Комплексные геоботанические исследования фитоценозов

http://www. ecosystema. ru/

Геоботанические исследования, являясь основной формой работы полевых ботаников, включают в себя комплексное изучение как самих растений, так и среды их обитания, которые оказывают взаимное влияние и, в определенной степени, "формируют друг друга".

Связано это, в первую очередь, с тем, что произрастание как отдельных видов растений, так и сформированных ими фитоценозов, напрямую зависит от комплекса физико-географических факторов, в первую очередь - от особенностей рельефа, почв и почвообразующих пород данной территории. Особенно велика, при этом, роль рельефа, который, хотя и косвенно, влияет на растительность и, являясь мощным трансформатором тепла и влаги, оказывает исключительно большое влияние на специфику фитоценозов и их распространение.

В свою очередь растения и сформированные ими фитоценозы изменяют среду своего обитания - макро - и микроклимат, состав, структуру и влажность почвы, подземную и поверхностную гидросеть.

Будучи функционально связанными с комплексом физико-географических условий, растения и их сообщества могут быть использованы как индикаторы (особенно виды и фитоценозы с узкой экологической амплитудой) различных особенностей природных условий - аэрации и увлажнения почвы, ее засоленности, карбонатности и механического состава, глубины залегания почвенно-грунтовых вод и т. п. Наиболее надежными индикаторами являются не отдельные виды, а группы видов или целиком растительные сообщества.

При геоботанических исследованиях основным объектом изучения является фитоценоз.

В отечественной геоботанической литературе наиболее широко используется определение, данное : “Под фитоценозом (растительным сообществом) надлежит понимать всякую совокупность растений на данном участке территории, находящуюся в состоянии взаимозависимости и характеризующуюся как определенным составом и строением, так и определенным взаимоотношением со средой…”.

Таким образом, фитоценоз - это не случайное собрание видов растений, а закономерная совокупность видов, приспособившихся, в результате длительного подбора, к совместному существованию в определенных условия внешней среды.

Часто вместо термина “фитоценоз” употребляется термин “растительное сообщество”. Однако, как считает (1973), термин “фитоценоз” целесообразнее сохранить для обозначения конкретных участков растительности, а “растительное сообщество” использовать как термин, не имеющий определённого объёма, как безранговое понятие для обозначения любого таксона в классификации растительного покрова.

Иногда в качестве синонима термина “фитоценоз” некоторые исследователи используют термин “участок ассоциации”.

Каждый фитоценоз характеризуется определённым набором признаков, из которых наиболее важное значение для разграничения одних фитоценозов от других имеют следующие:

1) видовой (флористический) состав;

2) количественные и качественные отношения между растениями, которые определяются разной степенью участия (обилием) различных видов и неодинаковой их значимостью в фитоценозе;

3) структура - вертикальное и горизонтальное расчленение фитоценоза;

4) характер местообитания - среда обитания фитоценоза.

Совокупность всех фитоценозов определенной территории называют растительностью, или растительным покровом данной территории.

http://eko. perm. ru/

Определять "сомкнутость" крон подроста и подлеска немного сложнее - их нельзя "просмотреть на свет" снизу вверх. Строго говоря, для определения обилия (относительной численности) травянистых и кустарниковых растений в геоботанике применяется другой показатель - проективное покрытие. Он выражается в процентах - менее 10 % - единичные растения, 100 % - полная "сомкнутость" растений. В силу того, что показатели сомкнутости крон и проективного покрытия очень схожи, здесь для простоты мы рекомендуем использовать показатель сомкнутости крон как для древесного яруса, так и для кустарникового.

Для обучения процедуре определения "сомкнутости крон" подроста и подлеска следует использовать обратный психологический прием - определять сомкнутость как проекцию крон на землю, представив, например, какую тень дали бы (или дают) кроны невысоких деревьев и кустарников, и сколько процентов поверхности земли было бы закрыто этой тенью.

Сомкнутость крон следует определять для каждого из выделяемых ярусов и пологов леса в отдельности - для спелого и приспевающего древостоя, для подроста и подлеска.

Для того, чтобы научиться делать это, проще всего опять же мысленно представить, что кроме оцениваемого в данный момент яруса или полога в лесу больше нет других ярусов и пологов и постараться оценить сомкнутость крон именно этого одного яруса. Затем следует перейти к следующему ярусу и т. д. Следует при этом учитывать, что в сложных многоярусных лесах суммарная сомкнутость крон различных ярусов может быть больше единицы (за счет перекрывания крон в разных ярусах).

Одной из основных характеристик древесного яруса является состав древостоя, то есть примерное количественное соотношение видов деревьев между собой. Для этого составляют формулу состава древостоя, которая является определяющей при характеристике биотопа.

Формула показывает долю каждого из видов деревьев (или процент количества стволов взрослых деревьев данного вида), произрастающих на данном участке, если принять общее количество деревьев этого участка за 10 баллов (или 100%). Названия видов деревьев в формуле обозначают заглавными первыми буквами, например, формула состава древостоя биотопа, состоящего из одних берез, пишется как 10Б.

Для определения формулы состава древостоя не надо пересчитывать все деревья в поле вашего зрения, достаточно оценить соотношение видов, выделяя по 10 стволов в разных местах биотопа. Таким образом, формула 4Е3Б2Ос1С расшифровывается как – четыре ели, три березы, две осины, одна сосна на десять стволов деревьев в поле зрения по ходу маршрута. Или в данном биотопе произрастают деревья, из которых 40% – ели, 30% – березы, 20% – осины, 10% – сосны. Если в биотопе произрастают несколько видов деревьев, названия которых начинаются на одну букву, то добавляют следующую за ней, например, Ол – ольха, Ос – осина.

Если в древостое произрастают несколько видов деревьев, принадлежащих к одному роду, то первая буква видового эпитета (второго слова в видовом названии) добавляется к заглавной букве  родового названия, например, Ол ч  – ольха черная, Ол с  – ольха серая.

Если произрастающий в биотопе вид дерева составляет менее 10% древостоя или менее 1 балла, то такой вид считают единично встречающимся и приплюсовывают к формуле, например, 9Е1Б + ед. Ос, то есть девять елей, одна береза, плюс единично осина. Сумма цифр в формуле состава древостоя всегда должна равняться десяти.

Кроме составления формулы состава древостоя, необходимо указать среднюю высоту и диаметр стволов по породам. Это особенно важно, так как разные виды птиц предпочитают леса разного возраста, а высота и диаметр являются одними из показателей возраста деревьев. Для определения высоты дерева подойдите к стволу и сделайте отметку на уровне своего роста (для применения этого способа надо знать свой рост), затем недалеко отойдите от дерева и мысленно отложите вверх отмеченное расстояние. Полученную в результате высоту отложите далее вверх по стволу, и так до самой верхушки. Количество отложенных по всей высоте дерева отрезков умножьте на два и на свой рост.

http://ecoclub. nsu. ru/books/Obr3-4/6.htm

Возраст растений определять надежнее всего по годовым кольцам спиленных деревьев, которые при желании можно найти практически в любом лесу. Кольца следует считать как можно ближе к основанию дерева. Если спиленных деревьев в лесу нет - приходится делать полный спил или срубить топором ствол лежащего дерева по крайней мере до сердцевины. Можно также воспользоваться свежим пнем, если таковые в лесу имеются.

Возраст подлеска также определяется по годовым кольцам на примере одного спиленного или срубленного растения.

Возраст подроста, в особенности ели и сосны, можно определить по мутовкам. У этих растений в молодом возрасте (до 30-40 лет) по всей длине ствола сохраняются отмершие (в нижней части кроны) или живые (в верхней части) ветви, которые растут пучками - мутовками, по нескольку ветвей на одном уровне по окружности ствола. Количество таких мутовок - от основания ствола до его вершины, примерно соответствует возрасту дерева, т. к. за один вегетационный сезон дерево прирастает на одно междоузлие (на одну мутовку). К числу лет, полученному при подсчете мутовок, следует прибавить по крайней мере три года, чтобы учесть период укоренения и начала роста.

При необходимости, например, при проведении сложных биоценотических исследований, все вышеперечисленные показатели (сомкнутость крон, диаметр стволов, высоту растений, высоту прикрепления крон и возраст) можно определять для каждого из видов древесного и кустарникового ярусов в отдельности. Возможности и место для занесения этих данных в стандартный бланк описания имеются.

Описание травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов.

По окончании описания древесно-кустарникового яруса (после заполнения таблицы) приступают к описанию травяно-кустарничкового и мохово-лишайни - кового ярусов.

В бланке описания участка растительного покрова предусмотрено наличие на описываемом участке различных форм микрорельефа - кочек (другими словами возвышенных микроучастков) и межкочий (т. е. понижений), которые обычно различаются между собой по видовому составу и распределению растений. Если таких форм микрорельефа на описываемом участке нет, то все описание травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов можно вести в одну колонку, а подзаголовки "кочки" и "межкочья" просто вычеркнуть.

Собственно описание травяно-кустарничкового яруса включает в себя составление списка видов растений на данном участке с приблизительной оценкой их обилия. Простейшим показателем обилия травянистых растений является показатель проективного покрытия. Проективное покрытие для травянистых растений - это фактически то же самое, что сомкнутость крон для древесного и кустарникового ярусов.

Проективное покрытие выражается в процентах и определяется для каждого вида в отдельности. При этом сумма значений проективного покрытия всех видов может быть и больше 100 (что чаще всего и бывает), в случае, если листья растений "перекрываются" (образуют несколько "пологов"). Если часть почвы остается незакрытой растениями, суммарное проективное покрытие может быть меньше ста процентов.

Точность определения проективного покрытия должна быть не менее 5 %.

При заполнении бланка в графе "травяно-кустарничковый ярус" названия растений пишут в одну колонку, или в несколько, если в одной колонке весь список не умещается. Желательно при этом, первыми в списке указывать кустарнички (черника, брусника и пр.), а затем травянистые растения в порядке убывания их численности (проективного покрытия). Редкие растения, с проективным покрытием менее 5 %, объединяют фигурной скобкой, напротив которой ставят суммарное значение их проективного покрытия. Единичные растения, также как и в случае с древесно-кустарниковым ярусом, помечают значком "ед.".

Таким же образом, как и травяно-кустарничковый ярус, описывают затем мохово-лишайниковый ярус, также указывая названия встречаемых мхов и лишайников (если они есть на почве и возможно их определение) и проективное покрытие каждого из видов.

Встречаемые во время описания неизвестные виды растений отбираются в гербарий и берутся с собой для дальнейшего определения. При этом в бланке описания им придается определенный номер (индекс), который после проведения определения заменяется на видовое название.

Проведение простейших геоботанических описаний на пробных площадях.

При необходимости проведения многолетних геоботанических исследований, или при проведении комплексных экологических исследований, где вместе с растительностью изучаются, например, почвы или насекомые, птицы или млекопитающие и т. д., геоботанические описания рекомендуется проводить на постоянных пробных площадях. Преимуществом исследований на пробных площадях является более строгий подход к самому описанию, возможность повторного описания на этом же участке, а также возможность проверки и сравнения описаний, выполненных разными исследователями. Последнее особенно важно при проведении геоботанических описаний с учебными целями, когда один опытный геоботаник может обучить или контролировать проведение описаний сразу несколькими учащимися.

Заложение и разметка пробной площади.

Для проведения геоботанического описания выбирается более или менее однородная территория размером (в лесу) 20х20 метров (классический вариант).

Разметить пробную площадь можно разными способами, в зависимости от местности и возможностей. Можно предложить следующий вариант разметки. В одном (произвольном) углу будущей пробной площади вбивается деревянный кол 3-7 см в диаметре и 2 м высоты. Возле него, с наружной стороны вырывается маркерная яма глубиной и шириной примерно 30 см. Ее назначение - служить дополнительной вехой-ориентиром на протяжении ближайших, по крайней мере, 10-15 лет. Вместо кола можно использовать дерево, если оно растет в подходящем месте.

От кола с помощью рулетки или заранее размеченной веревки отмеряется 10 м до второго угла, где также ставится кол и вырывается маркерная ямка. Несколько сложнее с третьим и четвертым углами - надо повторить ту же операцию, но соблюсти прямой угол между сторонами квадрата (обычно это делается с помощью буссоли или компаса). На одном или нескольких колах (или дереве) делается затёс, на котором пишется номер пробной площади, а также даты ее закладки и очередных посещений. Надписи можно делать карандашом, ручкой, маркером или фломастером. Каждый кол (дерево) желательно пометить яркой краской, чтобы облегчить поиск участка в последующие посещения.

После разметки пробной площади на ней проводят стандартное описание с использованием бланка и методики описания, изложенной выше.

Если стоит задача закартировать пробную площадь, то ее удобнее всего разбить на линии - полосы (например, по 1 метру шириной) и закартировать их каждую в отдельности, производя затем объединение границ микробиотопов на разных линиях. Это помогает более объективно сформировать общую схему расположения растений на участке.