Состав и структура растительного покрова приморских экосистем российской Арктики (стр. 8 )

При осуществлении задач инвентаризации и мониторинга биоразнообразия для понимания его динамики и при низком таксономическом разнообразии, характерном для всех групп организмов в условиях высоких широт (Чернов, Матвеева, 2002; Чернов, 2008), особенно актуальным становится выяснение систематического положения и полиморфизма доминирующих видов.

Наши исследования показали, что на приморских экотопах отмечается относительно низкое таксономическое разнообразие флороценотического комплекса в условиях высокой вариабельности среды и изоляции. В этих же условиях оно восполняется активным видо - и формообразованием, что подтверждается нашими исследованиями внутривидового полиморфизма у доминирующих приморских видов из сем. Poaceae, Chenopodiaceae, Caryophyllaceae, Brassicaceae, Rosaceae, Asсteraceae. У всех изученных видов разнообразие наиболее консервативных признаков — структура верхней стороны листовой пластинки у Puccinellia, структура поверхности семян у видов Honckenya, Suaeda, Cochleariа — оказалось выше в популяциях, обитающих на побережьях Белого, Чукотского и Баренцева морей, т. е. в популяциях, встречающихся на периферии ареала вида, что еще раз подчеркивает усиленную временнýю нестабильность параметров среды в этих условиях и ее влияние на формообразование. Таким образом, фенотипическое разнообразие изученных признаков является важной характеристикой видов, которая на определенном этапе может показывать направление эколого-ценотической стратегии политипического вида и служить доказательством того, что для контактной зоны побережий арктических морей российской Арктики характерно повышенное видо- и формообразование.

Нашими исследованиями установлено, что для видов галофитного флороценотического комплекса важное значение имеет и сложность структуры местообитаний. Приморские растительные сообщества возникают на лишенной растительности и не имеющей фитоценотической среды поверхности почвы. В развитии первичных сообществ преобладают процессы сингенеза, приморские виды являются создателями растительности, образуют моновидовые сообщества. Для них характерен более длительный процесс сукцессионных смен, поскольку одновременно эти виды создают и преобразуют окружающую их среду. Они не вступают в конкурентную борьбу с другими видами, которых там просто нет, а все «силы» тратят на образование собственных приспособлений к меняющимся условиям среды. Наибольшее разнообразие растительных сообществ отмечено для побережий Белого и Берингова морей. Таким образом, прослеживается корреляция между структурной сложностью местообитания и видовым разнообразием приморской флоры.

При оценке возможного совместного эффекта антропогенных угроз и природных процессов (повышение уровня моря, термоабразия берегов, изменения пресного стока, ледовитости, температуры и ветрового режима) и для повышения эффективности деятельности по сохранению биоразнообразия морских и береговых экосистем на 1-е место по их экологической значимости и сохранению уникальности выходят наиболее репрезентативные участки, которыми и являются приморские экосистемы.

Впервые составленные нами для всего побережья российской Арктики эколого-динамические ряды и закартированное разнообразие растительного покрова на побережьях арктических морей стало основой при составлении карт распространения приморских растительных сообществ по побережьях российской Арктики для категорирования особо охраняемых морских и береговых участков в этом регионе и для выявления расположения ключевых биотопов, местообитаний и миграционных путей таксонов, а также районов особой научной значимости, требующих внимания в системе особо охраняемых природных территорий.

Выводы

1. На основании результатов наблюдений для побережий российской Арктики выделен литоральный флороценотический комплекс, характеризующийся высоким видовым разнообразием с подразделением входящих в него видов на 3 эколого-ценотические группы, которые использованы при характеристике эколого-динамических рядов растительности и синтаксонов.

2. Флора приморских экотопов российской Арктики рассматривается как объединенная парциальная флора (ОПФ). Она включает 113 видов сосудистых растений (12% от всей флоры Арктики), относящихся к 62 родам и 32 семействам, что свидетельствует о важной роли приморских экосистем в таксономическом разнообразии региона.

3. Установлено, что в десятке ведущих семейств таксономического спектра флороценотического комплекса побережий российской Арктики первые три места занимают семейства Poaceae, Cyperaceae и Asteraceae, на более высокую позицию поднимаются семейства Chenopodiaceae, Plantaginaceae, Apiaceae по сравнению с таксономическим спектром семейств локальных арктических флор.

4. В географической структуре флороценотического комплекса преобладают арктические циркумполярные виды, являющиеся эварктическими автохтонными элементами приморской флоры; среди арктических циркумполярных видов преобладают диплоиды.

5. На первичных маршевых илистых осушках доминируют эвгалофиты с арктическим циркумполярным европейским или чукотским ареалом, на вторичных маршах приморских кос и баров — мезогалофиты с гипоарктическим амфиокеаническим или американским ареалом. В псаммофитоне на косах и барах в сложении растительного покрова доминирующую роль играют виды с арктическим, реже гипоарктическим амфиокеаническим, чукотским или циркумполярным ареалами.

6. Впервые разработана классификация маршевых почв с подразделением на арктические маршевые солончаковатые, арктические маршевые солончаковые и арктические сульфидные маршевые почвы.

7. Впервые установлены ведущие экологические факторы, влияющие на растительный покров приморских экосистем побережий российской Арктики: кислотность, степень засоленности и солонцеватости почвенного слоя.

8. Таксономическая неоднородность парциальных приморских флор обусловливает различные пути освоения экотопов приморскими видами. Виды из семейств Ranunculaceae, Rosaceae, Fabaceae, Scrophulariaceae, Caryophyllaceae, Plantaginaceae, занимающих весьма низкое положение на филогенетическом древе цветковых, образуют в приморской зоне моно - или олигодоминантные сообщества. Для таксонов из семейств Аsteraceae, Cyperaceae, Poaceae свойственно внедрение в приморские сообщества единичных, но характерных глубокоадаптированных форм родового или видового ранга. Для семейств, имеющих по 1—2 представителя во флороценотическом комплексе, характерно проникновение единичных малохарактерных форм, в силу специфики приморского биотопа.

9. На основании полученных данных показано, что полиморфизм приморских видов укладывается в политипическую концепцию вида, а приморские экосистемы российской Арктики и сопредельных территорий являются целостным образованием и ареной повышенного видообразования.

10. Для динамических смен приморских сообществ характерны: преобладание в развитии первичных сообществ процессов сингенеза; более длительный процесс сукцессионных смен в связи с одновременным созданием и преобразованием среды; большая зависимость от физико-химических свойств субстрата; унифицированность растительности пионерных стадий. Первичность и стабильность растительных сообществ доказывается сходством начальных и значительной вариацией динамики заключительных стадий.

11. Концентрация солей в почвенном слое выступает как экологическая доминанта, регулирующая амплитуду и численность видов растительных сообществ. По мере увеличения рН на первичных маршах наблюдается замещение видов осок злаками, горизонтальная структура растительных сообществ первичных маршей характеризуется наличием в микропонижениях вышерасположенного сообщества совокупности видов нижележащего сообщества.

12. Впервые составлены полные эколого-динамические ряды и карты распространения приморских растительных сообществ на побережьях арктических морей, послужившие основой для категорирования особо охраняемых морских и береговых участков в российской Арктике.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Монографии

1. Сергиенко Л. А. Флора и растительность побережий российской Арктики и сопредельных территорий. Петрозаводск, 2008. Изд-во ПетрГУ. 225 с.

2. Zоckler С., Douglas Th., Collen B., Barry T., Forbes D. L., Loh J., Gill M., McRae L., Sergienko L. Ecological State of the Circum-Arctic Coast // In: Forbes, D. L. (editor). 2011. «State of the Arctic Coast 2010 — Scientific Review and Outlook». International Arctic Science Committee, Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone, Arctic Monitoring and Assessment Programme, International Permafrost Association. Helmholtz-Zentrum, Geesthacht, Germany, 178 p.: [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://arcticcoasts. org

3. Сергиенко Л. А. Раздел 2: 2.6. Районирование Арктической флористической области и географические особенности маршевой флоры на побережьях российской Арктики; Раздел 3: 3.8. Морские берега и приморская маршевая растительность; 3.9. Маршевые биотопы и сообщества на побережье Белого, Баренцева и Карского морей; 3.10. Маршевые биотопы и сообщества на побережье восточной части российской Арктики (в соавт. с Гаврило М. В.) // Атлас биологического разнообразия морей и побережий российской Арктики / Под ред. В. А. Спиридонова, М. В. Гаврило, Е. Д. Красновой, Н. Г. Николаевой. М.: Наука; WWF России, 2011. 64 с.

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

4. Сергиенко Л. А. Очерк флоры приморской полосы Белого моря // Бот. журн. 1983. Т. 68. № 11. С. 1512—1521.

5. Сергиенко Л. А. К анализу флоры приморской полосы побережий Белого моря // Естественные и технические науки. М., 2009. № 6. С. 108—112.

6. Сергиенко Л. А. О морфологической изменчивости в роде Гонкения семейства Гвоздичные (Honckenya Erch. Семейства Cariophyllaceae) // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Петрозаводск, 2010. № 4 (109). Июнь. C. 13—18.