Состав и численность адвентивных и инвазивных кустарников и деревьев подлеска в лесопарках г Екатеринбурга

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018; : 102-118

Состав и численность адвентивных и инвазивных кустарников и деревьев подлеска в лесопарках г Екатеринбурга

Веселкин Д. В., Коржиневская А. А., Подгаевская Е. Н.

https://doi.org/10.17223/19988591/42/5

Аннотация

Проанализированы состав и численность адвентивных, в том числе инвазивных, кустарников и деревьев подлеска в лесопарках Екатеринбурга. В четырех пространственно разобщенных массивах сосновых лесов выполнено 103 описания сообществ деревьев подлеска и кустарников в безлистном состоянии на круговых площадках площадью 400 м². Всего зарегистрировано 16 видов деревьев и 30 видов кустарников. Число зарегистрированных видов адвентивных растений превышает число зарегистрированных аборигенных видов - 25 и 21 вид соответственно. Почти все адвентивные виды в лесопарках возобновляются. По общему числу особей преобладают аборигенные виды, но адвентивные и особенно инвазивные виды лучше представлены среди мелких особей. 6 инвазивных видов (Acer negundo, Amelanchier spicata, Berberis vulgaris, Cotoneaster lucidus, Malus baccata и Padus virginiana) составляют 72% крупных особей, 87% мелких особей адвентивных видов и 27% всей численности подлеска. Наиболее выражена в настоящее время и, вероятно, будет выражена в ближайшем будущем экспансия в лесопарки Acer negundo и Malus baccata; также будет увеличиваться обилие Cotoneaster lucidus и Amelanchier spicata.

Список литературы

1. Сенатор С.А., Костина Н.В., Саксонов С.В. Зависимость видового разнообразия урбанофлор от ряда факторов // Вестн. Удмурт. ун-та. Сер. Биология. Науки о Земле. 2013. Вып. 2. С. 23-29.

2. Морозова О.В., Царевская Н.Г. Участие чужеродных видов сосудистых растений во флорах заповедников Европейской России // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2010. № 4. С. 54-62.

3. Акатов В.В., Акатова Т.В., Шадже А.Е. Видовое богатство лесных фитоценозов Западного Кавказа и участие в них адвентивных видов древесных растений // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. 2011. Т. 116, № 1. С. 28-33.

4. Акатов В.В., Акатова Т.В., Грабенко Е.А. Изменение верхней границы распространения акации белой и клена ясенелистного в долине реки Белая (Западный Кавказ) // Лесоведение. 2014. № 1. С. 21-33.

5. Morgenroth J., Ostberg J., Konijnendijk van den Bosch C, Nielsen A.B., Hauer R., Sjoman H., Chen W., Jansson M. Urban tree diversity - Taking stock and looking ahead // Urban Forestry & Urban Greening. 2016. № 15. PP. 1-5.

6. Гусев А.П. Особенности сукцессий растительности в ландшафтах, нарушенных деятельностью человека (на примере юго-востока Белоруссии) // Сибирский экологический журнал. 2012. Т. 19, № 2. С. 231-236.

7. Костина М.В., Ясинская О.И., Барабанщикова Н.С., Орлюк Ф.А. К вопросу о вторжении клёна ясенелистного (Acer negundo L.) в подмосковные леса // Российский журнал биологических инвазий. 2015. № 4. С. 72-80.

8. Aronson M.F.J., Handel S.N., La Puma I.P., Clemants S.E. Urbanization promotes alien woody species and diverse plant assemblages in the New York metropolitan region // Urban Ecosystems. 2015. Vol. 18, № 1. PP. 31-45. doi: 10.1007/s11252-014-0382-z

9. Jim C.Y., Zhang H. Urbanization effects on spatial-temporal differentiation of tree communities in high density residential areas // Urban Ecosystems. 2015. Vol. 18, № 4. PP. 1081-1101. doi: 10.1007/s11252-015-0455-7

10. Третьякова А.С. Особенности распределения чужеродных растений в естественных местообитаниях на урбанизированных территориях Свердловской области // Вестник Удмуртского университета. Сер. Биология. Науки о Земле. 2016. Т. 26, № 1. С. 85-93.

11. Веселкин Д.В., Галако В.А., Власенко В.Э., Шавнин С.А., Воробейчик Е.Л. Связь между характеристиками состояния деревьев и древостоев сосны обыкновенной в крупном промышленном городе // Сибирский экологический журнал. 2015. № 2. С. 303-311. doi: 10.15372/SEJ20150214

12. Веселкин Д.В., Шавнин С.А., Воробейчик Е.Л., Галако В.А., Власенко В.Э. Краевые эффекты для сосновых древостоев в крупном городе // Экология. 2017. № 6. C. 405412. doi: 10.7868/S0367059717060014

13. Шавнин С.А., Веселкин Д.В., Воробейчик Е.Л., Галако В.А., Власенко В.Э. Факторы трансформации сосновых насаждений в районе города Екатеринбурга // Лесоведение. 2015. № 5. С. 346-355.

14. Третьякова А.С. Закономерности распределения чужеродных растений в антропогенных местообитаниях Свердловской области // Российский журнал биологических инвазий. 2015. № 4. С. 118-128.

15. Куликов П.В., Золотарева Н.В., Подгаевская Е.Н. Эндемичные растения Урала во флоре Свердловской области. Екатеринбург : Гощицкий, 2013. 610 с.

16. Стурман В.И. Природные и техногенные факторы загрязнения атмосферного воздуха российских городов // Вестник Удмуртского университета. Сер. Биология. Науки о Земле. 2008. № 2. С. 15-29.

17. Антропов К.М., Вараксин А.Н. Оценка загрязнения атмосферного воздуха г. Екатеринбурга диоксидом азота методом Land Use Regression // Экологические системы и приборы. 2011. № 8. С. 47-54.

18. Веселкин Д.В., Кайгородова С.Ю. Связь между агрохимическими свойствами почв урбанизированных лесов и строением эктомикориз сосны обыкновенной // Агрохимия. 2013. № 11. С. 63-71.

19. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М. : Мир, 1992. 181 с.

20. Colwell R.K. Estimates: Statistical estimation of species richness and shared species from samples. 2013. Version 9. User's Guide and application published at: http://purl.oclc.org/ estimates (дата обращения: 08.10.2016).

21. Виноградова Ю.К., Майоров С.Р., Хорун Л.В. Черная книга флоры Средней России: чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. М. : ГЕОС, 2010. 512 с.

22. Виноградова Ю.К., Maйоров С.Р., Бочкин В.Д. Влияние чужеродных видов растений на динамику флоры территории Главного ботанического сада РАН // Российский журнал биологических инвазий. 2015. Т. 8, № 4. С. 22-41.

23. Ладейщикова Г.В., Петров А.П. Интродуценты в лесопарковой зоне г. Екатеринбурга // Альманах современной науки и образования. 2008. № 11. С. 83-86.

24. Петров А.П., Ладейщикова Г.В., Зотеева Е.А. Дигрессия фитоценозов и натурализация древесных растений в лесопарковой зоне г. Екатеринбурга // Ботанические исследования на Урале: Материалы регион. с междунар. участием науч. конф., посвящ. памяти П.Л. Горчаковского / под ред. С.А. Овеснова. Пермь : Изд-во Перм. гос. ун-та, 2009. С. 279-281.

25. Толкач О.В., Добротворская О.Е. Состояние возобновления в зеленых зонах г. Екатеринбурга // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13, № 1 (4). С. 919-921.

26. Золотарева Н.В., Подгаевская Е.Н., Шавнин С.А. Изменение структуры напочвенного покрова сосновых лесов в условиях крупного промышленного города // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. Т. 5, № 37. С. 218-221.

27. Третьякова А.С. Флора Екатеринбурга. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2011. 192 с.

28. Шурова Е.А. Флора и растительность Шарташского лесопарка // Структура, продуктивность и динамика растительного покрова / под ред. П.Л. Горчаковского. Свердловск : УрО АН СССР, 1990. С. 111-123.

29. Шурова Е.А. Адвентивная флора г. Свердловска и его окрестностей // Рациональное использование и охрана растительного мира Урала / под ред. П.Л. Горчаковского. Свердловск : УрО АН СССР, 1991. С. 128-133.

30. Мамаев С.А. Определитель деревьев и кустарников Урала. Местные и интродуцированные виды. Екатеринбург : УрО РАН, 2000. 260 с.

Tomsk State University Journal of Biology. 2018; : 102-118

The species composition and abundance of alien and invasive understory shrubs and trees in urban forests of Yekaterinburg

Veselkin D. V., Korzhinevskaya А. А., Podgayevskaya E. N.

https://doi.org/10.17223/19988591/42/5

Abstract

The aim of this work was to analyze the species composition and abundance of alien (including invasive) understory shrubs and trees in urban forests of Yekaterinburg, an industrial city in the Middle Urals. The need for rigorous assessments of the current stage of alien plant naturalization determines the relevance of the research. We tested two hypotheses. 1. In urban forests of Yekaterinburg the largest numbers of alien understory species are Acer negundo L., Malus baccata (L.) Borkh., Amelanchier spicata (Lam.) C. Koch and Cotoneaster lucidus Schlecht, which are invasive for the Middle Urals. 2. Age and spatial structure of invasive plant populations indicate their active dispersal in urban forests of Yekaterinburg. The work was carried out in urban forests of Yekaterinburg (56°47'N, 60°34'E), a large city with a population of 1.5 million people, located in the southern taiga zone. We studied pine forests of natural origin located within the city limits. The plots were located in four forest areas of 40-150 ha (56°47'54''N 60°32'22''E) that were spatially separated from each other by roads or wastelands at distances of 100-200 m. The plots were selected in such a way that they could be, as much as possible, comparable in terms of characteristics of the relief, soil type and tree stand age. The age of the main generation trees of urban forests is 90-120 years. We selected sites without recent, large-scale, and/or targeted anthropogenic disturbances of the soil cover (roads, excavations) and tree stand (fires, tree cutting). Aegopodium podagraria L. and Urtica dioica L. mainly predominate in the field layer of the examined forest areas. Also, shrubs are very abundant on the plots, first of all, Rubus idaeus L. with the average cover of 30-60%. Calamagrostis arundinacea (L.) Roth and Vaccinium myrtillus L. have preserved their dominance at some sites. These species dominate in original communities. We made 103 descriptions in the understory shrub and tree communities in February-March 2016. Species were identified in a leafless state on round plots of 400 square meters. The size category of understory plants was registered (large or small individuals). We selected plots and sites and marked them with paint on trees and carried out preliminary characterization of sites and stands in June and July 2015. A pine tree (Pinus sylvestris L.) was in the center of each plot, and each plot contained, on average, 12.5 (from 3 up to 23) pine trees. Woody plants were recorded on the plots in a leafless state. The living individuals of trees and shrubs, which were higher than the thickness of the snow cover, i.e. above 40-50 cm, were considered. The criterion for the presence of an individual plant on the plot was the entry of the stem into a circle with a radius of 11.28 m. The distances were measured with a laser range finder. The counting unit for trees was a monocormic tree or a multi-stemmed tree if the trunk was branching. The counting unit for shrubs was a multi-stemmed shrub or shoot if there was one stem. Trees and shrubs were recorded by registering their size category: large or small individuals. The criterion for categorizing trees and shrubs as large specimens is a stem diameter greater than 1 cm at a height of 1.3 m. All multi-stemmed shrubs also belonged to large shrubs. Both working hypotheses were confirmed. On the whole, we registered 16 species of trees and 30 species of shrubs. The total number of registered alien species exceeded the number of registered native species: 25 and 21, respectively (See Fig. 1). Almost all alien species in urban forests are reproducing. Although native species quantitatively dominate alien ones, the latter, especially invasive species, are better represented among small individuals than native species (See Fig. 2). 6 invasive species (Acer negundo, Amelanchier spicata, Berberis vulgaris, Cotoneaster lucidus, Malus baccata and Padus virginiana) account for 72% of large individuals and 87% of small individuals of alien species, and 27% of all woody species individuals (See Fig. 3). Malus baccata is the most abundant invasive species both among large and small individuals. The second place in the abundance among large individuals is occupied by Cotoneaster lucidus, and among small individuals it is by Acer negundo. When analyzing the spatial features of native and invasive species location, we established that small individuals of all undergrowth species were predominantly present in close proximity to large individuals. A positive correlation between the number of large and small individuals is more pronounced for the four most abundant invasive plants, compared to the four most abundant native trees and shrubs (See Table). We concluded that the species of trees and shrubs, which were characterized as invasive I-st (Acer negundo, Malus baccata, Amelanchier spicata) and II-nd (Cotoneaster lucidus) categories make up the majority of alien woody plants in Yekaterinburg urban forests. Thus, invasive species are appreciably more successful in reproduction than native species. The 6 invasive species (Acer negundo, Amelanchier spicata, Berberis vulgaris, Cotoneaster lucidus, Malus baccata and Padus virginiana) account for 27% of all woody species individuals. The ratio between small and large individuals (size categories) allows us to assume that the expansion of Acer negundo and Malus baccata in urban forests is most expressed nowadays and will be expressed in the nearest future. The abundance of Cotoneaster lucidus and Amelanchier spicata will increase in a less degree.

References

1. Senator S.A., Kostina N.V., Saksonov S.V. Zavisimost' vidovogo raznoobraziya urbanoflor ot ryada faktorov // Vestn. Udmurt. un-ta. Ser. Biologiya. Nauki o Zemle. 2013. Vyp. 2. S. 23-29.

2. Morozova O.V., Tsarevskaya N.G. Uchastie chuzherodnykh vidov sosudistykh rastenii vo florakh zapovednikov Evropeiskoi Rossii // Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Seriya geograficheskaya. 2010. № 4. S. 54-62.

3. Akatov V.V., Akatova T.V., Shadzhe A.E. Vidovoe bogatstvo lesnykh fitotsenozov Zapadnogo Kavkaza i uchastie v nikh adventivnykh vidov drevesnykh rastenii // Byulleten' Moskovskogo obshchestva ispytatelei prirody. Otdel biologicheskii. 2011. T. 116, № 1. S. 28-33.

4. Akatov V.V., Akatova T.V., Grabenko E.A. Izmenenie verkhnei granitsy rasprostraneniya akatsii beloi i klena yasenelistnogo v doline reki Belaya (Zapadnyi Kavkaz) // Lesovedenie. 2014. № 1. S. 21-33.

6. Gusev A.P. Osobennosti suktsessii rastitel'nosti v landshaftakh, narushennykh deyatel'nost'yu cheloveka (na primere yugo-vostoka Belorussii) // Sibirskii ekologicheskii zhurnal. 2012. T. 19, № 2. S. 231-236.

7. Kostina M.V., Yasinskaya O.I., Barabanshchikova N.S., Orlyuk F.A. K voprosu o vtorzhenii klena yasenelistnogo (Acer negundo L.) v podmoskovnye lesa // Rossiiskii zhurnal biologicheskikh invazii. 2015. № 4. S. 72-80.

10. Tret'yakova A.S. Osobennosti raspredeleniya chuzherodnykh rastenii v estestvennykh mestoobitaniyakh na urbanizirovannykh territoriyakh Sverdlovskoi oblasti // Vestnik Udmurtskogo universiteta. Ser. Biologiya. Nauki o Zemle. 2016. T. 26, № 1. S. 85-93.

11. Veselkin D.V., Galako V.A., Vlasenko V.E., Shavnin S.A., Vorobeichik E.L. Svyaz' mezhdu kharakteristikami sostoyaniya derev'ev i drevostoev sosny obyknovennoi v krupnom promyshlennom gorode // Sibirskii ekologicheskii zhurnal. 2015. № 2. S. 303-311. doi: 10.15372/SEJ20150214

12. Veselkin D.V., Shavnin S.A., Vorobeichik E.L., Galako V.A., Vlasenko V.E. Kraevye effekty dlya sosnovykh drevostoev v krupnom gorode // Ekologiya. 2017. № 6. C. 405412. doi: 10.7868/S0367059717060014

13. Shavnin S.A., Veselkin D.V., Vorobeichik E.L., Galako V.A., Vlasenko V.E. Faktory transformatsii sosnovykh nasazhdenii v raione goroda Ekaterinburga // Lesovedenie. 2015. № 5. S. 346-355.

14. Tret'yakova A.S. Zakonomernosti raspredeleniya chuzherodnykh rastenii v antropogennykh mestoobitaniyakh Sverdlovskoi oblasti // Rossiiskii zhurnal biologicheskikh invazii. 2015. № 4. S. 118-128.

15. Kulikov P.V., Zolotareva N.V., Podgaevskaya E.N. Endemichnye rasteniya Urala vo flore Sverdlovskoi oblasti. Ekaterinburg : Goshchitskii, 2013. 610 s.

16. Sturman V.I. Prirodnye i tekhnogennye faktory zagryazneniya atmosfernogo vozdukha rossiiskikh gorodov // Vestnik Udmurtskogo universiteta. Ser. Biologiya. Nauki o Zemle. 2008. № 2. S. 15-29.

17. Antropov K.M., Varaksin A.N. Otsenka zagryazneniya atmosfernogo vozdukha g. Ekaterinburga dioksidom azota metodom Land Use Regression // Ekologicheskie sistemy i pribory. 2011. № 8. S. 47-54.

18. Veselkin D.V., Kaigorodova S.Yu. Svyaz' mezhdu agrokhimicheskimi svoistvami pochv urbanizirovannykh lesov i stroeniem ektomikoriz sosny obyknovennoi // Agrokhimiya. 2013. № 11. S. 63-71.

19. Megarran E. Ekologicheskoe raznoobrazie i ego izmerenie. M. : Mir, 1992. 181 s.

21. Vinogradova Yu.K., Maiorov S.R., Khorun L.V. Chernaya kniga flory Srednei Rossii: chuzherodnye vidy rastenii v ekosistemakh Srednei Rossii. M. : GEOS, 2010. 512 s.

22. Vinogradova Yu.K., Maiorov S.R., Bochkin V.D. Vliyanie chuzherodnykh vidov rastenii na dinamiku flory territorii Glavnogo botanicheskogo sada RAN // Rossiiskii zhurnal biologicheskikh invazii. 2015. T. 8, № 4. S. 22-41.

23. Ladeishchikova G.V., Petrov A.P. Introdutsenty v lesoparkovoi zone g. Ekaterinburga // Al'manakh sovremennoi nauki i obrazovaniya. 2008. № 11. S. 83-86.

24. Petrov A.P., Ladeishchikova G.V., Zoteeva E.A. Digressiya fitotsenozov i naturalizatsiya drevesnykh rastenii v lesoparkovoi zone g. Ekaterinburga // Botanicheskie issledovaniya na Urale: Materialy region. s mezhdunar. uchastiem nauch. konf., posvyashch. pamyati P.L. Gorchakovskogo / pod red. S.A. Ovesnova. Perm' : Izd-vo Perm. gos. un-ta, 2009. S. 279-281.

25. Tolkach O.V., Dobrotvorskaya O.E. Sostoyanie vozobnovleniya v zelenykh zonakh g. Ekaterinburga // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. 2011. T. 13, № 1 (4). S. 919-921.

26. Zolotareva N.V., Podgaevskaya E.N., Shavnin S.A. Izmenenie struktury napochvennogo pokrova sosnovykh lesov v usloviyakh krupnogo promyshlennogo goroda // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2012. T. 5, № 37. S. 218-221.

27. Tret'yakova A.S. Flora Ekaterinburga. Ekaterinburg : Izd-vo Ural. un-ta, 2011. 192 s.

28. Shurova E.A. Flora i rastitel'nost' Shartashskogo lesoparka // Struktura, produktivnost' i dinamika rastitel'nogo pokrova / pod red. P.L. Gorchakovskogo. Sverdlovsk : UrO AN SSSR, 1990. S. 111-123.

29. Shurova E.A. Adventivnaya flora g. Sverdlovska i ego okrestnostei // Ratsional'noe ispol'zovanie i okhrana rastitel'nogo mira Urala / pod red. P.L. Gorchakovskogo. Sverdlovsk : UrO AN SSSR, 1991. S. 128-133.

30. Mamaev S.A. Opredelitel' derev'ev i kustarnikov Urala. Mestnye i introdutsirovannye vidy. Ekaterinburg : UrO RAN, 2000. 260 s.

Состав и численность адвентивных и инвазивных кустарников и деревьев подлеска в лесопарках г Екатеринбурга

Аннотация

The species composition and abundance of alien and invasive understory shrubs and trees in urban forests of Yekaterinburg

Abstract

События

EasyCookieInfo