Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/ ZENODOarrow_drop_down
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/
ZENODO
Part of book or chapter of book . 2024
License: CC BY
Data sources: ZENODO
ZENODO
Part of book or chapter of book . 2024
License: CC BY
Data sources: Datacite
addClaim

Мощность лесной подстилки в зарослях инвазионного кустарника рябинника рябинолистного (Sorbaria sorbifolia (L.) A. Braun) в условиях сосновых лесов Среднего Урала

Мощность лесной подстилки в зарослях инвазионного кустарника рябинника рябинолистного (Sorbaria sorbifolia (L.) A. Braun) в условиях сосновых лесов Среднего Урала

Abstract

Вторжение в наземные экосистемы чужеродных видов растений является глобальной экологической проблемой в связи со способностью некоторых из них вытеснять местные виды, что в свою очередь имеет последствия для выживания и воспроизводства растительных сообществ и связанных с ними организмов. Кроме того, влияя на мощность и химический состав подстилки (Castro-Díez et al., 2012; Lanta et al., 2013, 2015), инвазионные растения могут трансформировать такие важные процессы, как круговорот питательных веществ и разложение, и тем самым фундаментально изменять функционирование экосистем (Liao et al., 2008). Состояние лесной подстилки можно рассматривать как показатель влияния инвазионного вида на некоторые экосистемные параметры, так как мощность лесной подстилки – это важная характеристика деструкционных процессов. Цель работы: выявить влияние инвазионного кустарника рябинника рябинолистного (Sorbaria sorbifolia (L.) A. Braun) на мощность подстилки в лесных фитоценозах Среднего Урала. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Район. Данные собраны в южно-таежной подзоне бореальной зоны Среднего Урала (Россия) на территории г. Екатеринбурга – крупного города с населением 1.5 млн человек. Климат умеренно континентальный, средняя температура +3.0°C, января –12.6°C, июля +19.0°C, годовая сумма осадков 537 мм. В окрестностях города преобладают сосновые травяные, травяно-кустарничковые и зеленомошные леса (Куликов и др., 2013) на дерново-подзолистых почвах и буроземах. Исследования проведены в лесопарках «Уктусский» и «Юго-Западный». Преобладающая растительность на их территориях – фрагменты условно-коренных относительно одновозрастных лесов из Pinus sylvestris L., возникших до начала городской застройки, с деревьями основного поколения 90–120 лет. Общая черта сообществ лесопарков – выраженный ярус высоких кустарников и деревьев второй величины с присутствием большого числа адвентивных видов (Золотарева и др., 2012; Веселкин и др., 2018; Веселкин, Коржиневская, 2018). Рябинник рябинолистный – инвазионный вегетативно-подвижный кустарник из семейства Rosaceae Juss., известен как лекарственное растение, активно применяется в китайской и японской медицине (Kim, Zee, 2000). В надземной части и корнях Sorbaria sorbifolia обнаружены катехины, метилированные и ацетилированные производные флавонов, флавонолов, флаванонов и фенолкарбоновых кислот, которые проявляют иммуномодулирующую, гепатопротекторную и противоопухолевую активность (Карпова, Полякова, 2009). Рябинник обладает фитонцидной активностью (Кочергина, Дарковская, 2009). Природный ареал рябинника рябинолистного охватывает Сибирь, Дальний Восток, Камчатку, Японию, Корею, Китай и Центральную Азию (Флора СССР, 1939; Флора Сибири, 1988). Растет вдоль болот, рек, в лесах. Во вторичном ареале считается инвазионным видом (Виноградова и др., 2010; Jurševska, 2007; Dobravolskaitė, Gudžinskas, 2011; Лукаткин, Хапугин, 2018) или трансформером (Панасенко, 2013). На Среднем Урале отнесен к видам, расселяющимся в нарушенных местообитаниях, которые в дальнейшем смогут внедриться в естественные сообщества (Третьякова, 2016). Граница естественного ареала S. sorbifolia проходит в 1–1.5 тыс. км восточнее Екатеринбурга. В Екатеринбурге рябинник массово используется в озеленении с конца 50-х гг. (Федосеева, Благодаткова, 2011). В настоящее время в лесопарках Екатеринбурга, как правило, под пологом сосновых лесов, обнаружены десятки отдельных зарослей (локалитетов) размером в десятки–первые сотни метров. Измерения. В 2023 г. исследованы шесть отдельных зарослей (участков) S. sorbifolia под пологом соснового леса: три – в лесопарке «Уктусский», три – в лесопарке «Юго-Западный», в центральной части каждой из них заложена пробная площадь 10×10 м2. В качестве контроля – шесть пробных площадей в сосновом лесу (10×10 м2), заложенных в непосредственной близости от зарослей рябинника. Мощность подстилки измеряли с помощью линейки с точностью до 0.5 см в 20 точках на пробную площадь. Границу подстилки с почвой устанавливали по структуре, плотности и цвету. Расположение точек случайное, исключая пристволовые участки (с радиусом до 0.5–1 м от ствола) и лесные поляны (Воробейчик, 1997). Всего было 120 измерений в зарослях рябинника и 120 измерений в сосновом лесу. Влажность почвы под пологом рябинника измеряли в 2021 г. на тех же пробных площадях с помощью анализатора влагосодержания HH2 Moisturemeter (Великобритания; DeltaT Devices). На каждой пробной площади в 25 повторностях измеряли влажность верхних 5 см почвы, размещение точек измерений случайное. Всего выполнено 150 измерений в зарослях рябинника и 150 контрольных измерений в сосновом лесу. Двухфакторный ANOVA проведен в программе STATISTICA 8.0 (StatSoft Inc., USA, 1984–2007). Единицей в статистическом анализе было измерение в одной точке. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ В обоих лесопарках мощность подстилки под рябинником выше в 1.3 раза, чем в окружающих сосновых лесах без рябинника (F=31.54; P<0.0001) (рис. 1). При этом мощность подстилки значимо различалась в исследованных лесопарках (F=213.26; P<0.0001) – в Уктусском она была выше в 2.2 раза, чем в Юго-Западном, как в лесах, так и в зарослях рябинника. Известно, что влажность – один из основных факторов, контролирующих деструкцию (Cortez, 1998; Lanta et al., 2013), путем регуляции активности сапротрофного комплекса почвенной биоты (Cortez, 1998). Установлены значимые различия влажности почвы между зарослями S. sorbifolia и контрольными лесными сообществами (F=12.18; P=0.0005) (рис. 2), в зарослях S. sorbifolia влажность почвы была меньше в 1.2 раза по сравнению с контролем. Это согласуется с данными о зарослях некоторых инвазионных кустарников, где влажность почвы была меньше по сравнению с зарослями, образованными местными видами (Lanta et al., 2013, 2015). Влажность почвы значимо различалась в исследованных лесопарках (F=60.07; P<0.0001) – в Юго-Западном она была больше в 1.4 раза, чем в Уктусском. Это может служить объяснением различий мощности подстилки на пробных площадях этих лесопарков, и обусловлено различиями в рельефе: Уктусский лесопарк приурочен к Уктусским горам – самой высокой части города, где пробные площади находятся на возвышенностях и в верхних частях склонов на высоте 327–335 м над ур. м, в то время как в Юго-Западном лесопарке рельеф пониженный и сглаженный, а пробные площади располагаются на высотах 277–286 м над ур. м. Полученный результат об особенностях морфологии подстилки в зарослях S. sorbifolia согласуется с данными о возрастании мощности подстилки в зарослях других инвазионных кустарников по сравнению с местными видами (Lanta et al., 2013, 2015). Увеличение мощности подстилки может быть сопряжено с сокращением видового богатства и проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса, а также с понижением влажности в зарослях инвазионных видов (Lanta et al., 2013). В исследованных нами зарослях рябинника по сравнению с окружающими лесными фитоценозами также значимо сокращается видовое богатство и проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса, которое не превышает 5% (Веселкин и др., 2020), что во многом связано с затенением, создаваемым густым пологом листьев рябинника (Veselkin, 2022). Однако нельзя исключать и аллелопатическое влияние рябинника на другие организмы, поскольку надземные органы S. sorbifolia содержат много биологически активных веществ, в том числе и токсичные химические соединения (Kim, Zee, 2000), что может быть причиной угнетения сапротрофного комплекса почвенной биоты и сокращения скорости деструкции, как это наблюдается в ответ на увеличение токсической нагрузки (Воробейчик, 2003). ЗАКЛЮЧЕНИЕ Внедряясь в природное сообщество, инвазионные виды растений могут приводить к трансформации основных биоценотических процессов, в том числе – деструкции. Это подтверждают представленные результаты. В зарослях инвазионного кустарника Sorbaria sorbifolia подстилка имеет большую мощность, чем в окружающих лесных фитоценозах. Выявленная закономерность не зависит от местонахождения пробных площадей и фиксируется в каждом из исследованных лесопарков, несмотря на различие влажности почвы в них. Это указывает на возможное угнетающее воздействие S. sorbifolia на сапротрофный комплекс почвенной биоты, что требует дальнейших исследований. 

Keywords

мощность подстилки, инвазионное растение, влажность почвы

  • BIP!
    Impact byBIP!
    selected citations
    These citations are derived from selected sources.
    This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    0
    popularity
    This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
    Average
    influence
    This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    Average
    impulse
    This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
    Average
Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
selected citations
These citations are derived from selected sources.
This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Citations provided by BIP!
popularity
This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
BIP!Popularity provided by BIP!
influence
This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Influence provided by BIP!
impulse
This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
BIP!Impulse provided by BIP!
0
Average
Average
Average
Green