WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

subsp. strictum преоблаsubsp. arvense subsp. boreale, Bistorta minus дают boreale, subsp. alpigena, vivipara, Dicзлаки Rumex boreale Ranunculus ranum graminifolius borealis elongatum общее проектив19–27% 25–100% 65–95% 65–90% 85% 97% 55% ное покрытие (ПП) среднее ПП кустар0% 0% 8–75% 0–61% 0% 0% 0% никового яруса среднее ПП травяно-кустар- 10–25% 25–40% 40–64% 35–87% 50% 74% 49% ничкового яруса среднее ПП мхов 5–11% 7–34% 28–80% 30–85% 84% 96% 26% среднее ПП 1–2% 3–46% 1–6% 0–8% 7% 2% 0% лишайников *далее везде: (1) – асс. Poo–Carisetum concolor; (2) – асс. Bistorto-Betulion nanae  Глава 4. Фитоиндикация дефляционного и оползневого процессов Одной из особенностей тундровой растительности является ее замедленное саморазвитие, за счет чего экзогенная динамика проявляется особенно ярко (Матвеева, 1998). Структура и динамика растительности значительно отличаются на разнотипных поверхностных отложениях в связи с различиями в ведущих экзогенных процессах.

4.1. Структура и динамика растительности как показатель развития дефляции Структура растительного покрова кустарничково-мохово-лишайниковых полигональных тундр (союз Luzulo–Festucion rubrae) на поверхностях морских террас, перекрытых песками, мозаична, что определяется микрорельефом – микроповышения являются очагами дефляции. Переходы между сообществами плавные на первых этапах дефляции и резкие при высокой степени развеянности.

Кластерный анализ (рис. 3) субассоциаций союза указывает на их высокое флористическое сходство. Значения уровня их связи, за исключением Polytrichetosum hyperboreum (наиболее флористически бедной), высоки и находятся в узком диапазоне значений, что свидетельствует об экологической преемственности сообществ. В результате анализа синтаксоны сгруппировались по сходству занимаемых экотопов, близких по степени развеянности.

Ledetosum decumbens  Arctoetosum alpinae  Tanacetosum bipinnatum  tipicum  Polytrichastrietosum alpinum  Salicetosum polaris  Oxytropietosum sordidae  Cerastietosum arvense  Polytrichetosum hyperboreum  сходство (%) 50 Рис.3. Дендрит кластерного анализа субассоциаций союза Luzulo–Festucion rubrae (по методу одинарной связи) С помощью метода канонического корреспондентного анализа (Hill, Gauch, 1980) был составлен эколого-динамический ряд растительности в связи с развитием дефляции (рис. 4). Анализ подтвердил результаты экологической ординации, показав, что вклад других факторов в динамику растительности на этой территории минимален.

1  4  2  4  2  5  3  единичные растения (обычны Equisetum arvense subsp.

3  boreale, Festuca rubra subsp. arctica, Rumex graminifolius) Рис. 4. Дефляционный эколого-динамический ряд растительных сообществ развеваемых песчаных отложений Центрального Ямала (стадии дефляции: 1 – условно-коренных сообществ, 2 – слабого развеивания, 3 – умеренного развеивания, 4 – сильного развеивания, 5 – полной деградации растительности) Интегральным показателем степени развеянности экотопа выступает общее проективное покрытие (ОПП) сообществ, значения которого показывают нормальное распределение в пределах всех синтаксонов, за исключением субасс.

Ledetosum decumbens. Различия в ОПП сообществ субасс. Ledetosum decumbens намного выше, чем у других субассоциаций, что, по-видимому, связано с Salicetum ассоциация nummulariae Rumicietum ассоциация graminifolius большим структурным разнообразием условно-коренных сообществ, занимающих как морозобойные полигоны, так и трещины повторно-жильных льдов.

Видовая насыщенность сообществ почти линейно снижается в экологодинамическом ряду, видовое богатство повышается на начальных стадиях дефляции за счет случайных видов, а затем снижается. С развитием дефляции выпадают кустарнички, наиболее устойчивы простратные биоморфы. В ходе сукцессии возрастает участие длиннокорневищных поликарпических трав, для промежуточных стадий характерны стержнекорневые, снижающие участие на финальной стадии, где выпадают и короткокорневищные.

Выявлен комплекс фитоиндикаторов степени развития дефляции – 1) дифференциальные виды; 2) ОПП сообществ, ПП травяно-кустарничкового яруса, мхов и лишайников; 3) показатели видового разнообразия; 4) набор биоморф высших растений; 5) индикаторные виды (определены по положению ценотического оптимума). На основе комплекса фитоиндикаторов и положения синтаксонов в эколого-динамическом ряду были выделены стадии дефляции (табл. 2).

Стадия условно-коренных сообществ обладает собственными видамииндикаторами (Ledum decumbens, Pedicularis hirsuta, Vaccinium vitis-idaea subsp.

minus, Polytrichum piliferum, Cetraria nigricans, Ochrolechia frigida, Peltigera scabrosa), остальные образуют ряд преемственности, объединяя несколько стадий.

Таблица 2.

Индикаторные виды, объединяющие стадии дефляции условно- полной слабого умеренного сильного стадии дефяции коренных деградации развеивания развеивания развеивания сообществ растительности Arctoetosum Salicetosum polaris, синтаксоны tipicum и Ledetosum alpinae и Oxytropietosum sordidae Polytrichetosum Cerastietosum виды- decumbens Tanacetosum и Polytrichastrietosum hyperboreum arvense индикаторы bipinnatum alpinum Thamnolia vermicularis Bryocaulon divergens Equisetum arvense subsp. minus Сообщества стадии слабого развеивания рассматриваются как критические, маркирующие начало уязвимости экосистемы. Даже минимальная нагрузка на эти сообщества приведет к активизации дефляции, которая трансформирует растительность таким образом, что ее возврат в субклимаксное состояние (при условии снижения интенсивности процесса) потребует значительного времени.

4.2. Структура и динамика растительности как показатель криогенного оползания Растительность склонов морских террас, представленная сообществами ерниково-ивняковых (союз Equiseto–Salicion glaucae), ерниковых (асс. Vaccinio– Betuletum nanae), мохово-травяных (асс. Luzulo–Polytrichetum juniperinum) тундр и разнотравно-злаковых лугов (асс. Alopecuretum pratensis), образует сложную сукцессионную систему, объединяющую четыре эколого-динамических ряда (рис. 5). Различия между рядами определяются степенью трансформации экотопа криогенным оползнем, которая зависит от положения участка относительно траектории его движения и типа образовавшейся оползневой морфоструктуры.

Рис. 5. Сукцессионная система растительности склонов морских террас На центральных частях поверхностей скольжения (ПС) оползней развиваются первичные сукцессии (из-за полного снятия растительности и СТС), а на периферических частях ПС и оползневых телах (ОТ) – вторичные (здесь сохраняются фрагменты исходной растительности и характерны протяженные границы с ненарушенными участками). Для возрастных характеристик использованы радиоуглеродные датировки возраста оползневых морфоструктур, проведенные А.И. Кизяковым и М.О. Лейбман (2007).

Результаты корреспондентного анализа показали наличие двух условных экологических факторов, определяющих развитие сукцессии растительности (рис. 6).

Сопряженный анализ динамических смен растительности и параметров экотопов выявил наибольшее значение в ходе сукцессии саморазвития сообществ (ось абсцисс). Вторым по значимости фактором (ось ординат) является минерализация грунтовых вод, его действие снижается по мере восстановления исходных параметров экотопов. О взаимосвязи динамики растительности и изменения минерализации грунтовых вод свидетельствуют и происходящие параллельные изменения в накоплении химических элементов растениями (Ermokhina, Ukraintseva, 2003).

Рис. 6. Корреспондентный анализ синтаксонов экологодинамического ряда центральных частей поверхностей скольжения (значения факторов в условных единицах) В четырех построенных эколого-динамических рядах отмечается возрастание общей фитомассы сообществ и фитомассы Salix glauca до предфинальной стадии сукцессии и последующее ее снижение, что коррелирует со снижением минерализации грунтовых вод с пресной до ультрапресной.

Видовое богатство синтаксонов увеличивается на предсубклимаксной стадии сукцессии, видовая насыщенность почти не меняется. Вселение видов более южного распространения происходит на начальных и промежуточных стадиях, когда отсутствует моховой покров. Начальные стадии сукцессии характеризуются преобладанием длиннокорневищных трав, обладающих пионерной стратегией, их роль постепенно снижается по мере восстановления растительности. В ходе сукцессии возрастает участие прямостоячих кустарничков и плотнодерновинных трав. Перед финальной стадией происходит смена преобладающих по фитомассе компонентов сообществ – Salix glauca резко снижает участие, а мхи, наоборот, его повышают.

Склоны террас представляют собой сложные системы оползней разных возрастных генераций, часто наложенных друг на друга, что затрудняет выделение оползневых морфоструктур визуально по рельефу. Анализ сукцессионных смен позволил выявить комплекс индикаторов давности схождения оползня и типа оползневой морфоструктуры – 1) дифференциальные виды синтаксонов; 2) индикаторные виды (определены по положению их ценотического оптимума в сукцессионной системе растительности); 3) общая надземная фитомасса сообществ, фитомасса Salix glauca и мхов; 4) набор биоморф высших растений.

При невыработанном профиле склона развитие оползня возможно на любой стадии восстановления растительности. Тем не менее, видовой состав сообществ является значимым фактором их активизации. Наиболее устойчивы к развитию процесса сообщества промежуточной и поздней стадий восстановления, для которых характерен сомкнутый покров из Salix glauca. Субклимаксные сообщества оказываются крайне неустойчивыми к развитию оползней, в том числе и из-за отсутствия в них растений с корневыми системами, способными «удерживать» структуру СТС.

Глава 5. Фитоиндикационное картографирование экзогенных процессов Выявляются различия в структуре растительного покрова в зависимости от развития того или иного экзогенного процесса. На участках потенциального развития дефляции характерно сочетание условно-коренных сообществ и комплексов сообществ дефляционного типа. Субассоциации, входящие в комплексы, являются соседствующими звеньями эколого-динамического ряда. На космических снимках комплексы дефляционного типа читаются по характерным концентрическим структурам, центр которых – очаг дефляции с сильно разреженной растительностью, окруженный более сформированными сообществами. Условно-коренная растительность составляет фон растительного покрова с редкими вкраплениями комплексов дефляционного типа.

Растительный покров склонов морских террас представляет сочетание комплексов сообществ, занимающих одновозрастные оползневые морфоструктуры (комплексы обычно четырехчленные, а сообщества являются звеньями разных сукцессионных рядов), и комплексов, занимающих склоны с невыраженным оползневым микрорельефом. Элементы комплексов могут значительно отличаться по площади, границы между комплексами и сообществами достаточно четкие.

На основе полученных результатов была создана фитоиндикационная ГИС развития экзогенных процессов в западной части Центрального Ямала, включающая слои: 1) морфологическую карту рельефа, составленную на основе топографической карты (выделены зоны денудации, транзита и аккумуляции материала); 2) карту поверхностных отложений, составленную по литературным данным; 3) серию отдешифрированных АФС модельных участков и прилегающих территорий; 4) слой, содержащий значения индекса NDVI, характеризующего плотность растительности, составленный по космическому снимку Landsat ЕTM+.

Сопряженный анализ этих слоев позволил составить фитоиндикационные карты дефляционного и оползневого процессов масштабов 1:10 000 и 1:150 000, по которым были определены площади распространения экзогенных процессов (табл. 3).

Таблица 3.

Площади участков, затронутых экзогенными процессами* Дефляция Криогенные оползни скольжения стадии % от % от площади стадии % от % от площади процесса площади модельной процесса площади модельной выявления территории выявления территории (171,6 км2) (4037 км2) (1014,6 км2) (4037 км2) молодых условно-коренных оползневых 88,52% 3,77% 13,31% 3,35% сообществ морфоструктур старых оползневых морфоструктур (до слабого развеивания 4,78% 0,20% 41,53% 10,44% 300 лет) древних оползневых умеренного морфоструктур (4,55% 0,19% 26,59% 6,68% развеивания – 2000 лет) стадия субклимакса сильного развеивания 1,86% 0,07% (склоны с невыра18,57% 4,67% полной деградации женным оползне0,29% 0,01% вым микрорельефом) растительности * площади определены автоматически в программной среде ArcInfo 9.Следуя принципам экстраполяции индикационных закономерностей (Виноградов, 1984), установленные связи растительности со свойствами абиотических компонентов экосистем и ведущими экзогенными процессами возможно распространить на северную полосу подзоны типичных тундр Гыдана.

Оба полуострова лежат в одном секторе субполярной климатической зоны (Ямало-Гыданская область, 1977), их общая история развития проявляется в сходном геологическом строении и, в частности, в распространении засоленных отложений верхнеплейстоценовых морских террас (Дубиков, 2002). Развитие дефляции и криогенного оползания было отмечено как для Ямала, так и для Гыдана (Воскресенский, 2001; и др.). Согласно флористическому и ботаникогеографическому делению, Ямал и Гыдан относятся к одной подпровинции, что предполагает сходный набор видов и их близкую ценотическую роль на аналогичных ландшафтных позициях.

Рис. 9. Фрагменты фитоиндикационных карт экзогенных процессов (ОФ – общая фитомасса, ФS – фитомасса Salix glauca, ФМ – фитомасса мхов) Выводы:

1. Описаны 23 субассоциации, 7 ассоциаций и 2 союза. Кустарничково-моховолишайниковые полигональные тундры (союз Luzulo–Festucion rubrae) индицируют песчаные отложения, перекрывающие субгоризонтальные поверхности морских террас. Ассоциации этого союза индицируют интенсивность дефляции, а их субассоциации связаны со стадиями процесса.

Сочетание ерниково-ивняковых (союз Equiseto–Salicion glaucae), ерниковых (асс.

Vaccinio–Betuletum nanae), мохово-травяных тундр (асс. Luzulo–Polytrichetum juniperinum) и разнотравно-злаковых лугов (асс. Alopecuretum pratensis) связано с глинистыми отложениями склонов морских террас. Сообщества союза Equiseto– Salicion glaucae диагностируют наличие оползневого нарушения, ассоциации союза уточняют его характер, субассоциации связаны со степенью минерализации грунтовых вод местообитаний, а через нее и с давностью оползневого нарушения.

Сообщества ассоциации Vaccinio–Betuletum nanae являются условно-коренными, ассоциация Alopecuretum pratensis индицирует свежие поверхности скольжения, ассоциация Luzulo–Polytrichetum juniperinum – участки снежников.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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