Khanina L.G., Bobrovsky M.V., Zhmaylov I.V.

RJEE Vol. 4 (3). 2019 | DOI: 10.21685/2500-0578-2019-3-1
Аннотация | PDF (Eng) | Дополнительные файлы

Дата поступления 19.06.2019 | Дата опубликования 26.09.2019

 

УДК 574.472, 630*181 

 

VEGETATION DIVERSITY ON THE MICROSITES CAUSED BY TREE UPROOTING DURING A CATASTROPHIC WINDTHROW IN TEMPERATE BROADLEAVED FORESTS

 

L. G. Khanina
Institute of Mathematical Problems of Biology of the Russian Academy of Sciences – branch of the M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences, 1 Prof. Vitkevich street, Pushchino, 142290, Russia
E-mail: khanina.larisa@gmail.com

 

M. V. Bobrovsky
Institute of Physico-Chemical and Biological Problems in Soil Sciences of the Russian Academy of Sciences, 2 Institutskaya street, Pushchino, 142290, Russia
E-mail: maxim.bobrovsky@gmail.com

 

I. V. Zhmaylov
Russian Forest Museum, 4 5th Monetchikovsky lane, Moscow, 115054, Russia
E-mail: ulmus@yandex.ru

 

РАЗНООБРАЗИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ЭЛЕМЕНТАХ ВЕТРОВАЛЬНО-ПОЧВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ НА УЧАСТКАХ КАТАСТРОФИЧЕСКОГО ВЕТРОВАЛА В ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСАХ

 

Л. Г. Ханина
Институт математических проблем биологии РАН – филиал Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, Россия, 142290, Пущино, ул. проф. Виткевича, 1
Email: khanina.larisa@gmail.com

 

М. В. Бобровский
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН – обособленное подразделение ФИЦ ПНЦБИ РАН, Россия, 142290, Пущино, ул. Институтская, 2
Email: maxim.bobrovsky@gmail.com

 

И. В. Жмайлов
Федеральное бюджетное учреждение «Российский музей леса», Россия, 115054, Москва, 5-й Монетчиковский пер., д. 4
Email: ulmus@yandex.ru

 

Abstract. We analyzed the diversity of vascular plant species growing on microsites formed after tree falls with uprooting as a result of catastrophic windthrow that occurred in the temperate broadleaved forests of the Kaluzhskie Zaseki Reserve in 2006. Size characteristics of pits and mounds formed by uprooting of 110 individuals of 9 tree species were measured. Vegetation on microsites formed by 45 fallen trees of 8 species was described. We distinguished the following microsites: 1) top of the mound; 2) back side of the mound; 3) front side of the mound (from the trunk side); 4) pit over the mound; 5) pit in front of the mound in the case of rotational treefalls; 6) part of the trunk close to the roots (deadwood). Vegetation on 45 plots of 1×1 m in size and located close to but not affected by tree uprooting (reference plots, or reference communities) was also described. The results of the indirect ordination analysis revealed that the ecological and phytocoenotic differences between the plant associations of Querco – Tilietum cordatae and Aceri campestris – Tilietum cordatae persisted in the areas of catastrophic windthrow both on the plots of reference communities and in vegetation overgrowing pits and mounds. Ordination showed differences between the vegetation in the microsites formed by tree uprooting in a series of mound – deadwood – pit – reference community. On 251 plots, 78 vascular plant species were totally registered, among them 26 species were not found in the reference plots but occurred in the pit-and-mound microsites; 6 species were not found before the windthrow study in the descriptions of broadleaved and aspen forests of the Reserve, and 8 species were found in the descriptions of those forests no more than three times. New species are mostly species from the boreal (Phegopteris connectilis, Sambucus racemosa), nitrophilous (Rubus caesius), water-marsh (Epilobium hirsutum, Epilobium palustre), meadow-edge (Bromopsis inermis, Hypericum hirsutum, Conyza canadensis, Vicia cracca), and piny (Calamagrostis epigeios) ecological-coenotic groups. In general, the increase in plant diversity in the area of catastrophic windthrow is caused by the massive emergence of new microsites (pits, mounds and deadwood) and the subsequent appearance of species with different ecological and coenotic traits.

 

Keywords: windthrow, Kaluzhskie Zaseki Reserve, pit-and-mound topography, plant species diversity, DCA, ecological-coenotic groups.

 

For citation: Khanina L.G., Bobrovsky M.V., Zhmaylov I.V. Vegetation diversity on the microsites caused by tree uprooting during a catastrophic windthrow in temperate broadleaved forests. Russian Journal of Ecosystem Ecology. 2019;4(3). Available from: https://doi.org/10.21685/2500-0578-2019-3-1

 

Аннотация. Проанализировано разнообразие видов сосудистых растений, произрастающих на элементах ветровально-почвенных комплексов (ВПК) и образованных при падении деревьев в результате катастрофического ветровала 2006 г. в широколиственных лесах на территории заповедника «Калужские засеки». Получены размерные характеристики элементов ВПК для 110 вывалов 9 видов деревьев. Описана растительность 45 вывалов 8 видов деревьев на следующих элементах ВПК: вершина бугра, задняя и передняя стенки бугра, западина, передний клин (для провернутых вывалов) и прикомлевая часть ствола упавших деревьев (валеж). Растительность описана также на 45 площадках 1×1 м, расположенных рядом с ВПК, но не нарушенных ветровалом (фон или фоновые сообщества). Результаты непрямого ординационного анализа выявили, что экологические и ценотические различия между ассоциациями Querco-Tilietum cordatae и Aceri campestris-Tilietum cordatae сохраняются на участках массового ветровала как во фрагментах фоновых сообществ, так и в растительности на зарастающих вывалах деревьев. Одинация выявила различия растительности на микросайтах, формирующихся при вывале деревьев, в ряду бугор – валеж – западина – фон. Всего на 251 площадке зарегистрировано 78 видов сосудистых растений, из которых 26 видов не встречались вне микросайтов вывалов, а присутствовали только на элементах ВПК; 6 видов не были встречены до исследования ветровала в описаниях широколиственных лесов и осинников заповедника и 8 видов были встречены там не более трех раз. В основном виды, присутствующие только на элементах ВПК, относятся к бореальной (Phegopteris connectilis, Sambucus racemosa), нитрофильной (Rubus caesius), водно-болотной (Epilobium hirsutum, Epilobium palustre), лугово-опушечной (Bromopsis inermis, Hypericum hirsutum, Conyza canadensis, Vicia cracca) и боровой (Calamagrostis epigeios) эколого-ценотическим группам. В целом увеличение разнообразия растений при катастрофическом ветровале связано с массовым появлением новых микросайтов (элементов ВПК) и с увеличением участия на них видов разной экологической и ценотической приуроченности.

 

Ключевые слова: ветровал, заповедник «Калужские засеки», ветровально-почвенный комплекс, видовое разнообразие растительности, DCA, эколого-ценотические группы.