Соотношение между уровнем синантропизации, структурой и разнообразием комплексов доминирующих видов участков растительности с разной степенью антропогенной трансформации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрен характер соотношения между уровнем синантропизации, структурой и разнообразием комплексов видов, доминирующих на относительно крупных (0.15–0.2 га) участках растительного покрова с разной историей и интенсивностью антропогенных нарушений. Исследование было проведено в низкогорных и высокогорных районах Западного Кавказа. Общее число изученных участков составило 161. В пределах каждого из них на 100–150 учетных площадках размером 1 м2, заложенных регулярным способом, были определены доминирующие виды и оценено их проективное покрытие. Результаты показали, что большинство параметров структуры доминантных комплексов статистически значимо связаны с уровнем их синантропизации. В частности, рост значений этой характеристики сопровождается увеличением частоты встречаемости на участках монодоминантных сообществ, в том числе с покрытием доминирующих видов 60–80% и более. При этом максимальное разнообразие доминантных комплексов наблюдается при средних значениях уровня синантропизации. Сделано предположение, что параметры структуры доминантных комплексов могут быть полезны в качестве дополнительного инструмента при сравнении степени антропогенной деградации крупных участков растительного покрова.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Акатов

Майкопский государственный технологический университет; Кавказский государственный природный биосферный заповедник

Автор, ответственный за переписку.
Email: akatovmgti@mail.ru
Россия, 385000 Майкоп, ул. Первомайская, 191; 385000 Майкоп, ул. Советская, 187

Т. В. Акатова

Кавказский государственный природный биосферный заповедник

Email: akatovmgti@mail.ru
Россия, 385000 Майкоп, ул. Советская, 187

Т. Г. Ескина

Кавказский государственный природный биосферный заповедник

Email: akatovmgti@mail.ru
Россия, 385000 Майкоп, ул. Советская, 187

Н. М. Сазонец

Майкопский государственный технологический университет

Email: akatovmgti@mail.ru
Россия, 385000 Майкоп, ул. Первомайская, 191

С. Г. Чефранов

Майкопский государственный технологический университет

Email: akatovmgti@mail.ru
Россия, 385000 Майкоп, ул. Первомайская, 191

Список литературы

  1. Hillebrand H., Bennett D.M., Cadotte M.W. Consequences of dominance: a review of evenness effects on local and regional ecosystem processes // Ecology. 2008. V. 89. № 6. P. 1510–1520. https://doi.org/10.1890/07-1053.1
  2. Gaston K.J. Common ecology // BioScience. 2011. V. 61. P. 354–362. https://doi.org/10.1525/bio.2011.61.5.4
  3. Ellison A.M. Foundation species, non-trophic interactions, and the value of being common // Science. 2019. V. 13. P. 254–268. https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.02.020
  4. Gaston K.J. Valuing common species // Science. 2010. V. 327. P. 154–155. https://doi.org/10.1126/science.1182818
  5. Winfree R., Fox W.J., Williams N.M. et al. Abundance of common species, not species richness, drives delivery of a real-world ecosystem service // Ecology Letters. 2015. V. 18. P. 626–635. https://doi.org/10.1111/ele.12424
  6. Wohlgemuth D., Solan M., Godbold J.A. Specific arrangements of species dominance can be more influential than evenness in maintaining ecosystem process and function // Scientific Reports. 2016. V. 6. Art. e39325. https://doi.org/10.1038/srep39325
  7. Avolio M.L., Forrestel E.J., Chang C.C. et al. Demystifying dominant species // New Phytol. 2019. V. 223. № 3. P. 1106–1126. https://doi.org/10.1111/nph.15789
  8. Alves C., Marcos B., Gonçalves J. et al. Co-occurrences and species distribution models show the structuring role of dominant species in the Vez watershed, in Portugal // Ecological Indicators. 2023. V. 151. Art. e110306. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.110306
  9. Lindenmayer D., Pierson J., Barton P. et al. A new framework for selecting environmental surrogates // Science of the Total Environment. 2015. V. 538. P. 1029–1038. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.08.056
  10. Schmitz O.J., Buchkowski R.W., Burghardt K.T., Donihue C.M. Functional traits and trait-mediated interactions. Connecting community-level interactions with ecosystem functioning // Advances in Ecological Research. 2015. V. 52. P. 319–453. https://doi.org/10.1016/bs.aecr.2015.01.003
  11. Горчаковский П.Л. Антропогенные изменения растительности: мониторинг, оценка, прогнозирование // Экология. 1984. № 5. С. 3–16.
  12. Zinnen J., Spyreas G., Erdős L. et al. Expert-based measures of human impact to vegetation // Applied Vegetation Science. 2021. V. 2. № 1. Art. e12523. https://doi.org/10.1111/avsc.12523
  13. Pau S., Dee L.E. Remote sensing of species dominance and the value for quantifying ecosystem services // Remote Sensing in Ecology and Conservation. 2016. V. 2. P. 141–151. https://doi.org/10.1002/rse2.23
  14. Sheley R.L., Jacobs J.S., Carpinelli M.F. Distribution, biology, and management of diffuse knapweed (Centaurea diffusa) and spotted knapweed (Centaurea maculosa) // Weed Technology. 1998. V. 12. P. 353–362. https://doi.org/10.1017/S0890037X00043931
  15. Silliman B.R., Bertness M.D. Shoreline development drives invasion of Phragmites australis and the loss of plant diversity on New England salt marshes // Conservation Biol. 2004. V. 18. P. 1424–1434. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2004.00112.x
  16. Eyre T.J., Wang J., Venz M.F. et al. Buffel grass in Queensland’s semi-arid woodlands: response to local and landscape scale variables, and relationship with grass, forb and reptile species // The Rangeland J. 2009. V. 31. P. 293–305. https://doi.org/10.1071/RJ08035
  17. Гусев А.П. Вторжение золотарника канадского (Solidago сanadensis L.) в антропогенные ландшафты Беларуси // Российский журн. биологич. инвазий. 2017. № 4. С. 28–35.
  18. Чадаева В.А., Шхагапсоева К.А., Цепкова Н.Л. Мониторинг распространения Ambrosia artemisiifolia L. в луговых фитоценозах Кабардино-Балкарской республики (Центральный Кавказ) // Российский журн. биологич. инвазий. 2018. № 1. С. 130–140.
  19. Абрамова Л.М., Голованов Я.М., Рогожникова Д.Р. Борщевик сосновского (Heraclеum sosnоwskyi Manden., Apiaceae) в Башкортостане // Российский журн. биологич. инвазий. 2021. № 1. С. 2–12. https://doi.org/10.35885/1996-1499-2021-14-1-2-12
  20. Акатов В.В., Акатова Т.В., Ескина Т.Г. и др. Частота и степень доминирования чужеродных и аборигенных видов в синантропных растительных сообществах юга России // Российский журн. биологич. инвазий. 2022. № 3. C. 2–17. https://doi.org/10.35885/1996-1499-15-3-02-17 [Akatov V.V., Akatova T.V., Eskina T.G. et al. Frequency of occurrence and level of dominance of alien and native species in synanthropic plant communities of Southern Russia // Russ. J. of Biological Invasions. 2022. V. 13. № 4. P. 399–411. https://doi.org/10.1134/S2075111722040026]
  21. Горбулин О.С. Комплексы доминантных форм фитопланктона разнотипных водоемов // Альгология. 2012. Т. 22. № 3. C. 303–315.
  22. Makhlough A., Hassan N.S.H., Eslami F., Leroy S.A.G. Changes in size and form in the dominant phytoplankton species in the southern Caspian Sea// Iranian J. of Fisheries Sciences. 2017. V. 16. № 2. P. 522–536.
  23. Barsukova N.N., Bazhenova O.P., Kolesnichenko L.G. Phytoplankton as an indicator of the current ecological status of the Ob River // Acta Biologica Sibirica. 2021. V. 7. P. 573–591. https://doi.org/10.3897/abs.7.e79236
  24. Hill M.O., Roy D.B., Thompson K. Hemeroby, urbanity and ruderality: bioindicators of disturbance and human impact // J. of Applied Ecology. 2002. V. 39. P. 708–720. https://doi.org/10.1046/j.1365-2664.2002.00746.x
  25. Багрикова Н.А. Антропотолерантность сообществ и стратегия сорных видов в агроценозах Крыма // Черноморск. ботан. журн. 2010. Т. 6. № 4. C. 468–474. https://doi.org/10.14255/2308-9628/10.64/6
  26. Мялик А.Н., Парфенов В.И. Синантропизация флоры Припятского полесья как показатель ее антропогенной трансформации // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Biological series. 2018. V. 63. № 3. P. 276–285. https://doi.org/10.29235/1029-8940-2018-63-3-276-285
  27. Зверев А.А., Шереметова С.А., Шереметов Р.Т. Шкала гемероботолерантности растений как инструмент для анализа флористических данных в рамках бассейнового подхода // Проблемы промышленной ботаники индустриально развитых регионов: Материалы V Международной конф. (2–3 октября 2018 г.). Кемерово: ФИЦ УУХ СО РАН, 2018. C. 20–26.
  28. Magguran A. Ecological diversity and its measurement. Princeton, N.J.: Princeton Univ. Press, 1988. 181 р.
  29. Biswas S.R., Mallik A.U. Disturbance effects on species diversity and functional diversity in riparian and upland plant communities // Ecology. 2010. V. 91. № 1. P. 28–35. https://doi.org/10.1890/08-0887.1
  30. Fakhry A.M., Khazzan M.M., Aljedaani G.S. Impact of disturbance on species diversity and composition of Cyperus conglomeratus plant community in southern Jeddah, Saudi Arabia // J. of King Saud University - Science. 2020. V. 32. P. 600–605. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2018.09.003
  31. Scherrer D., Guisan A. Ecological indicator values reveal missing predictors of species distributions // Scientific Reports. 2019. V. 9. Art. e3061. https://doi.org/10.1038/s41598-019- 39133-1
  32. Акатов В.В., Акатова Т.В. Изменения фитоценозов высокогорных лугов и пустошей Лагонакского нагорья (Западный Кавказ) за последние 15–20 лет // Растительность России. 2012. № 21. С. 3–12
  33. Акатов В.В., Акатова Т.В. Постпастбищное восстановление субальпийских лугов на Лагонакском нагорье (Западный Кавказ) // Бюлл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. биол. 2017. Т. 122. Вып. 2. С. 42–54.
  34. Pielou E.C. The measurement of diversity in different types of biological collections // J. of Theoretical Biology. 1966. V. 13. P. 131–144. https://doi.org/10.1016/0022-5193(66)90013-0
  35. Иванов А.А. Конспект флоры Российского Кавказа (сосудистые растения). Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2019. 341 с.
  36. Зернов А.С. Флора Северо-Западного Кавказа. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2006. 664 с.
  37. Василевич В.И. Доминанты в растительном покрове // Ботан. журн. 1991. Т. 76. № 12. С. 1674–1681.
  38. Kowarik I. Some responses of flora and vegetation to urbanization in Central Europe // Urban Ecology: Plants and plant communities in urban environments / Eds. Sukopp H., Hejny S. and Kowarik I. SPB Academic Publishing, The Hague, 1990. P. 45–74.
  39. Чернов Ю.И. Видовое разнообразие и компенсационные явления в сообществах и биотических системах // Зоол. журн. 2005. Т. 84. № 10. С. 1221–1238.
  40. Кузнецова Н.А. Сообщества в экстремальных и антропогенных условиях (на примере таксоценозов коллембол) // Виды и сообщества в экстремальных условиях: Сборник, посвященный 75-летию акад. Ю.И. Чернова / Под. ред. Бабенко А.Б., Матвеевой Н.В., Макарова О.Л., Головач С.И. Москва–София: Тов-во науч. изд. КМК, 2009. С. 412–429.
  41. Connell J.H. Diversity in tropical rain forests and coral reefs // Science. 1978. V. 199. P. 1302–1310. https://www.jstor.org/stable/1745369
  42. Wilkinson D.M. The disturbing history of intermediate disturbance // Oikos. 1999. V. 84. № 1. P. 145–147. https://doi.org/10.2307/3546874
  43. Tognetti P.M., Chaneton E.J., Omacini M. et al. Exotic vs. native plant dominance over 20 years of old-field succession on set-aside farmland in Argentina // Biological Conservation. 2010. V. 143. P. 2494–2503. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2010.06.016
  44. Munger G.T. Alliaria petiolata. In: Fire Effects Information System [Online]. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Fire Sciences Laboratory (Producer). 2001 // https://www.fs.fed.us/database/feis/plants/forb/allpet/all.html.
  45. Meiners S.J., Pickett S.T.A., Cadenasso M.L. Exotic plant invasions over 40 years of old field successions: community patterns and associations // Ecography. 2002. V. 25. P. 215–233. https://doi.org/10.1034/j.1600-0587.2002.250209.x
  46. Rejmánek M., Richardson D.M., Pyšek P. Plant invasions and invasibility of plant communities // Vegetation Ecology, Second Edition / Eds. van der Maarel and Janet Franklin. Chichester, United Kingdom: Wiley & Sons, Ltd., 2013. P. 387‒424. https://doi.org/10.1002/9781118452592.ch13
  47. Гусев А.П. Чужеродные виды-трансформеры как причина блокировки восстановительных процессов (на примере юго-востока Беларуси) // Российский журн. прикладной экологии. 2016. № 3. С. 10–14.
  48. Гусев А.П. Задержка восстановительной сукцессии инвазивными видами растений (на примере юго-востока Белоруссии) // Экология. 2017. № 4. С. 261–266. https://doi.org/10.7868/S0367059717040084
  49. Tilman D., May R.M., Lehman C.L., Nowak M.A. Habitat destruction and the extinction debt // Nature. 1994. V. 371. P. 65–66. https://doi.org/10.1038/371065a0
  50. Gibb H., Hochuli D.F. Habitat fragmentation in an urban environment: large and small fragments support different arthropod assemblages // Biological Conservation. 2002. V. 106. P. 91–100. https://doi.org/10.1016/S0006-3207(01)00232-4
  51. Krauss J., Klein A.M., Dewenter I.S., Tscharntke T. Effects of habitat area, isolation, and landscape diversity on plant species richness of calcareous grasslands // Biodiversity and Conservation. 2004. V. 13. P. 1427–1439. https://doi.org/10.1023/B:BIOC.0000021323.18165.58
  52. Hahs A.K., McDonnell M.J., McCarthy M.A. et al. A global synthesis of plant extinction rates in urban areas // Ecology Letters. 2009. V. 12. № 11. P. 1119–1276. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2009.01372.x
  53. Myers N., Mittermeier R., Mittermeier C. et al. Biodiversity hotspots for conservation priorities // Nature. 2000. V. 403. P. 853–858. https://doi.org/10.1038/35002501
  54. McKinney M.L. Urbanization, biodiversity, and conservation // BioScience. 2002. V. 52. № 10. P. 883–890. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2002)052[0883:UBAC]2.0.CO;2
  55. Kühn I., Brandl R., Klotz S. The flora of German cities is naturally species rich // Evolutionary Ecology Research. 2004. V. 6. P. 749–764. https://www.researchgate.net/publication/222096009
  56. Pyšek P. Alien and native species in Central European urban floras: a quantitative comparison // Journal of Biogeography. 1998. V. 25. № 1. P. 155–163. https://doi.org/10.1046/j.1365-2699.1998.251177.x
  57. Wania A., Kühn I., Klotz S. Plant richness patterns in agricultural and urban landscapes in Central Germany – spatial gradients of species richness // Landscape and Urban Planning. 2006. V. 75. P. 97–110. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2004.12.006
  58. Kondratyeva A., Knapp S., Durka W. et al. Urbanization effects on biodiversity revealed by a two-scale analysis of species functional uniqueness vs. redundancy // Front. Ecol. Evol. 2020. V. 8. Art. 73. https://doi.org/10.3389/fevo.2020.00073
  59. Ruas R., Costa L., Bered F. Urbanization driving changes in plant species and communities – A global view // Global Ecology and Conservation. 2022. V. 38. Art. e02243. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2022.e02243
  60. Горчаковский П.Л., Харитонова О.Л. Синантропизация растительного покрова Печоро-Илычского биосферного заповедника в высотном градиенте // Экология. 2007. № 6. С. 403–408.
  61. Морозова О.В., Царевская Н.Г. Участие чужеродных видов сосудистых растений во флорах заповедников Европейской России // Изв. РАН. Серия географич. 2010. № 4. С. 54–62.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Соотношение между уровнем синантропизации доминантных комплексов и долей учетных площадок с монодоминантными сообществами на пробных участках: а – высокогорная растительность; б – растительность окрестностей населенных пунктов. SL – уровень синантропизации доминантных комплексов, Dd – доля учетных площадок с монодоминантными сообществами. Для проверки наличия нелинейной составляющей в связи между SL и Dd мы добавили в линейные уравнения регрессии квадратичный компонент, однако в обоих случаях он оказался статистически незначимым (а: 0.053; б: –0.098).

Скачать (141KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Соотношение между уровнем синантропизации доминантных комплексов на пробных участках, частотой встречаемости учетных площадок с доминантами первого ранга и выравненностью частоты доминирования видов: а, в – высокогорная растительность; б, г – растительность окрестностей населенных пунктов. SL – уровень синантропизации доминантных комплексов; D1 – доля учетных площадок с доминантами первого ранга от общего числа площадок c монодоминантными сообществами на пробных участках; J’ – показатель выравненности Пиелу. О нелинейном характере связи во всех случаях свидетельствует статистическая значимость квадратичных коэффициентов аппроксимирующих уравнений (а: 1.93, P < 0.001; б: 0.916, P < 0.001; в: –1.43, P < 0.05; г: –0.66, P < 0.001).

Скачать (181KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Соотношение между уровнем синантропизации и разнообразием доминантных комплексов: а – высокогорная растительност; б – растительность окрестностей населенных пунктов. SL – уровень синантропизации доминантных комплексов, d – разнообразие доминантных комплексов. О нелинейном характере связи в обоих случаях свидетельствует статистическая значимость квадратичных коэффициентов аппроксимирующих уравнений (а: –13.33, P < 0.001; б: –11.51, P < 0.001).

Скачать (124KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025