THE OPTIMAL PLOT AREA FOR ASSESSMENT OF GROUND LAYER COMPOSITION IN CAUCASUS CONIFEROUS FORESTS

Research article
DOI:
https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.46.044
Issue: № 4 (46), 2016
Published:
2016/04/18
PDF

Abstract

Traditionally, the recommended plot area for forest communities research in not less than 0,2 ha, but this size area is difficult to be found in dissected relief conditions. We try to find the plot size, which is agree to two criteria: a) the most of ground level species should be accounted and b) the area should be homogenous. We count the species amount through 14 series of plots from 25 sм2 to 900 м2. Usually the plot became non-homogenous since the area of 400 m2, and the curve’s of species amount point of inflection is near the area of 400 m2. So the 400 m2 is optimal plot size for floristic composition assessment through Caucasus coniferous forests.

Комарова А.Ф.1,2, Зудкин А.Г.2

1 МГУ им. М.В.Ломоносова, 2 Гринпис России

РАЗМЕР ПРОБНОЙ ПЛОЩАДИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ТРАВЯНО-КУСТАРНИЧКОВОГО ЯРУСА В ТЕМНОХВОЙНЫХ ЛЕСАХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА

Аннотация

Принято считать, что размер пробной площади при описании лесных сообществ должен составлять не менее 0,2 га. Однако, пробная площадь должна быть однородной, что при ее больших размерах в условиях горного рельефа почти невозможно. Мы поставили цель определить размер пробной площади, при котором а) выявляется большинство видов травяно-кустарничкового яруса и б) учетная площадка вписана в однородный контур. В пихтовых лесах Кавказа провели подсчет количества видов на сериях площадок размером от 25 см2 до 900 м2 в 14 повторностях. В 9 сериях площадка становилась неоднородной начиная с площади 400 м2, и приближаясь к этому же значению прирост числа видов уменьшается, и кривая выявления начинает выходить на плато. Поэтому оптимальным для выявления флористического состава сообщества в темнохвойных лесах Кавказа можно считать размер пробной площади в 400 м2.

Ключевые слова: темнохвойные леса, Кавказ, травяно-кустарничковый ярус, флористический состав, методика

Komarova A.F.1,2, Zudkin A.G.2

1 Lomonosov Moscow State University, 2 Greenpeace Russia

THE OPTIMAL PLOT AREA FOR ASSESSMENT OF GROUND LAYER COMPOSITION IN CAUCASUS CONIFEROUS FORESTS

Abstract

Traditionally, the recommended plot area for forest communities research in not less than 0,2 ha, but this size area is difficult to be found in dissected relief conditions. We try to find the plot size, which is agree to two criteria: a) the most of ground level species should be accounted and b) the area should be homogenous. We count the species amount through 14 series of plots from 25 sм2 to 900 м2. Usually the plot became non-homogenous since the area of 400 m2, and the curve’s of species amount point of inflection is near the area of 400 m2. So the 400 m2 is optimal plot size for floristic composition assessment through Caucasus coniferous forests.

Keywords: coniferous forests, Caucasus, ground layer, floristic composition, methodology

Важное значение при планировании геоботанических исследований имеет вопрос об оптимальном размере пробной площади, на которой описываются характерные черты фитоценоза. Принято считать, что в лесных сообществах размер пробной площади должен быть не менее 0,2 га (Юнатов, 1964). С другой стороны, геоботаническая пробная площадь должна быть репрезентативной по отношению к описываемому сообществу (то есть обеспечивать выявление закономерных характеристик) и при этом однородной.

Сочетанием этих условий обусловлена проблема, связанная с описанием лесных сообществ горных территорий с сильно расчленённым рельефом. Если на равнинных территориях поиск относительно однородного участка площадью 0,2 га не представляет проблемы, то в горах Северо-Западного Кавказа найти участок такого размера даже в одном положении рельефа обычно невозможно. Кроме того, полное геоботаническое описание такого участка занимает очень много времени.

В связи с этим поставлена цель определить оптимальное для описания травяно-кустарничкового яруса (ТКЯ) в темнохвойных лесах Северо-Западного Кавказа значение площади (в случае если геоботанические описания выполняются для дальнейшей синтаксономической кластеризации и выявления синтаксонов по данным дистанционного зондирования Земли, то есть необходимо выявить флористический состав сообщества).

Для определения необходимой для описания фитоценоза площади используют кривые выявления (Корчагин, 1964). Размер учетной площадки, при котором рост числа видов при увеличении площади уменьшается и кривая выходит на плато, считается минимальным необходимым для описания сообщества.

Задачи:

  1. Определить минимальную площадь, которая определённо является неоднородной по параметрам рельефа (неоднородность, связанная со структурой господствующего полога, считалась внутренней по отношению к сообществу и не учитывалась).
  2. Определить минимальный размер учетной площадки, достаточный для выявления состава сообщества (точку выхода кривой на плато).

Материалы и методы

Полевые данные, включающие подсчёт числа видов ТКЯ на последовательно увеличивающихся вложенных друг в друга квадратных учетных площадках со стороной от 5 см до 30 м были собраны в течение полевых сезонов 2010 и 2011 г. в темнохвойных лесах бассейнов рек Кизгыч, Псыш (республика Карачаево-Черкессия) и Сахрай (республика Адыгея). Каждая серия площадок заложена в центре участка леса пихтовой формации радиусом не менее 50 м. Для каждой серии отмечен пограничный размер пробной площади, при превышении которого пробная площадь переставала быть однородной. Также в центре этой окружности сделано геоботаническое описание на временной пробной площади 20 на 20 м; по общему проективному покрытию (ОПП) ТКЯ серии разделены на две группы: ОПП ТКЯ больше и меньше среднего значения 50%. Группа типов леса дана в соответствии с классификацией С. М. Бебии (Рысин и др., 2012). Всего описано 14 серий учетных площадок.

Результаты и обсуждение.

Ход кривых выявления приведён на рис. 1. Прирост количества видов замедляется, когда длина стороны пробной площади приближается к 15 м (это значение несколько отличается при разном ОПП ТКЯ). Эта точка перегиба более выражена в пихтарниках с низким ОПП ТКЯ; при большом ОПП ТКЯ рост количества видов более равномерный. Моменты резкого увеличения количества видов есть и при значениях стороны квадрата до 12,5 метров, что, вероятно, обусловлено внутренней пространственной структурой напочвенного покрова.

Почти во всех сериях при стороне квадрата более 20 м пробная площадь становится неоднородной. В части серий неоднородность проявляется уже при размере площадки 15 на 15 м, небольшой подъем в точке, соответствующей 15 м, также заметен на диаграмме.

05-04-2016 10-56-32

Рис. 1. Кривые выявления

Таким образом, оптимальным с точки зрения соотношения затрат и возможности отражения состава сообщества в темнохвойных лесах Кавказа можно считать размер пробной площади 400 м2 (20 на 20 м). Возможно, это не позволяет выявить все принадлежащие сообществу виды (хотя количество видов в нашей работе сопоставимо с количеством видов, характерных для Abietetum filicosum, Корчагин, 1964) и, соответственно, может не вполне подходить для сплошных флористических исследований на уровне конкретных флор, но подходит для описания основных характеристик подчиненных ярусов фитоценоза.

Отметим, что использование больших пробных площадей характерно для однородных и относительно небогатых видами северных лесов, в то время как в лесах Европы, которые по многим свойствам близки к лесам Кавказа, самый частый размер пробной площади в лесных сообществах составляет 100-150 м2 (Chytrý, Otýpková, 2003).

Заключение

В большинстве случаев пробная площадь перестаёт быть однородной в плане элементов рельефа начиная со стороны квадрата в 15 - 20 м. Точка перегиба кривой выявления находится также в районе стороны квадрата 15 м. Оптимальный размер пробной площади ­– 15 на 15 или  20 на 20 м.

На пробной площади такого размера присутствует также внутренняя неоднородность, степень выраженности которой зависит от проективного покрытия ТКЯ и общего числа видов. Для выявления параметров этих структур требуются дополнительные исследования.

Размер пробной площади 20 на 20 м. хорошо подходит для общей характеристики фитоценоза и недостаточен для выявления полного списка видов. В последнем случае в условиях расчлененного рельефа целесообразно закладывать серии пробных площадей внутри большого контура, однородного как минимум по составу господствующего полога.

Литература

  1. Корчагин А.А. Видовой (флористический) состав растительных сообществ и методы его изучения // Полевая геоботаника. Т.3. М.-Л.: Наука, 1964. С. 39-62.
  2. Юнатов А.А. Типы и содержание геоботанических исследований. Выбор пробных площадей и заложение экологических профилей // Полевая геоботаника. Т. 3. М.-Л.: Наука, 1964. С. 9-36.
  3. Chytrý M., Otýpková Z. Plot sizes used for phytosociological sampling of European vegetation //Journal of Vegetation Science. 2003. V. 14. №. 4. P. 563-570.

References

  1. Korchagin A.A. Vidovoj (floristicheskij) sostav rastitel'nyh soobshhestv i metody ego izuchenija // Polevaja geobotanika. V. 3, M.-L.: Nauka, 1964. P. 39-62.
  2. Junatov A.A. Tipy i soderzhanie geobotanicheskih issledovanij. Vybor probnyh ploshhadej i zalozhenie jekologicheskih profilej // Polevaja geobotanika. V. 3, M.-L.: Nauka, 1964. P. 9-36.
  3. Chytrý M., Otýpková Z. Plot sizes used for phytosociological sampling of European vegetation //Journal of Vegetation Science. 2003. V. 14. №. P. 563-570.