Лаборатория экспериментальной фитоценологии

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Одним из наиболее крупных достижений лаборатории можно считать создание системы мониторинга растительного покрова, состоящей из 150 постоянных пробных площадей, заложенных в разных регионах Восточной Азии от Чукотки, Охотии, Колымского нагорья до Сахалина, Сихотэ-Алиня, верхнего Приамурья и Южного Забайкалья.

Эта система является хорошей основой для выявления изменений флоры и растительности в связи с природными и антропогенными изменениями окружающей среды, в том числе и в связи с глобальными изменениями климата.

Несмотря на очень большое число публикаций на тему биоразнообразия, теоретические аспекты этой проблемы раскрыты весьма поверхностно.

На основании длительных геоботанических и флористических исследований и анализа огромного фактического материала из разных регионов северного полушария доказано, что практически во всех локальных фитоценозах имеется значительное таксономическое сверхразнообразие, когда из всего набора видов, встречающихся в данном фитоценозе, только треть принимают заметное участие в биологическом круговороте. Обилие остальных видов фитоценоза столь незначительное, что говорить о них как полноценных компонентах экосистемы не приходится. Биоразнообразие играет большую роль в поддержании устойчивого состояния в биосфере и отдельных экосистемах. Именно поэтому поддержанию и сохранению высокого биоразнообразия экосистем уделяется такое огромное внимание. На данном этапе развития лесоведения, геоботаники и биогеоценологии учитывают принцип биологического разнообразия, в том числе и структурного или ценотического (Галанин А.В., Аверкова Г.П., Баркалов В.Ю., Безделева Т.А., Беликович А.В., Василенко Н.А., Верхолат В.П., Галанина И.А., Кожевников А.Е., Михалева Н.А., Недолужко В.А., Нестерова И.А., Павлова Н.С., Пименова Е.А., Пробатова Н.С., Смирнова Е.А., Якубов В.В. Флора Сихотэ-Алинского биосферного заповедника (сосудистые растения). – Владивосток: БСИ ДВО РАН, 2004. – 302с.; Галанин А.В., Беликович А.В. Постоянные пробные площади Сохондинского биосферного заповедника. – Чита: БСИ ДВО РАН, 2004. – 248с.).

Выявлены общие закономерности процесса дифференциации деревьев по толщине - это стремление к самоусложнению ценотической структуры во времени. Установленно, что многокомпонентность лесных сообществ проявляется не только в совместном произрастании нескольких видов, но и в наличие целого комплекса ценоэлементов, одним из которых можно считать образование различных ценотических групп деревьев по толщине. Чем ярче выражены такие структурные элементы, тем в более равновесном состоянии находится система. В этом случае увеличивается биоразнообразие сообщества, а каждая группа деревьев «уходит» в свою экологическую нишу.

Помимо существования в древостое нескольких ценотических групп деревьев, для каждого древесного ценоза характерен свой рисунок размещения деревьев по площади ценоза относительно друг друга, причем как деревьев разной толщины, так и между особями разной толщины, относящимся к разным группам и разным видам. Очень сильное влияние на этот рисунок оказывает, конечно, изначальная неоднородность рельефа, а также вторичная неоднородность, которую создают сами деревья эдификаторы в процессе своего роста и онтогенетического развития. Пространственный ритм может выражаться в уменьшении или увеличении расстояния между деревьями внутри одной ценотической группы или между деревьями разных ценотических классов, а также в чередовании участков повышенной и пониженной вероятности встречи деревьев в пределах фитогенного поля особи эдификатора. Высокую степень хаотичности в общий характер размещения деревьев в пределах фитогенного поля эдификатора может вносить группа угнетенных деревьев. Доля хаоса в системе увеличивается за счет резкого увеличения тонкомера. В пространственном отношении хаотичность выражается в случайном характере размещения деревьев этой группы в фитогенных полях особей эдификаторов (Василенко Н.А. Самоорганизация древесных ценозов. – Владивосток: Дальнаука, 2008. -171с.)

Установлено, что Rh. mucronulatum, Rh. sichotense и Rh.dauricum обладают неустойчивостью параметров вегетативных органов и у них наблюдается параллелизм изменчивости признаков. Это свидетельствует об относительной молодости данной группы рододендронов и о том, что они находятся в состоянии интенсивного формообразования. Приморские виды Rh . sichotense и Rh . mucronulatum , имеющие возможность использовать большое разнообразие биотопов, которые возникают на стыке «материк-океан», более богаты внутривидовыми формами, чем «континентальный» Rh . dauricum . Проведена оценка перспективности Rh. mucronulatum, Rh. sichotense и Rh. dauricum в культуре: рододендроны проходят полную акклиматизацию, что соответствует наивысшему показателю успешности интродукции (Вологдина О.С. Биоморфологические особенности онтогенеза Rhododendron mucronulatum Turcz . ( Ericaceae ) // Биологическое разнообразие. Интродукция растений. Материалы Четвертой Международной научной конференции. Санкт-Петербург, 2007а. С. 441-443.; Вологдина О.С. Формовое разнообразие Rhododendron sichotense Pojark . ( Ericaceae ) в Приморском крае // Комаровские чтения. Владивосток: Дальнаука. 2007б. Вып. 54. С. 241-261.).

Изучен онтогенез трех видов рододендронов в условиях интродукции. Установлено, что в течение полугода рост и развитие проростков Rh. mucronulatum, Rh. sichotense и Rh.dauricum происходит сходным образом. При этом, во второй год развития опережающим ростом побегов характеризуются Rh. mucronulatum и Rh. dauricum . Результаты наблюдений показали, что цветение рододендронов в культуре наступает на третьем году жизни, когда растение формирует генеративный побег. Бутонизация и начало цветения у Rh. dauricum в условиях г. Владивостока более растянуты, по сравнению с Rh. mucronulatum и Rh. sichotense . Массовое цветение Rh. sichotense в условиях БСИ ДВО РАН приходится на вторую половину апреля - начало мая, а цветение Rh. mucronulatum и Rh. dauricum на третью декаду апреля – первую декаду мая ( Вологдина О.С. Биология прорастания семянRhododendron dauricum, R. mucronulatum и R. sichotense (Ericaceae) // Растительные ресурсы. 2006. Т. 42. Вып. 2. С. 55-60.; Вологдина О. С. Формовое разнообразие Rhododendron sichotense Pojark. (Ericaceae) в Приморском крае // Комаровские чтения. Владивосток: Дальнаука. 2007б. Вып. 54. С. 241-261.).

Было исследовано влияние экстрактов из опавших листьев шести местных и двух интродуцированных пород деревьев, произрастающих на территории БСИ ДВО РАН. Наши наблюдения показали, что экстракты из осенних листьев древесных растений по-разному влияют на прорастание семян – это зависит от вида тестируемого растения и концентрации водного экстракта. Во всех вариантах опыта стимуляция или угнетение проростков редиса и кресс-салата проявляется в первые дни опыта в различной степени. На прорастание семян редиса наиболее угнетающее влияние оказывает береза маньчжурская, так на 11 сутки при низкой концентрации колинов всхожесть семян редиса достигала 30%. Экстракты из хвои кедра корейского и листьев ясеня маньчжурского при низкой концентрации на прорастание семян редиса не влияли. Благоприятное влияние на всхожесть семян редиса при высокой концентрации колинов оказали кедр корейский, ясень маньчжурский, пихта цельнолистная, липа маньчжурская и конский каштан. В отличие от редиса на прорастание семян кресс-салата при низкой концентрации колинов наибольшее угнетающее воздействие, в первые дни опыта, оказывали береза маньчжурская и каштан голый. При увеличении концентрации колинов, кроме указанных пород деревьев, угнетающее влияние на прорастание семян кресс- салата оказали дуб монгольский, кедр корейский и липа амурская. Сильное ингибирующее воздействие экстрактов из листьев березы маньчжурской, по-видимому, является ее особенностью как пионера леса (Кохно, 1967; Спаховой, 1972) (Деккер О.В., Василенко Н.А. Активность водных экстрактов из листьев двух видов каштанов, произрастающих на территории БСИ ДВО РАН // Растения в муссонном климате: Материалы IV международной конференции. Владивосток, 2006. C . 277-278. ).