WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

На правах рукописи

Крестов Павел Витальевич РАСТИТЕЛЬНЫЙ ПОКРОВ И ФИТОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СЕВЕРНОЙ ПАЦИФИКИ 03.00.05 – ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Владивосток - 2006 2

Работа выполнена в лаборатории геоботаники Биолого-почвенного института Дальневосточного отделения Российской академии наук

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, с.н.с. Кожевников Андрей Евгеньевич доктор биологических наук, проф. Шлотгауэр Светлана Дмитриевна доктор биологических наук, с.н.с. Назимова Дина Ивановна

Ведущая организация:

Центральный Сибирский ботанический сад СО РАН

Защита состоится 25 октября 2006 года в 10:00 в конференц-зале БПИ ДВО РАН на заседании диссертационного совета Д 005.003.02 при Биолого-почвенном институте ДВО РАН по адресу: 690022, Владивосток, пр. 100 лет Владивостоку, 159. Факс: (4232) 310193.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ДВО РАН Автореферат разослан 30 июля 2006 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук В.Ю. Баркалов 3

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Исследование организации растительного покрова на больших пространствах – один из фундаментальных аспектов экологии и биогеографии и ключ к разгадке современных и исторических процессов во флоре и растительности. Для понимания организации и движущих сил развития растительного покрова важно выявление закономерностей распределения его основных подразделений и выяснение их связей как с факторами абиотической среды, так и с качеством биологической информации, аккумулированной в разные эпохи исторического развития.

Наиболее распространенным методическим приемом исследования современной организации биоты в фитогеографии является анализ и сравнение флор и растительных комплексов различных регионов. Традиционно к решению таких задач подходили с позиций ботанико-географического районирования. При всей операциональности и логичности разработанных в России широкомасштабных схем (Геоботаническое..., 1947; Колесников, 1961; Шумилова, 1962; Тахтаджян, 1978; см. также Огуреева, 1991), они являются в значительной степени субъективным взглядом на результат длительных и глубоких процессов, происходящих на уровне флор и растительных комплексов в определенных условиях абиотической среды. Основным методом их построения были экспертные выбор и оценка детерминирующих факторов, а основным методом анализа был дедуктивный метод. Следствием этого является множественность фитогеографических решений, проявляющаяся в несовпадении главных границ и различной интерпретации фитохорий. С появлением возможностей обрабатывать большие массивы данных появился инструмент, позволяющий сделать районирование более объективным.

Объективизация районирования необходима при решении ряда прикладных и фундаментальных задач. Взаимоотношение климата и растительного покрова – одна из комплексных современных проблем экологии и эволюции биоты. Решение данной проблемы дает важный, базовый компонент методологий многих дисциплин, объекты которых, так или иначе, связаны с растительным покровом. В течение последних десятилетий был предложен ряд сценариев развития биоты при прогнозируемых климатических трендах (Love, Hendersson-Sellers, 1994; Tchebakova et al., 1995; Haxeltine, Prentice, 1996; Neilson, 1998, Walther et al., 2002 и др.). Однако выбор ограниченного числа объектов либо функциональных характеристик биоты, с одной стороны, и упрощенное представление о климатической зональности, с другой стороны, вкладывают значительную ошибку в разработанные сценарии. Прогнозные оценки растительного покрова и активно развивающаяся отрасль моделирования отношений биоты и среды требуют корректной формализации различно организованных компонентов биоты, одним из ключевых компонентов которых является растительный покров.

Объектом исследований является растительный покров северной Пацифики – части суши в пределах арктической и бореальной зон, а также северной и средней подзон умеренной зоны к северу от 35°с.ш., находящейся под влиянием Тихого океана.

Цель работы: на основе современных флористических, экологических и фитосоциологических данных показать основные закономерности распределения растительного покрова cеверной Пацифики, обосновать основные фитогеографические рубежи.

Задачи:

1) проанализировать разнообразие региональных климатов северной Пацифики;

2) провести сравнение региональных флор;

3) разработать фитосоциологическую классификацию зональной растительности региона;

4) установить географические и биоклиматические ареалы фитосоциологических единиц и провести их сравнительный анализ;

5) обосновать наличие и значимость фитогеографических рубежей в северной Пацифике;

6) проанализировать историческую динамику фитогеографических линий.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) классификация биоклиматов северной Пацифики;

2) система синтаксонов зональной растительности северной Пацифики;

3) синтаксоны растительности зональных местообитаний являются надежными индикаторами зональности, секторности и высотной поясности растительного покрова на региональном уровне;

4) основные рубежи фитогеографической зональности и секторности есть результирующие трех разновременных процессов: а) флорогенеза как функции исторических климатических смен и смен флористических комплексов; б) современной растительности как функции современного биоклимата, геоморфологии и современной флоры и в) уровня специализации флоро-ценотических комплексов, отражающих способность растительности переживать неблагоприятные климатические ситуации в рефугиумах.

Материалы. Научные достижения диссертации и выводы основываются на материалах, включающих около 3500 геоботанических описаний, выполненных лично автором в ходе полевых работ в Приморском (1991-2005) и Хабаровском (1996-2005) краях, в Еврейской автономной (2001-2004), Амурской (2004), Сахалинской (1999, 2001-2002), Камчатской (1995-2004), Магаданской (1999) областях, в республике Саха-Якутия (2005), а также на западе США и Канады (1997-1999), в Корее (2002) и Японии (2004-2006).

Научная новизна: 1) впервые для северо-восточной Азии разработана эколого-флористическая классификация зональных сообществ, проведен анализ ареалов типов растительных сообществ и сравнение зональных растительных комплексов для всей территории северной Пацифики; 2) впервые проведено сравнение североазиатских и западносевероамериканских региональных флор на основе полных видовых списков; 3) впервые проанализированы основные фитогеографические линии, полученные на основе флористического и ценотического подходов, обоснован уровень значимости линий с позиций флористического и ценотического подходов.

Практическое значение работы. Результаты исследований могут быть использованы в оценках биоразнообразия сосудистых растений различных районов северной Пацифики, в прогнозном моделировании развития растительного покрова в изменяющемся климате, в чтении курсов лекций по геоботанике, сравнительной флористике, фитогеографии в университетах. Результаты исследований используются в различных областях природопользования:

1) разработаны (Крестов, Верхолат, 2003) и утверждены в качестве дополнения к существующим нормативам по выделению особо защитных участков леса "Методические указания по выделению особо защитных участков леса в местах обитания и распространения редких и охраняемых видов животных и растений, а также ценных промысловых животных в лесах юга Дальнего Востока" (совместно с сотрудниками ДальНИИЛХ, ТИГ ДВО РАН, WWF); 2) разработаны и используются министерством лесов Британской Колумбии модели роста (Chen et al., 2002; Nigh et al., 2002a, b) и основанные на экологоклиматических переменных прогнозные модели продуктивности насаждений осины и черной ели (Krestov et al., 2000a, b; Klinka et al., 2002).

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на XX Congress of IUFRO, Tampere, Finland (1995), 41st IAVS symposium, Nagano, Japan (2000), 2 международном симпозиуме по информационным и телекоммуникационным ресурсам в зоологии и ботанике, Санкт-Петербург, Россия (2001), 3 международном форуме по проблемам науки, техники и образования, Москва (2001), VIII Congress of INTECOL, Seoul, Rep. Korea (2002), международном симпозиуме по фитогеографии северо-восточной Азии, Владивосток (2003), 51 Annual Congress of Japan Ecological Society, Kushiro, Japan (2004), XVII International Botanical Congress, Vienna, Austria (2005), 2nd Congress of the East Asian Federation for Ecological Studies, Niigata, Japan (2006); на региональных конференциях и симпозиумах в Санкт-Петербурге, Москве, Новосибирске, Хабаровске, Владивостоке; на научных семинарах University of British Columbia (Vancouver, Canada, 1997-1999), Victoria University (Victoria, Canada, 1999), Utsunomiya University (Utsunomiya, Japan, 2005), Tokyo University of Agriculture (Tokyo, Japan, 2006), Ботанического института РАН (Санкт-Петербург, 2001, 2003), Биолого-почвенного института ДВО РАН (1995-2005); на Комаровских чтениях (2003) и на заседаниях Приморского отделения Русского Ботанического общества (1995-2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 63 работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), объектов и методов (глава 2), результатов и обсуждения (главы 3-7) и выводов. Материалы диссертации изложены на 424 страницах и проиллюстрированы 51 рисунком и 20 таблицами. Список литературы включает 616 источников, в т.ч. 328 – иностранных.

Благодарности. Исследования стали возможны, благодаря финансовой поддержке исследований Биолого-почвенным институтом ДВО РАН, РФФИ (гранты 01-04-48593, 01-04-63024, 02-04-63096, 03-04-58025, 03-04-63168, 04 04-48523, 04-04-63071, 05-04-58551, 05-04-63043, 06-04-63005). Полевые работы на Камчатке и Курилах в 1995-1996, 1999-2001 годах стали возможны, благодаря участию в серии проектов РФФИ под руководством С.Ю. Гришина, в Канаде – благодаря проф. K. Klinka и финансовой поддержке отделения лесных наук университета Британской Колумбии; в Японии – благодаря проф.

Y. Nakamura и финансовой поддержке Японско-Российского фонда обменов (JREX). За обсуждение самых разнообразных проблем, связанных с организацией растительного покрова северной Пацифики, за критику, за поддержку автор глубоко признателен В.Ю. Баркалову, А.В. Беликович, А.В. Галанину, Н.Б. Ермакову, А.Е. Кожевникову, А.Г. Крылову, Ю.И. Манько, С.В. Осипову, Н.С. Пробатовой, В.А. Розенбергу, И.Н. Сафроновой, С.С. Харкевичу, Б.А. Юрцеву, В.В. Якубову, E.O. Box, S.W. Breckle, K. Dieren, K. Fujiwara, K. Klinka, J. Kolbek, A. Miyawaki, Y. Nakamura, K. Ohno, R. Pott, H. Qian, S. Rivas-Martnez, K. Sato, J.-S. Song.

1. Состояние флористических, фитосоциологических и фитогеографических исследований в северной Пацифике Процесс изучения растительного покрова по обе стороны Пацифики, начатый в 18 веке, в настоящее время продолжается с большой интенсивностью.

В главе приводится обзор основных направлений исследований. Анализ знаний о растительном покрове северной Пацифики показывает, что фитогеографические исследования в северо-восточной Азии в настоящее время развиваются в основном национальными школами на основе разных, подчас контрастных, подходов. В понимании закономерностей растительного покрова Азии и Северной Америки существуют очень большие разногласия, связанные с базированием на принципиально различных методологиях.

Прогресс в широкомасштабных исследованиях взаимодействий растительного покрова и климата северной Пацифики связан, прежде всего, с: 1) детализацией биоклиматического районирования; 2) разработкой единой сбалансированной иерархической системы синтаксонов растительности; 3) определением эколого-климатических ареалов единиц растительности; 4) интегрированием знаний о флоре и ее развитии и объяснением разнообразия растительности с позиций флорогенеза; 5) созданием концепции районирования, базирующегося на растительности как индикаторе текущих климатических условий, флоре как информационной составляющей растительного покрова и топографии как факторе локальных вариаций климата.

2. Районы исследования, материал и методы В результате 15-летних полевых исследований в ключевых районах северной Пацифики (рис. 1) были получены оригинальные данные о растительном покрове. Все обобщения выполнялись на основе сопряженных баз данных по климату, флоре и растительности, включающих как оригинальный материал, так и опубликованные данные, полнота и возможность использования которых в фитогеографических сравнениях тщательно проверялись.

Рис. 1. Регион северная Пацифика и районы детальных геоботанических исследований автора.

Климатические данные и их анализ. Климатическая база данных сформирована на основе литературных источников и включает данные 1800 станций северной Пацифики по важнейшим составляющим климата: тепловому режиму и влагообеспеченности. Выявление разнообразия биоклиматов проводилось согласно подходов S. Rivas-Martnez et al. (1999). Биоклиматы определялись с использованием следующих параметров: среднегодовая и среднемесячная температура; средняя, средняя минимальная и максимальная температуры самого холодного и самого теплого месяца года; среднегодовое и среднемесячное количество осадков; суммы летних и зимних осадков; сумма среднемесячных положительных температур; сумма среднемесячных температур летних месяцев; индекс континентальности; омбротермический индекс года, самых теплых и 2 самых сухих летних месяцев; сумма осадков 4 самых теплых месяцев года, а также 4 предшествующих и последующих месяцев; индекс увлажнения и др. Приведенные параметры были рассчитаны для каждой из климатических станций Азии и для 1020 станций запада Северной Америки.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»