (2009), в которой, помимо систематического состава, имеются данные экологического и биогеографического характера. Другие публикации этого автора (2008, 2011, 2012 и др.) посвящены инвентаризации и районированию флоры Дагестана.

Продуктивно работает в последние годы , в личных публикациях которого и в работах с соавторами (1983, 1989, 1999, 2000, 2005, 2009,2010а, 2010б) нашли отражение сведения об отдельных экологических группах растений, обсуждаются вопросы охраны и истории флоры Дагестана.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА ВОСТОЧНЫХ ПРЕДГОРИЙ ДАГЕСТАНА

Дагестан, имея в виду географическую область, а не административные границы, занимает северо-восточную часть северных склонов Большого Кавказа, на месте наибольшего их расширения от Главного Кавказского хребта и до Приморской низменности. По устройству рельефа он отличается чрезвычайной расчлененностью и разнообразием. В нем могут быть выделены три продольных высотных пояса: пояс предгорий, внутренний горный и высокогорный (альпийский) Дагестан.

Восточные предгорья Дагестана представляют собой резко выраженную в рельефе морфоструктурную ступень, отделенную от Приморской равнины зоной контрастного перехода. Они приурочены к полосе развития третичных отложений, образующих передовые складки.

В даннной главе приводятся систематизированные литературные сведения о геологии и геоморфологии (п. 2.1), гидрографии (п. 2.2), климате (п. 2.3), почвах (п. 2.4) с цифровым табличным материалом, схемами и рисунками.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ СБОРА И АНАЛИЗА МАТЕРИАЛА

В данной главе приводится карта маршрутно-полевых исследований автора, даны сведения об объеме обработанного материала, методах, использованных автором на разных этапах выполнения работы.

Так, систематическая ревизия видового состава и таксономическая идентификация собранных растений производилась по «Флоре Северного Кавказа» (1978, 1980) и «Определителю растений Кавказа» (1949). Правильность определения проверялась сравнением с морфологическим описанием из «Флоры СССР» () и «Флоры Кавказа» (), а для видов, не вошедших в эти сводки по диагнозам в первоисточниках. Помимо указанных изданий руководствовались работами (1973, 1981). В работе принята монотипическая концепция вида. Латинские названия таксонов приводятся в соответствии с «Международным кодексом ботанической номенклатуры» и справочным руководством «Сосудистые растения СССР» (1981). Таксономический список составлен по системе Энглера (Engler, 1898).

В типизации географических ареалов руководствовались системой географических элементов, предложенной (2000а, 2000б) для кавказских флор. Классификация жизненных форм выполнена по системе К. Раункиера (1934). В математической обработке исходных данных использованы методические рекомендации (1970, 1974) и методические разработки (1974, 1984).

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ФЛОРЫ КСЕРОФИЛЬНЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ВОСТОЧНЫХ ПРЕДГОРИЙ ДАГЕСТАНА

4. 1. Систематический анализ

Согласно нашим данным, полученным в ходе исследования, в составе ксерофильных флористических комплексов восточных предгорий Дагестана встречается 751 вид сосудистых растений, относящихся к 343 родам и 73 семействам. В диссертации (Приложение 1) приводится полный систематический список. О систематическом богатстве и разнообразнии можно судить после проведения сравнения ее с данными о сопредельных или более отдаленных флорах (табл. 1). В количественном отношении изучаемая флора составляет 23,8% от флоры Дагестана, насчитывающей по последней сводке (20вид; 19,3% от флоры Северного Кавказа (3900 видов, Галушко, 1978, 1980). Видовая насыщенность составляет 0,17 видов на 1 км2.

Анализ систематического списка указывает на незначительное количество голосеменных (4 вида Juniperus и 2 вида Ephedra) и высших споровых (4 вида папоротников из семейства Aspleniaceae) растений, что суммарно соответственно составляет 0,80% и 0,53% от общего количества видов. В видовом составе ксерофильных флористических комплексов восточных предгорий Дагестана подавляющее большинство видов составляют покрытосеменные растения, среди которых преобладают двудольные (641 вид или 85,35%). К однодольным растениям относится 100 видов (13,32%). В таблице 1 для сравнения приводятся показатели флористического богатства и систематического разнообразия некоторых флор Большого Кавказа.

Таблица 1

Показатели флористического богатства

и систематического разнообразия некоторых флор Большого Кавказа

Флоры

(источник информации)

Число таксонов

Пропорции флоры

видов

родов

семейств

в/с

р/с

в/р

Северный Кавказ

(Середин, 1976)

3849

909

154

24,99

5,90

4,23

Зап. часть Центр. Кавказа (Галушко, 1976)

2299

640

115

19,99

5,57

3,59

Северная Осетия

(Корнаева, 1963)

680

307

67

10,15

4,58

2,21

Андийский хребет

(Абдулхаджиева, 2010)

1543

545

119

12,97

4,58

2,83

Гимринский хр. и Салатау

(Солтанмурадова, 2002)

1422

516

117

12,15

4,41

2,76

Аридные котловины Чечни и Ингушетии (Шахгириева, 2005)

1035

400

86

12,03

4,65

2,59

Ксерофильные комплексы восточных предгорий Дагестана

751

343

73

10,28

4,70

2,19

В совокупности к лидирующим семействам (табл. 2) относятся 505 видов и 230 родов, что составляет соответственно 67,23% и 67,07% от их общего количества. На наш взгляд, систематическая структура исследуемой флоры на уровне ведущих семейств соответствует закономерностям, присущим спектрам флор Средиземноморья (Камелин, 1973; Толмачев, 1986), а именно:

1. Положение на первом месте семейства Asteraceae (16,24%) со значительным отрывом от следующих за ним семейств;

2. Высокая численность видов четырех первых семейств Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Brassicaceae и Lamiaceae, включающих в сумме 351 вид, что составляет 46,72% от всей флоры;

Таблица 2

Крупные семейства флоры ксерофильных растительных

комплексов восточных предгорий Дагестана

№ п/п

Семейство

Число

видов

%

Число

родов

%

в/р

1

Asteraceae

122

16,24

49

14,29

2,49

2

Poaceae

70

9,32

37

10,79

1,89

3

Fabaceae

55

7,32

17

4,96

3,24

4

Brassicaceae

52

6,92

32

9,33

1,62

5

Lamiaceae

52

6,92

20

5,83

2,60

6

Chenopodiaceae

40

5,33

21

6,12

1,90

7

Caryophyllaceae

38

5,06

17

4,96

2,24

8

Apiaceae

29

3,86

19

5,54

1,52

9

Scrophulariaceae

25

3,33

7

2,04

3,57

10

Boraginaceae

22

2,93

11

3,21

2,00

ИТОГО:

505

67,23

230

67,07

3. Видная роль семейств Chenopodiaceae, Caryophyllaceae, Apiaceae, Scrophulariaceae, Boraginaceae.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5