Популяция и структура сообществ Juniperus polycarpos K. Koch под влиянием климатических изменений в холодной пустыне Гималаев (Индия)
Можжевельник восточный - растительный вид Гималайского региона, существование которого находится под высокой угрозой исчезновения. Видовое разнообразие и концентрация доминирования этого растения. Критерии статуса угрозы флористическому разнообразию.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 20.06.2021 |
Размер файла | 437,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Популяция и структура сообществ Juniperus polycarpos K. Koch под влиянием климатических изменений в холодной пустыне Гималаев (Индия)
А. Сингх, С.С. Самант
Центр высокогорной биологии Института технологий биоресурсов Гималаев Индия, 175132, Риблинг, Танди, Лахул-Спити, Химачал-Прадеш. Национальный институт окружающей среды и стабильного развития Гималаев им. Г.Б. Панта Индия
Можжевельник восточный (Juniperus polycarpos K.Koch) - растительный вид Гималайского региона, существование которого находится под самой высокой угрозой исчезновения. Данное исследование предоставляет информацию по мониторингу можжевельниковой популяции и степени его распространения в высотных областях Гималайских гор. В своей работе мы собрали исчерпывающие данные о J. polycarpos, такие как широта распространения, характеристики местообитания, состав, структура, размер популяции, области применения вида и статус многообразия. Его распространение и плотность были максимальными в чистых лесных местообитаниях, в отличие от смешанных. Средневысотная лесная зона (31003500 м н.у.м. для сообществ с доминирующим J. polycarpos, 2710-3100 м н.у.м. для смешанных) продемонстрировала подходящие качества для развития можжевельника и достижения им высокой плотности. Встречаемость видов над верхней границей произрастания лесов (4100 м н.у.м.) показывает влияние климатических изменений. В общей сложности в популяции зафиксирован 281 вид растений из 158 родов и 48 семейств: 37.04% - местные, 2.06% - эндемики, 23.87% - эуэндемики, 74.44% - экономически значимые, 20.28% - находящиеся под угрозой. Рекомендуется постоянный мониторинг популяции, подверженной влиянию климатических изменений.
Ключевые слова: структура популяции, разнообразие, исследования климатических изменений, этно-ботанические исследования, местные виды, виды под угрозой исчезновения.
Введение
Стремительное вмешательство климатических изменений в регион индийских Гималаев вынудил научное сообщество задокументировать свои знания о высокоценных видах, находящихся под угрозой исчезновения. Исследования по оценке популяции рода Juniperus в этом регионе ранее не проводились. В регионе зарегистрировано 7 видов Juniperus: Juniperus communis, J. indica, J. polycarpos, J. recurva, J. recurva var. coxii, J. semiglobosa и J. squamata (Aswal, Mehrotra, 1994; Kachroo et al., 2002; Sahani, 1990), 4 из которых были найдены в зоне холодной пустыни в Химачал-Прадеш (Singh, 2007; Kachroo et al., 2002; Singh et al., 2009). J. polycarpos K. Koch (или J. macropoda из семейства кипарисовых) - вид, находящийся под угрозой по всему миру, но широко распространенный в Лахул-Спити и в некоторых частях Киннаура и Чамбы (регион Панги) в Химачал-Прадеш, а также в долине реки Кишанганга (районы Джамму и Кашмир). Это один из трех видов, востребованных в зоне холодной пустыни и экологически подходящих для жизни в ней (Singh, 2007; Singh, Samant, 2010). Исследования по оценке сообщества J. polycarpos, структуры его популяции, встречаемости в смешанных древесных сообществах, разнообразия, структуры распространения, локальности и эндемичности обитания, редкости встречаемости, роли в экосистеме и природоохранной ценности до сих пор не предпринимались.
Материалы и методы
Область исследования. За последнее десятилетие (между 2004 и 2016 гг.) были проведены обширные исследования по оценке популяции J. polycarpos на высоте между 2760-4300 м н.у.м. (склон 20-50°, координаты с 32° 30.099' по 32° 43.656 с.ш. и с 76° 39.665' по 77° 12.847' в.д.) вокруг выбранных деревень в районе Лахул-Спити, северо-западный регион Гималаев (рис. 1). Климат в данной области сухой, умеренно-альпийский. Регион подвержен воздействию экстремальных климатических процессов (температура варьирует от -20°С до +33°С), небольших осадков (100500 мм/год), обильных снегопадов (120-400 см/год) и высокой почвенной эрозии; скудная растительность и короткие периоды ее развития изучены плохо (Singh, 2007).
Исследование, сбор образцов, определение, анализ данных. На основе физических свойств и местообитаний мы подсчитали количество видов по всем возможным аспектам на различных высотах (Samant et al., 2002). Экологические исследования проводились на площадках с доминированием J. polycarpos в популяции и в смешанных лесах, где было замечено присутствие J. polycarpos. Прибегнув к случайной выборке проб, на специально выбранной большой площадке 50х50 м мы выделили десять квадратов размером 10х10 м для деревьев; 20 квадратов размером 5х5 м для кустарников; двадцать квадратов размером 1х1 м для растительности. Образцы собрали и определили с помощью местных ботаников (Aswal, Mehrotra, 1994; Murti, 2001; Polunin, Stainton, 1984). Экологические данные мы собрали и проанализировали, следуя методикам J.T. Curtis и R.P. McIntosh (1950), а также D. Muller-Dombois и H. Ellenberge (1974); видовое разнообразие проанализировали с помощью работы C.E. Shannon и W. Wiener (1963), а видовое доминирование - с помощью работы E.H. Simpson (1949). По данным измерений (на высоте 1.37 м от земли), растения принимались за дерево при диаметре (d) ствола >31.5 см, за молодые деревья - при d=10.5-31.4 см и за подрост - при d<10.5 см. Древесные сообщества оценивали с помощью индекса их значимости (IVI).
Рис. 1. Картосхема долины Лахул (часть региона Лахул-Спити) в Химачал-Прадеше, Индия
Принадлежность видов к местным мы определяли по работам нескольких авторов: S.S. Samant с соавторами (2007) и Anonymous (1883-1970); эндемичность и эуэндемичность - по работам S.S. Samant и U. Dhar (1993, 1997), а также S.S. Samant с соавторами (2000а). Также с каждой площадки мы собрали комбинированные образцы почв глубиной 20 см, а затем проанализировали их по методике S.E. Allen (1974).
Этноботанические исследования мы провели, используя основную информацию и доступные нам знания о местных регионах, а также метод экспресс-оценки (Samant et al., 2002; Singh, 2007; Singh et al., 2009). Дерево на растопку собирают каждый год с мая по ноябрь; мы исследовали 15 деревень (один человек в семье собирает дерево на растопку на 30 дней), чтобы составить тренд по добыче (Samant et al., 2000б).
Редкость видов определяли с помощью шести параметров, показанных в таблице 1 (Samant et al., 2002; Rana, Samant, 2010).
Таблица 1. Разные критерии статуса угрозы флористическому разнообразию
Количество местообитаний |
Высота, м н.у.м |
Популяция (количество особей/количество мест обнаружения) |
Количество областей применения |
Добыча |
Местные и эндемики |
Количество видов |
|
1 |
<500 |
<250/2 |
4 и >4 |
На продажу |
Местные и эндемики |
10 |
|
2-3 |
500 -1000 |
250-1000 / 3-5 |
2-3 |
Для личного использования |
Местные или эндемики |
6 |
|
>3 |
>1000 |
>1000 / более 5 |
1 |
Не используется |
Не местные |
2 |
Результаты
Оценка структурной схемы популяции в сообществе J. polycarpos. Общая плотность роста деревьев составила 441 шт./га, площадь ствола у основания - 13.65 м2/га, общая плотность подроста - 166 шт./га, общая плотность молодых деревьев - 535 шт./га, установленная для всех видов на площадках/местах обитания (45 квадратов) исследуемой территории. J. polycarpos (437 шт./га, площадь ствола у основания - 13.45 м2/га, индекс значимости (IVI) - 297.18) был доминирующим видом. Низкие значения мы зарегистрировали для других сопутствующих видов, таких как Pinus wallichiana (3 шт./га, площадь ствола у основания - 0.08 м2/га, IVI - 1.48) и Picea smithiana (1 шт./га, площадь ствола - 0.12 м2/га, IVI - 1.34). J. polycarpos - единственный вид, присутствующий в ярусе подроста. Среди молодых деревьев наиболее высокая плотность роста была у J. polycarpos (529 шт./га), а низкая - у Cedrus deodara (3 шт./га) и Robinia pseudoacacia (2 шт./га; рис. 2). Общая плотность роста кустарников - 2663 шт./га, среди них больше всего Rosa webbiana (42.60%) и Caragana versicolor (23.07%). Общая плотность травяного покрова - 34 шт./м, среди которого больше всего Agrostis munroana (5.58%), Thymus linearis (5.44%), Polygonum plebeium (5.36%) и Eragrostis minor (5.07%).
Оценка популяции в сообществе с доминирующим J. polycarpos по ее местообитанию. В общей сложности было исследовано 45 квадратов (50х50 м) в пяти местах обитания, пяти аспектах и на шести локациях при различных топографических условиях (табл. 2). Наибольшее количество площадок (12) представлено валунистой местностью, а также сухими склонами (11 площадок), каменистыми склонами (10), деградировавшими местообитаниями (6) и речными берегами (6). 12 площадок представлены юго-восточной экспозицией, 11 - восточной, 9 - юго-западной и 8 - западной. В таблице 2 показаны: максимальная плотность роста деревьев и площадь их стволов у основания по сухим склонам, а также в валунистых и каменистых местообитаниях; минимальное значение зарегистрировано по речным берегам (475 шт./га). В таблице также представлены значения максимального возобновления молодых деревьев по сухим склонам (752 шт./га), каменистым (636 шт./га) и деградировавшим (628 шт./га) местообитаниям. Показана связь с C. deodara на сухих склонах, с P. wallichiana и C. deodara в валунистых и с P. smithiana в каменистых местообитаниях. Максимальная плотность проростков наблюдалась в каменистых (133 шт./га), деградировавших (115 шт./га) и валунистых (113 шт./га) местообитаниях.
Рис. 2. Структура популяции сообщества Juniperus polycarpos в холодной пустыне долины Лахул, Индия. Условные обозначения: TD - общая плотность роста, JP - Juniperus polycarpos, PS - Picea smithiana, PW - Pinus wallichiana, CD - Cedrus deodara, RP - Robinia pseudoacacia. J. polycarpos и его связь с другими древесными сообществами. В сообществе Pinus wallichiana: J. polycarpos продемонстрировал очень низкие значения (4 шт./га, площадь ствола у оснвоания - 3.25 м2/га, IVI - 3.25) по сравнению с максимальными значениями у P. wallichiana (346 шт./га, 24.44 м2/га, 258.80) и Betula utilis (80 шт./га, 4.52 м2/га, 37.70). Максимальная плотность подроста наблюдалась у P. wallichiana (205 шт./га) и сравнительно гораздо меньшая плотность - у B. utilis (19 шт./га) и J. polycarpos (3 шт./га). Максимальная плотность молодых деревьев - у P. wallichiana (316 шт./га), несколько меньшая - у B. utilis (28 шт./га), Cedrus deodara (12 шт./га) и J. polycarpos (5 шт./га)
В сообществе Cedrus deodara: у J. polycarpos очень низкая плотность (4 шт./га, 0.01 м2/га, 6.50). Максимальная плотность подроста - у J. polycarpos (166 шт./га) и C. deodara (102 шт./га). Максимальная плотность молодых деревьев - у C. deodara (392 шт./га) и J. polycarpos (286 шт./га). Максимальные значения для подроста J. polycarpos указывают на то, что в ближайшем будущем он может заменить C. deodara.
В сообществе Picea smithiana: P. smithiana (293 шт./га) - доминирующий вид, а J. polycarpos (64 шт./га, 1.17 м2/га, 31.72) и P. wallichiana (43 шт./га, 2.64 м2/га, 31.20) - основные сопутствующие виды. Максимальная плотность подроста - у J. polycarpos (134 шт./га), Corylusjacquemontii (70 шт./га) и P. smithiana (54 шт./га). Максимальная плотность молодых деревьев - у J. polycarpos (156 шт./га), P. smithiana (79 шт./га) и P. wallichiana (22 шт./га). Максимальные значения для подроста и молодняка J. polycarpos указывают на то, что в ближайшем будущем этот вид заменит P. smithiana.
В сообществе Betula utilis: возобновление подроста J. polycarpos здесь гораздо ниже (3 шт./га). Хотя доминантом выступает B. utilis (516 шт./га), Abies pindrow (57 шт./га) и P. wallichiana (15 шт./га) являются содоминантами. Встречаемость подроста J. polycarpos указывает на высотный сдвиг в структуре распространения J. polycarpos.
В смешанном сообществе Juniperus polycarpos-Cedrus deodara: J. polycarpos (283 шт./га, 22.70 м2/га, 102.77) и C. deodara (278 шт./га, 85.96 м2/га, 147.32) выступают основными доминантными деревьями, а P. wallichiana и Juglans regia - сопутствующими видами. Максимальная плотность - у J. polycarpos (подрост - 178 шт./га, молодые деревья - 444 шт./га), C. deodara (подрост - 39 шт./га, молодняк - 78 шт./га). Это указывает на то, что в ближайшем будущем сообщество станет чистым J. polycarpos.
Таблица 2. Разнообразие в зависимости от места обитания, картина распределения J. polycarpos в холодной пустыне долины Лахул, в Индии.
Местообитания |
Общее количество площадок |
Диапазон высот (м н.у.м.) |
Экспозиции склонов* |
Регионы** |
Средняя плотность роста (шт./га) |
Средняя площадь ствола у основания у J. polycarpos (м2/га) |
Общая площадь ствола у основания всех видов (м2/га) |
Индекс значимости (IVI) |
Сопутствующие древесные виды*** |
Плотность роста молодых деревьев (шт./га) |
Плотность роста подроста (шт./га) |
|
Показатели для чистого лесного сообщества J. polycarpos |
||||||||||||
Валунистые |
12 |
2805-3570 |
ЮВ, ЮЗ, В, З, Ю |
I-VI |
430 |
14.38 |
-- |
277.92 |
PW, CD |
566 |
113 |
|
Деградировавшие |
6 |
2960-3410 |
ЮЗ, В, З |
III, IV, VI |
332 |
9.63 |
-- |
300.00 |
-- |
628 |
115 |
|
Сухие склоны |
11 |
3150-3425 |
ЮВ, В, ЮЗ, ЮЗ |
II-V |
636 |
24.01 |
-- |
283.30 |
CD |
752 |
48 |
|
Речные берега |
6 |
2760-3415 |
ЮЗ, ЮВ, В, Ю |
II, III, V |
332 |
18.86 |
-- |
298.24 |
-- |
475 |
75 |
|
Каменистые |
10 |
2940-3445 |
ЮВ, ЮЗ, В, З |
II-VI |
344 |
10.81 |
-- |
294.23 |
PS |
636 |
133 |
|
Показатели для смешанного редколесья с J. polycarpos |
||||||||||||
Каменистые |
3 |
2740-3450 |
Ю, В, СВ |
V-VII |
95 |
1.79 |
19.98 |
51.03 |
PW, PS, CD |
-- |
180 |
|
Тенистовлажные |
1 |
2760 |
СВ |
VI |
100 |
1.74 |
21.49 |
54.39 |
PS |
-- |
213 |
|
Валунистые |
4 |
2710-2820 |
СВ, Ю,З |
V, VII |
150 |
8.55 |
73.41 |
68.96 |
PS, CD |
403 |
248 |
|
Сухие склоны |
5 |
2760-2850 |
В, З, Ю, СЗ |
V, VII |
135 |
10.20 |
152.34 |
45.72 |
PS, CD |
561 |
379 |
|
Деградировавшие |
2 |
2940-3100 |
СВ, СЗ |
VI |
160 |
4.27 |
42.13 |
60.82 |
PS |
285 |
-- |
|
Речные берега |
2 |
2760-2900 |
Ю, СЗ |
V, VIII |
20 |
0.02 |
0.25 |
49.97 |
PW, CD |
60 |
-- |
Примечания к таблице 2: *Экспозиции склонов: С - север, Ю - юг, З - запад, В - восток. **Регионы: I - Килонг, II - Стингри, III - Юрнат, IV - Камринг, V - Удайпур, VI - Бихади, VII - Трилокинат, VIII - Муулинг. ***Сопутствующие древесные виды: PW - Pinus wallichiana, CD - Cedrus deodara, PS - Picea smithiana.
В смешанном сообществе Salix fragilis-Fraxinus xanthoxyloides: максимальная плотность подроста (80 шт./га) и молодых деревьев (140 шт./га) наблюдалась у J. polycarpos. Однако также мы выделили такие виды, как Fraxinus xanthoxyloides с плотностью роста подроста 50 шт./га и C. deodara с плотностью роста молодняка 60 шт./га. Это указывает на то, что в ближайшем будущем J. polycarpos заменит собой данное сообщество.
Оценка популяции J. polycarpos в смешанных сообществах (отличающихся от чистых сообществ из J. polycarpos) по местообитанию. J. polycarpos был встречен на 17 площадках, 6 местообитаниях, в четырех диапазонах высот и на пяти экспозициях на высоте 2710-3450 м н.у.м. (табл. 2). Он был встречен в разных сообществах, таких как C. deodara (9 площадок, 4 местообитания, 2 аспекта), P. smithiana (6 площадок, 5 местообитаний, 2 аспектов) и P. wallichiana (2 площадки, 2 местообитания, 2 аспекта). В таблице 2 показано, что максимальная плотность роста деревьев наблюдалась в деградировавшем местообитании в Бихади, а также в валунистом в Удайпуре и Трилокинате и на сухих склонах там же. Общая площадь основания ствола у J. polycarpos была максимальной по сухим склонам - 10.20 м2/га и в валунистых местообитаниях - 8.55 м2/га. Плотность роста молодняка была максимальной по сухим склонам - 561 шт./га, в валунистом 403 шт./га и деградировавшем местообитании - 285 шт./га, а минимальная - по речным берегам, где она составила 60 шт./га. Возобновление подроста (379 шт./га) было максимальным по сухим склонам. Однако в валунистых (248 шт./га), тенисто-влажных (213 шт./га) и каменистых (180 шт./га) местообитаниях возобновление подроста оказалось почти таким же. Плотность роста и площадь ствола у основании были максимальными в зоне средней высотности - 2801-3800 м н.у.м.
Таблица 3. Оценка популяции Juniperus polycarpos по местам распространения в холодной пустыне долины Лахул (Индия)
Район |
Места обитания* |
Диапазон высот, м н.у.м. |
Экспозиция склона |
Средняя плотность роста (количество/га) |
Средняя площадь ствола у основания (м2/га) |
Индекс значимости (IVI) |
Количество площадок |
Сопутствующие виды |
|
Килонг |
D |
3200-3210 |
ЮЗ |
820.00 |
16.91 |
300.00 |
2 |
- |
|
Стингри |
A, B, C, D |
3255-3465 |
ЮВ, Ю |
462.00 |
10.08 |
300.00 |
9 |
- |
|
Юрнат |
A, B, C, D, E |
3180-3570 |
ЮЗ, В, ЮВ |
429.58 |
7.88 |
300.0 |
17 |
- |
|
Бихади Кишори |
A, B, C |
2940-3040 |
ЮВ, В |
350.00 |
37.61 |
259.59 |
3 |
Picea smithiana, Pinus wallichiana |
|
Удайпур |
B, C, D |
2760-2805 |
З, Ю |
332.78 |
51.34 |
201.38 |
4 |
Cedrus deodara |
|
Камринг |
A, B, C, D |
2960-3310 |
З, ЮВ, В |
435.47 |
14.63 |
300.00 |
10 |
- |
Примечания к таблице 3: *Места обитания: A - каменистые, B - валунистые, C - речные берега, D - сухие склоны, E - деградировавшие.
В чистом лесном сообществе (рис. 3) наблюдалось положительное соотношение плотности роста и диапазона высот их произрастания; мы изучили плотность роста молодых деревьев и высоту, на которой они произрастали. Однако при этом наблюдалось отрицательное соотношение между плотностью подроста и диапазоном высоты произрастания; мы измерили площадь стволов у основания и высотные показатели. В случае смешанных лесных сообществ (рис. 4) замечено положительное соотношение между плотностью роста взрослых и молодых деревьев; мы измерили плотность и площадь стволов у основания.
Оценка J. polycarpos в зависимости от места произрастания. Максимальную плотность роста мы зарегистрировали в Кейланге - 820 шт./га и Стингри - 462 шт./га. А максимальную площадь стволов у основания - в Удайпуре (51.34 м2/га) и Бихади (37.61 м2/га), а минимальную - в Юрнате (7.88 м2/га). Максимальная плотность роста молодняка - в Кейланге (950 шт./га) и Юрнате (709 шт./га); подроста - в Удайпуре (200 шт./га) и Камринге (126 шт./га), что отображено в таблице 3.
На новых площадках, в долинах Чандры и Бхады, в последние десятилетия изучалось влияние климатических изменений, выраженное в смещении широты распространения до 4100 м н.у.м. выше границы произрастания лесов (3800 м н.у.м.).
Рис. 3. Корреляция между биологическими показателями в чистом сообществе J. Polycarpos: a) между плотностью роста деревьев и высотностью, б) между общей площадью ствола у основания и высотностью
Физико-химический анализ почвенных образцов. В чистом древесном сообществе показатели pH почвы составили 7.33-7.59 (диапазон от нейтрального до слабощелочного), органического углерода - 2.02-5.83% (неразложившиеся органические остатки), азота - 0.62-2.60% (достаточно доступный). Однако в случае смешанных лесов, где J. polycarpos является сопутствующим видом, показатели pH почвы составили 6.32-7.12 (от слабокислотного до нейтрального), органического углерода - 0.08-12.34% (неразложившиеся органические остатки в чистом хвойном лесу и разложившиеся - в широколиственном), азота - 0.67-0.86% (достаточно доступный). Плотность роста и площадь стволов у основания оказались максимальными при нейтральном pH и составили 6.54 и 7.12 соответственно; это указывает на то, что в условиях нейтральной среды J. polycarpos развивается особенно хорошо.
Этно-ботаническая значимость J. polycarpos. Использование в качестве материала на растопку. Из всех 42 видов, которые используются для растопки, J. polycarpos оказался самым значимым (Singh, 2007). Показатели сбора для этого вида составили 224.73 кг, средний вес - 11.05 кг на семью в день и 331.43 кг на семью в год, вероятность правильного исопльзования - 0.39%, индекс использования ресурса - 128.16. Это самый важный востребованный вид после Salix fragilis.
Использование в религиозных целях. Листья и ветки можжевельника считаются священными подношениями местному богу. Дерево является неотъемлемой частью жизни людей в зоне холодных пустынь Гималаев и используется для празднований и ритуалов.
Рис. 4. Корреляция между биологическими показателями в смешанном лесном сообществе с участием J. polycarpos: а) между плотностью роста взрослых и молодых деревьев, б) между плотностью роста и общей площадью ствола у основания
можжевельник восточный растительный гималайский
Традиционное использование. Этот вид используется для создания бытовых изделий, таких как «anwain» (ванна), «chujom» (емкость для переноса воды), «dannu» (маслобойка для творога, емкость для хранения напитка ласси), «takui» (инструмент для прядения шерсти), «hadd» (плуг), «Par» (форма для вырезания тонкого хлеба чапати), «Zowa» (посуда для приготовления гречневых блинов из Fagopyrum esculatum), «Dau/Chatui/Kadchi» (кухонные принадлежности), «Chopcha» (ложка), «Chopstick» (палочки для супа с лапшой), «Pyala» (чашка), «Dongmo» (кастрюля для приготовления соленого молочного чая), «Kothadi» и «Datha» (коробочки для хранения круп), «Halda» (факел для фестивалей «Khogla», «Dhai», «Phagli», свадеб и ритуальных церемоний), «Pan/Shid» (лестница) и другие.
Экологические исследования сообщества J. polycarpos. Видовой состав. Общее число видов составило 281 (5 видов деревьев, 27 кустарников и 249 прочих) из 158 родов и 48 семейств. Среди зарегистрированных нами семейств доминировали Asteraceae (45 видов), Poaceae (25 видо), Fabaceae (22 видов), Lamiaceae (16 видов) и другие. Тринадцать семейств оказались монотипичными.
Видовое разнообразие и концентрация доминирования. Сообщество J. polycarpos показало высокое значение видовоего разнообразия для кустарников - 1.91 и травянистых растений - 4.30, низкое для деревьев - 0.06. Самое высокое доминирование оказалось у деревьев - 0.98, меньшее - у кусатарников - 0.25 и травянистых растений - 0.02.
Местные и эндемичные виды в сообществе J. polycarpos. Среди общего количества видов 37% оказались местными, 2% - эндемичными, а 24% - эуэндемичными (табл. 4).
Экономическая значимость видов в сообществе J. polycarpos. Мы обнаружили 198 экономически важных видов для медицинского использования - 159 видов, на корм скоту - 93, съедобных видов - 57, используемых в религии - 30, на растопку - 26, в строительстве - 7, для создания сельскохозяйственных инструментов - 4 и другого использования - 33 (табл. 4).
Виды в сообществе J. polycarpos, находящиеся под угрозой исчезновения. Мы обнаружили 57 видов, из которых 5 находятся под угрозой исчезновения, 20 являются уязвимыми и 32 - в состоянии, близком к угрожаемому (табл. 4).
Обсуждение и выводы
В Индии леса с J. polycarpos контролируются с использованием «Системы групповой селекции / Group Selection System» (Pandey, 1993-2007). Независимо от этого из-за полного правительственного запрета на вырубку лесов ради их сохранения здесь по-прежнему не хватает эффективной практики по контролю лесов.
Зарегистрированная нами плотность роста J. polycarpos (437 шт./га) выше, чем в пакистанском Белуджистане (332 шт./га; Moinuddin et al., 1990), и меньше, чем в долине греческой р. Нестос (Milos et al., 2007), что является следствием чистого распространения вида. Площадь ствола у основания (13.45 м2/га) меньше, чем в долине Нестоса (19.4-25.5 м2/га; Milos et al., 2007), а рост деревьев в тяжелых климатических условиях оказался таким же, как в Белуджистане (Sarangzai et al., 2012). Общая плотность роста кустарников (2663 шт./га) и травяных растений (34 шт./га) была ниже, чем в Пиндари и Нанда Деви (Samant et al., 2002). Низкие значения видового разнообразия и высокие - концентрации доминирования можно объяснить невысокими показателями развития и многообразия сообществ (Fischer, 1960), а также суровостью окружающей среды (Connel, Orias, 1964). Широкое распространение J. polycarpos (в разных местах обитания, аспектах и на разных высотах) и обширны е исследования выявили разнообразие видового богатства сопутствующих видов (Singh, 2007; Singh, Samant, 2010).
Таблица 4. Наиболее значимые виды растений (местные, эндемичные, эуэндемичные, под угрозой исчезновения, экономически значимые), найденные в лесном сообществе J. polycarpos в холодной пустыне долины Лахул, в Индии
Характеристика распространения, природоохранного статуса и использования видов |
Виды растений по типам ареалов, по степени охраны и экологической значимости |
|
Тип ареала |
Распределение видов по типу реала |
|
Местные |
Anaphalis contorta, Aquilegia moorcroftiana, A. fragrans, Aster molliusculus, Bupleurum himalayense, Calamagrostis emodensis, Carex setosa, Chaerophyllum reflexum, C. villosum, Cicerbita macrorhiza, Cirsium falconeri, Cousinia thomsonii, Cremanthodium decaisnei, Cynoglossum microglochin, C. nervosum, Dianthus angulatus, Dracocephalum speciosum, Elsholtzia strobilifera, Eremurus himalaicus, Gnaphalium thomsonii, Hackelia uncinata, Hedysarum cachemirianum, Iris kemaonensis, Leptorhabdos parviflora, Ligusticum elatum, Nepeta laevigata, N. discolor, N. longibracteata, N. nervosa, Pedicularis tenuirostris, Picrorhiza kurrooa, Poa koelzii, Polygonum amplexicaule, Primula denticulata, Pseudomertensia echioides, Rubus foliolosus, Rumex hastatus, Saussurea roylei, S. albescens, S. deltoidea, S. gnaphalodes, S. jacea, Scrophularia dentata, Selinum tenuifolium, Senecio laetus, Silene edgeworthii, S. nepalensis, Swertia cordata, Thalictrum cultratum, T. pauciflorum, Trigonella emodi, Cotoneaster pruinosus, Indigofera heterantha, Lonicera myrtillus, L. quinquelocularis, Ribes glaciale, Rosa webbiana |
|
Эндемичные |
Bupleurum lanceolatum, Codonopsis clematidea, Cystopteris montana, Heracleum thomsonii, Saussurea costus, Berberis pseudumbellata |
|
Эуэндемичные |
Aconitum heterophyllum, Arabidopsis himalaica, Arenaria festucoides, Astragalus bicuspis, A. chlorostachys, A. himalayanus, A. rhizanthus, Bergenia stracheyi, Bistorta affinis, Bupleurum falcatum, Cirsium verutum, C. wallichii var. glabratum, Corydalis govaniana, Codonopsis ovata, C. rotundifolia, Euphrasia himalayica, Gypsophila cerastoides, Impatiens glandulifera, Jaeschkea oligosperma, Juncus himalensis, Lactuca lessertiana, Lindelofia longiflora var. falconneri, Meconopsis aculeata, Morina coulteriana, Nepeta eriostachya, N. floccosa, N. glutinosa, N. leucophylla, Pedicularis pectinata, Phlomis bracteosa, Physochlaena praealta, Plantago himalaica, Polygonum somdevae, P. vaccinifolium, Rheum webbianum, Rhodiola heterodonta, Rosularia adenotricha, Scutellaria prostrata, Senecio graciliflorus, Silene moorcroftiana, Stellaria patens, Swertia petiolata, Veronica koelzii, Picea smithiana, Pinus wallichiana, Cotoneaster duthieanus, Lonicera obovata, Salix denticulata, Spiraea canescens, Syringa emodi |
|
Статус охраны |
Распределение видов по статусу охраны |
|
Виды под угрозой исчезновения |
Aconitum heterophyllum, Betula utilis, Physochlaena praealta, Rheum webbianum, Saussurea roylei |
|
Уязвимые виды |
Arnebia euchroma, Bergenia stracheyi, Bunium persicum, Codonopsis clematidea, Corydalis govaniana, Ephedra gerardiana, Eremurus himalaicus, Hippophae rhamnoides, H. salicifolia, Hyoscyamus niger, Meconopsis aculeata, Rhododendron anthopogon, Ribes glaciale, Picrorhiza kurrooa, Rheum australe, Saussurea albescens, S. deltoidea, Spiraea canescens, Syringa emodi, Swertia petiolata |
|
Виды, близкие к статусу «под угрозой исчезновения» |
Arctium lappa, Artemissia maritima, A. minor, Bupleurum falcatum, B. lanceolatum, Chaerophyllum villosum, Codonopsis rotundifolia, Cremanthodium decaisnei, Cystopteris montana, Diplocyclos palmatus, Erophila verna, Carum carvi, Hedysarum cachemirianum, Heracleum candicans, H. thomsonii, Hyssopus |
|
Виды, близкие к статусу «под угрозой исчезновения» |
officinalis, Indigofera heterantha, Malaxis muscifera, Morina coulteriana, Rhodiola heterodonta, Pedicularis pectinata, Picea smithiana, Pinus wallichiana,Salixflagellaris, Rosularia adenotricha, Rubus foliolosus, Silene moorcroftiana, S. viscosa, Stellaria patans, Veronica koelzii |
|
Тип использования |
Распределение видов по экономическому использованию |
|
Медицина |
Aconitum heterophyllum, Achillea millefolium, Arctium lappa, Arnebia euchroma, Artemisia maritima, Bergenia stracheyi, Bunium persicum, Corydalis govaniana, Ephedra gerardiana, Heracleum candicans, Hippophae rhamnoides, H. salicifolia, Hyssopus officinalis, Meconopsis aculeata, Origanum vulgare, Picrorhiza kurrooa, Rheum australe, Rhodiola heterodonta, Saussurea costus, Thymus linearis |
|
На корм скоту |
Agrostis griffithiana, A. munroana, A. pilosula, Avena fatua, Bothriochloa ischaemum, Brachypodium sylvaticum, Bromus pectinatus, B. tectorum, Calamagrostis holciformis, C. scabrescens, Carex setosa, Dactylis glomerata, Danthonia schneideri, Eragrostis minor, E. pilosa, Poa koelzii, P. lahulensis, P. pratensis, Silene edgeworthii, Hippophae rhamnoides, H. salicifolia, Juniperus communis, Lonicera obovata, L. quinquelocularis, Trifolium pratense, T. repens, Salix denticulata, S. fragilis, S. dephnoides |
|
Съедобные |
Bunium persicum, Carum carvi, Eremurus himalaicus, Fragaria vesca var. nubicola, Hippophae rhamnoides, H. salicifolia, Origanum vulgare, Rheum australe, R. webbianum, Urtica dioica |
|
В религиозных целях |
Achillea millefolium, Arctium lappa, Artemisia biennis, A. maritima, Arnebia euchroma, Betula utilis, Hyoscyamus niger, Lonicera quinquelocularis, Physochlaena praealta, Taraxacum officinale, Juniperus polycarpos |
|
На растопку |
Betula utilis, Juniperus polycarpos, J. communis, Picea smithiana, Pinus wallichiana, Cotoneaster obovatus, Hippophae rhamnoides, H. salicifolia, Lonicera obovata, Salix denticulata, S. fragilis, S. flagellaris, S. oxycarpa, S. pycnostachya |
|
В строительстве |
Cedrus deodara, Juniperus polycarpos, Picea smithiana, Pinus wallichiana, Hippophae salicifolia |
|
В сельском хозяйстве |
Betula utilis, Hippophae rhamnoides, H. salicifolia, Juniperus polycarpos, Cotoneaster obovatus, Salix fragilis |
J. polycarpos предпочитает соседство с лесными засухо- и морозоустойчивыми видами. Следовательно, в чистом сообществе вид показал обильный рост по сухим склонам (плотность роста 636 шт./га, площадь ствола - 24.01 м2/га) и в валунистых (430 шт./га, 14.38 м2/га) местообитаниях (табл. 2).
В случае смешанных сообществ доминировали деградировавшие местообитания с рано появившимся J. polycarpos (IVI - 60.82, плотность - 160 шт./га, площадь - 4.27 м2/га) и валунистые с участием взрослых деревьев (68.96, 150 шт./га, 8.55 м2/га; табл. 2). Также J. polycarpos продемонстрировал максимальную плотность роста деревьев (283 шт./га) в смешанном сообществе J. polycarpos--C. deodara в Удайпуре, условия которого подходят для его произрастания; и хорошую связь с Picea smithiana в Бихади, с максимамальной площадью ствола у основания (37.61 м2/га; табл. 3). В Муулинге и Трилокинате он замечен с Pinus wallichiana. Максимальная средняя плотность роста молодняка и подроста - в сухих местообитаниях, что объясняется суксцессиями, южной экспозицией с максимумом солнечных часов и подходящими микроклиматическими условиями (Singh, 2007). Достаточное возобновление из семян в некоторых местообитаниях (по сухим склонам, каменистым и деградировавшим) указывает на то, что эти леса выживут в условиях климатических изменений. Наличие возобновления обусловлено прерыванием покоя семян естественной стратификацией, как это происходит и в Пакистане (Mohammad, Ataullah, 1992). Семена начинают прорастать после поглощения и последующего выделения местными птицами, такими как желтоклювая альпийская галка (Pyrrhocorax graculus; местное название - «Chang», не находится под угрозой) и красноклювая альпийская галка (Pyrrhocorex pyrrhocorex; местное название - «Chang», не находится под угрозой) в зимние месяцы.
Меньшая плотность роста наблюдалась в сухой умеренной нижней высотной зоне (<3100 м н.у.м) в смешанных сообществах; максимальная - в средней (3100-3500 м н.у.м.) в чистом сообществе J. polycarpos. В альпийской зоне (>3500 м н.у.м.) развитие растений было слабым, а тренд плотности их роста и площади стволов - нисходящим. Распространение J. polycarpos при благоприятных условиях по сухим склонам и на валунистых местообитаниях и выше границы произрастания лесов указывает на влияние стремительных климатических изменений (Bolch et al., 2012).
Количественная оценка топливных ресурсов в верхней высотной зоне Гималаев ограничилась только несколькими видами (Samant et al., 2000a). В среде холодных пустынь высока необходимость в дереве на растопку, и J. polycarpos является одним и самых востребованных видов. Его древесина считается не очень подходящей для строительства, однако люди всё равно используют его в отстутвие альтернатив. Во многих местах (Стингри, Камринг, Мууринг, Кейланг) была обнаружена угроза высыхания из-за нападения паразита Arceuthobium oxycedri на ветки J. polycarpos. Для эффективного контроля ситуации рекомендуется своевременное удаление паразитов с веток.
В сообществе J. polycarpos обнаружено 198 экономически значимых и 57 видов растений, находящихся под угрозой исчезновения, что требует должного мониторинга для тренда выборки, адаптивной биологии и их дальнейшего распространения. Мы зарегистрировали достаточное разнообразие сопутствующих местных и эндемических видов.
Список литературы
1. Allen S.E. 1974. Chemical analysis of ecological materials. Oxford: Blackwell Scientific Publications. 565 p. Anonymous. 1895. Index Kewensis Plantarum Phanerogamarum. Vol 1-2.15 Suppl. Oxford: Clarendon Press. Vol. 1. 1268 p.; Vol. 2. 1299 p.
2. Aswal B.S., Mehrotra B.N. 1994. Flora of Lahaul-Spiti (a Cold Desert in North-West Himalaya). Bishen Singh and Mahendra Pal Singh, Dehradun. 761 p.
3. Bolch T., Kulkarni A., Kaab A., Huggel C., Paul F., Cogley J.G., Frey H., Kargel J.S., Fujita K., Scheel M., Bajracharya S., StoffelM. 2012. The state and fate of Himalayan Glaciers // Science. Vol. 336 (6079). P. 310-314.
4. Connel J.H., Orias E. 1964. The ecological regulation of species diversity // The Magazine of the American Museum of Natural History. Vol. 48. P. 399-414.
5. Curtis J.T., McIntosh R.P. 1950. The interrelation of certain analytic and phytosociological character // Ecology. Vol. 31. P. 434-455.
6. Dhar U., Samant S.S. 1993. Endemic diversity of Indian Himalaya. Ranunculaceae and Paeoneaceae // Journal of Biogeography. Vol. 20. P. 659-668.
7. Fischer A.G. 1960. Latitudinal variation in organic diversity // Evolution. Vol. 14. P. 64-81.
8. Kachroo P., Sapru B.L., Dhar U. 2002. Flora of Ladakh: An Ecological and Taxonomical Appraisal. Bishen Singh Mahendra Pal Singh, Dehradun, India. 172 p.
9. Milos E., Pipinis E., Petrou P., Akritidou S., Smiris P., Aslenidou M. 2007. Structure and regeneration patterns of the Juniperus excelsa Bieb. Stands in the Central part of the Nestos valley in the northeast of Greece, in the context of anthropogenic disturbances and nurse plant facilitation // Ecological Researches. Vol. 22. P. 713-723.
10. Mohammad K., Ataullah K.R. 1992. Woody plant seed manual (Pakistan). 131 p.
11. Moinuddin A., Shahid A., Buzdar S.S., Hafeez A. 1990. Population structure and dynamics of Juniperus excelsa in Balochistan Pakistan // Journal of Vegetation Science. Vol. 1. No. 2. P. 271-276.
12. Muller-Dombois D., Ellenberge H. 1974. Aims and Methods of Vegetation Ecology. New York: John Willey and Sons. 547 p.
13. Murti S.K. 2001. Flora of Cold Deserts of Western Himalaya // Botanical Survey of India. Vol. I. India, Calcutta. 452 p.
14. Pandey C.B. 1993-2007. Working plan for Lahaul Forest Division, Department of Forest Farming and Conservation. Himachal Pradesh. 183 p.
15. Polunin O., Stainton A. 1984. Flowers of the Himalaya. Oxford: Oxford University Press. 580 p.
16. Rana M.S., Samant S.S. 2010. Threat categorisation and conservation prioritization of floristic diversity in the Indian Himalayan region: A state of art approach from Manali Wildlife Sanctuary // Journal of Nature Conservation. Vol. 18. P. 159-168.
17. Sahani K.C. 1990. Gymnosperms of India and Adjacent Countries. Bishen Singh Mahendra Pal Singh, Dehradun, India. 169 p.
18. Samant S.S., Dhar U. 1997. Diversity, endemism and economic potential of wild edible plants of Indian Himalaya, India // International Journal of Sustainable Development & World Ecology. Vol. 4. P. 179-191.
19. Samant S.S., Dhar U., Rawal R.S. 2000b. Assessment of fuel resources diversity and utilization pattern in Askot Wildlife Sanctuary in Kumaun Himalaya, India, for conservation & Management // Environment Conservation. Vol. 27. No. 1. P. 5-13.
20. Samant S.S., Joshi H.C., Arya S.C. 2000a. Diversity, nativity and endemism of vascular plants in Pindari area of Nanda Devi Biosphere Reserve-II // Himalayan Biosphere Researches. Vol. 2 (1&2). P. 1-29.
21. Samant S.S., Joshi H.C., Arya S.C., Pant S. 2002. Studies on the structure, composition and changes of the vegetation in Nanda Devi Biosphere Reserve of west Himalaya. FTR submitted to MOE&F, New Delhi, India. P. 878-890.
22. Samant S.S., Pant S., Singh M., Lal M., Singh A., Sharma A., Bhandari S. 2007. Medicinal plants in Himachal Pradesh, northwestern Himalaya, India // International Journal of Biodiversity Science, Ecosystem Services & Management. Vol. 3. P. 234-251.
23. Sarangzai A.M., Ahmed M., Ahmed A., Leghari S.K., Umerjan S. 2012. Juniper forests of Baluchistan: A brief review // FUUAST Journal of Biology. Vol. 2. No. 1. P. 1-79.
24. Shannon C.E., Wiener W. 1963. The mathematical theory of communication. Urbana: University of Illinois Press. 144 p. Simpson E.H. 1949. Measurement of diversity // Nature. Vol. 163. No. 688. P. 163.
25. Singh A. 2007. Assessment of plant diversity and conservation status of forest vegetation in a Cold Desert Biosphere Reserve of the Western Himalaya. Ph.D. Thesis submitted to Kumaun University Nainital, India. 97 p.
26. Singh A., Lal M., Samant S.S. 2009. Diversity, Indigenous uses and conservation prioritization of medicinal plants in Lahaul valley, proposed Cold Desert Biosphere Reserve, India // International Journal of Biodiversity Science, Ecosystem Services & Management. Vol. 5. No. 3. P. 132-154.
27. Singh A., Samant S.S. 2010. Conservation prioritization of habitats and forest communities in the Lahaul valley of proposed Cold Desert Biosphere Reserve, North Western Himalaya, India // Applied Ecology and Environmental Research. Vol. 18. No. 2. P. 101-117.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Практические познания об окружающих человека растениях. Признаки семейства крестоцветных, его видовое разнообразие. Экологическая и хозяйственная роль представителей семейства крестоцветных в составе растительности Южного полушария и тропической зоны.
реферат [26,5 K], добавлен 09.07.2015Распространение и видовое разнообразие жуков-чернотелок, их морфологические особенности. Основные травмы чернотелок в природных условиях: повреждённый экзоскелет, механические и химические травмы. Практическая значимость насекомых в сельском хозяйстве.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.08.2013Крупнейшая пустыня мира. Ежегодный ливень и песчаные бури в пустыне Сахара. Реликтовые древесные растения, произрастающие в горных районах пустыни. Воздействие деятельности человека на растительность. Многолетние засухоустойчивые злаки и кустарники.
презентация [2,4 M], добавлен 25.01.2011Биология и экология амфибий Белорусского Полесья. Бесхвостые амфибии, встреченные на различных участках Гомельского района. Практическое значение земноводных. Видовое разнообразие и численность бесхвостых амфибий, их морфометрические показатели.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 02.07.2012Структура и критерии вида. Борьба за существование: внутривидовая, межвидовая и борьба с неблагоприятными условиями. Естественный отбор и приспособляемость организмов как движущая сила эволюции. Закон генетического равновесия и видовая макроэволюция.
реферат [19,5 K], добавлен 08.07.2010Общая характеристика семейства Бобовые, их способность адаптироваться к разнообразным природным условиям. Дикорастущие Бобовые, встречающиеся на территории Липецкой области. Видовое разнообразие данного семейства, занесенное в "Красную книгу" региона.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 28.05.2014Три категории популяций: географические, экологические и элементарные. Характеристика популяций: численность, плотность, распределение, возрастная структура. Основные демографические показатели: темп полового размножения, плодовитость, скорость отмирания.
презентация [339,6 K], добавлен 01.10.2015Лемуры — подотряд мокроносых приматов, объединяющий все разнообразие видов, обитающих на острове Мадагаскар и Коморских островах. Описание внешнего вида и повадок животного, его видовое разнообразие. Индри или бабокото, его своеобразие и повадки.
презентация [1,6 M], добавлен 03.04.2015История изучения растительного покрова Городищенского района. Описание весенних растений. Растения степи и полупустыни, лесных сообществ, обитатели водоемов и их берегов, полезные сорные и рудеральные растения. Стратегия охраны весенних растений.
курсовая работа [229,3 K], добавлен 03.12.2014Модификация и регуляция популяций в биоценозах; средний уровень, отклонения и динамика их численности как авторегулируемый процесс. Влияние климатических изменений на организмы: колебания смертности; видовое приспособление к условиям существования.
презентация [748,4 K], добавлен 30.01.2012Общая характеристика, строение, питание и размножение сине-зеленых водорослей. Основные типы спор у низших и высших грибов. Семейства покрытосеменных растений, распространенных в умеренных широтах, их роль в сложении различных растительных сообществ.
курсовая работа [11,1 M], добавлен 27.11.2010Видовое разнообразие водоплавающих птиц. Описание внешнего вида гусей, уток и лебедей, чернозобой гагары. Особенности добывания пищи у птиц семейства поганковых и пеликанообразных птиц. Пингвины как нелетающие морские птицы. Разнообразие видов чаек.
презентация [1,1 M], добавлен 13.01.2012Факторы, влияющие на богатство и разнообразие растительного мира Украины. Отличия видового состава растительности. Лесная, степная, водно-болотная растительность. Лекарственные растения. Биоразнообразие Крымского полуострова. Красная книга Украины.
реферат [20,5 K], добавлен 02.06.2010Общая характеристика отряда Collеmbola: окраска, покровы и строение кутикулы, жизненные формы, адаптация к основным факторам среды, население коллембол, структура и динамика популяции. Техника экстракции, камеральная обработка, пороги доминирования.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 25.06.2017Необходимость сохранения биологического разнообразия живых организмов, населяющих нашу планету. Разнообразие видов, существующих в биосфере Земли. Армерия обыкновенная, Лунник оживающий, Сверция многолетняя, Башмачок настоящий, Пальчатокоренник.
презентация [2,2 M], добавлен 15.12.2011Значение в биосфере и роль хвойных в хозяйственной деятельности человека. Особенности морфологического и анатомического строения можжевельника обыкновенного. Систематика можжевельника, его биологическое описание. Области применения и охранный статус.
реферат [26,3 K], добавлен 21.10.2012Сравнительная характеристика некоторых секций подрода твердодревесных сосен. Морфологические признаки рода кедр на примере кедра гималайского. Хозяйственное значение лиственницы сибирской. Характеристика семейства тиссовые на примере тисса ягодного.
контрольная работа [150,4 K], добавлен 04.02.2015Изучение растительного покрова Северо-Западного Кавказа, физико-географическая характеристика региона. Эколого-ценотический, систематический, биоморфологической и географический анализ флоры. Фитосозологическая значимость флоры Мезмайской котловины.
дипломная работа [776,3 K], добавлен 11.02.2012Научная классификация, биологическое описание, места распространения вереса, особенности его культивирования и области применения. Характеристика разновидностей можжевельника виргинского, многоплодного, казацкого, китайского, лежачего и твердого.
курсовая работа [10,6 M], добавлен 30.11.2010Составление первого списка исчезающих видов растений и животных в 1963 году специальной комиссией Международного союза охраны природы и природных ресурсов Казахстана. Редкие и исчезающие птицы и животные: окунь, маринка, желтопузик, дрофа, стрепет, джек.
презентация [1,4 M], добавлен 18.10.2013