|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Изучение ботанического разнообразия и структурно-динамических свойств растительного покрова Станового нагорья (РНФ)НИР
The researches of botanical diversity, vegetation cover's structural and dynamic features of the Stanovoy Highland
- Руководитель НИР: Бочарников М.В.
- Участники НИР: Виноградов А.А., Стасько А.А., Чурюлина (Вельгоша) А.Г.
- Подразделение: Кафедра биогеографии
- Срок исполнения: 31 июля 2017 г. - 30 июня 2019 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 17-77-10142
- Номер ЦИТИС: АААА-А17-117082950021-6
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Изменения природной среды, общества и проблемы природопользования
- ПН России: Рациональное природопользование
-
Рубрики ГРНТИ:
- 39.19.25 Биогеография
-
Ключевые слова:
экосистемы, ботаническое разнообразие, данные дистанционного зондирования, экологический потенциал, структура растительного покрова, биоклимат, становое нагорье, горные территории, высотная поясность
ecological capacity, altitudinal belts, botanical diversity, bioclimat, structure of the vegetation cover, remote sensing data, ecosystems, stanovoy highland, mountain territories -
Описание:
Проект направлен на проведение фундаментального исследования, связанного с выявлением и оценкой ботанического (флористическое и ценотическое) разнообразия и определением динамических тенденций в растительном покрове Станового нагорья. В основу исследования положен эколого-географический подход к оценке ботанического разнообразия. Использована концепция экосистем и взаимосвязи структуры растительного покрова с эколого-географическими факторами среды и ценотическим разнообразием, проявляющиеся различно в соответствии с уровнем пространственной организации биосферы. Объектом исследований является растительный покров Станового нагорья, малоизученной в ботанико-географическом отношении горной территории. Пространственная организация растительного покрова Станового нагорья подчинена высотно-поясным закономерностям и находится под воздействием комплекса экологических факторов, связанных с условиями орографического строения, влиянием биоклиматических условий в пределах поясов.Географическое положение территории в континентальной части Бореальной области Евразии,сложная орографическая структура, включающая сочетания горных хребтов, плоскогорий и межгорных котловин, определяют региональную специфику в структуре растительного покрова и его разнообразие в системе высотно-поясной дифференциации. Ботаническое разнообразие в рамках проекта рассматривается через пространственно- временные аспекты с учетом градиентов факторов, действующих на разных уровнях. В основу выявления флористического аспекта разнообразия положены количественные характеристики на уровне видов, рассматриваемые по высотному градиенту. Данный градиент обусловлен комплексным влиянием биоклиматических параметров и имеет выраженную региональную специфику. Ценотический аспект разнообразия раскрывается в соответствии со структурно-динамическими характеристиками растительного покрова. В условиях горной территории он связан с уровнем пространственной организации, в пределах которой действуют факторы высотно-поясного или внутрипоясного порядков, а также обусловлен разнообразием динамических состояний растительности, включающих коренные и производные варианты сообществ. Актуальность проекта связана с решением фундаментальных проблем ботанического разнообразия горных территорий на региональном уровне. Будут решены задачи, связанные с инвентаризацией ботанического разнообразия малоизученной горной территории, оценкой его флористической и ценотической специфики в системе типов поясности растительности. В соответствии с комплексом факторов, определяющих высотно-поясную структуру и внутрипоясные закономерности пространственной дифференциации сообществ, будут определены ведущие градиенты, обуславливающие эколого-географические и структурно-динамические характеристики растительного покрова Станового нагорья. Оценка структурно-динамического разнообразия растительного покрова с проведением картографирования актуального растительного покрова отразит экологический потенциал территории в условиях хозяйственной деятельности вдоль трассы Байкало-Амурской магистрали. Исследование будет основано на использовании серии материалов: оригинальных геоботанических данных, материалов космической съемки (многозональные космические снимки Landsat-8; цифровые модели BioClim (Hijmans et al., 2005), изменения лесопокрытой площади (Hansen et al., 2012)), гербарных коллекций, литературных источников и карт. Будет проведено картографирование растительного покрова ключевого участка вдоль трассы БАМ с отражением его структуры и динамических тенденций, а также получены данные о пространственной организации ботанического разнообразия Станового нагорья.
-
Abstract:
The project is aimed at fundamental research related to the identification and evaluation of botanical (floristic and cenotic) diversity and the definition of dynamic trends in the vegetation of the Stanovoy Highland. The research is based on the ecological-geographical approach to the evaluation of botanical diversity. The object of research is the vegetation cover of the Stanovoy Highland with low coverage of studies. Spatial organization of the vegetation cover of the Stanovoy Highland is under the influence of a complex of environmental factors associated with the bioclimatic and orographic conditions. Geographical location of the territory in the continental part of the boreal region of Eurasia, a complex orographic structure including combinations of mountain ranges, plateaus and intermountain hollows, determine the regional specificity in the structure of the vegetation cover. Botanical diversity within the project is considered through spatial-temporal aspects, taking into account the gradients of factors at different levels. The basis for identifying the floristic aspect of diversity is the quantitative characteristics at the species level, considered by the altitude gradient. This gradient is defined by the complex of bioclimatic parameters according to regional specificity. Cenotic aspect of diversity is revealed according to structural and dynamic characteristics of vegetation cover. In the conditions of the mountain territory it is connected with the level of the spatial organization within altitudinal belts. It also caused by diversity of the dynamic conditions of vegetation including native and secondary communities. The relevance of the project is related to identify of the fundamental problems of botanical diversity of mountain areas at the regional level. The tasks related to the inventory of the botanical diversity, the estimation of its floristic and cenotic specificity in the system of vegetation cover will be solved. The basic gradients of the ecological-geographic and structural-dynamic characteristics of the vegetation cover of the Stanovoy Highland will be determinedIn accordance with a complex of factors determined the altitudinal structure. Evaluation of the structural and dynamic diversity of vegetation cover with the mapping of actual vegetation cover will reflect the ecological capacity of the territory in the conditions of economic activity along the route of the Baikal-Amur Mainline. There are original geobotanical data, remote sensing data (Landsat-8, the digital network of BioClim (Hijmans et al., 2005), forest cover changes (Hansen et al., 2012)), herbarium collections, literary data and maps will be used in this research. Mapping of the vegetation cover and determination of its structure will be carried out for the key region along the Baikal-Amur Mainline.
-
Планируемые результаты:
В первый год выполнения проекта будут обобщены данные о ценотическом разнообразии Станового нагорья на основе географо-генетической классификации растительных сообществ. Информация о находках конкретных видов и сообществ с оценкой их видового богатства будет привязана к географической основе. Все точки, содержащие данные о разнообразии на уровне видов и сообществ, будут привязаны к морфоструктурам и их элементам, и соотнесены с высотно-поясной структурой растительности региона. На основании проведенного анализа будет уточнена общая высотно-поясная структура растительности Кодаро-Каларского оробиома и роль фоновых сообществ в ее сложении. Эколого- географические факторы дифференциации растительного покрова территории будут отражены в подтипах и вариантах типов поясности растительности, характеризующих специфику разнообразия биоты географических вариантов оробиома. Особенности состава и структуры высотной поясности растительности оробиома будут отражены в системе высотно-поясных спектров, отражающих региональную специфику ботанического разнообразия в пределах оробиома. Проведение картографического анализа ценотического разнообразия Станового нагорья (на основе географо-генетической классификации растительных сообществ) в связи с эколого-географическими условиями позволит определить закономерности его формирования в условиях высотно-поясного градиента и региональных особенностей, выраженных в пределах оробиома. Будут построены ординационные схемы по биоклиматическим показателям, играющим ведущую роль в пространственной организации растительности (параметры тепло- и влагообеспеченности), а также с использованием методов непараметрического анализа. Это позволит впервые для исследуемого региона дать количественную интерпретацию ценотического разнообразия в системе эколого-географических факторов и определить региональные черты в ее дифференциации. Особый акцент в проводимом исследовании будет сделан на изучение положения редких и реликтовых сообществ в структуре растительного покрова Станового нагорья, их роли в общем ценотическом разнообразии и места в системе ботанико-географического деления исследуемой горной территории. В ходе работ за первый год выполнения проекта будет подготовлена научная публикация, посвященная анализу эколого-географических факторов формирования ценотического разнообразия Станового нагорья. Во второй год выполнения проекта будет выявлена функциональная организация растительности Станового нагорья (на примере ключевого участка). Она будет раскрыта с учетом разнообразия актуального растительного покрова и его динамических тенденций в связи с изменением природных и антропогенных факторов. Изучение редких растительных сообществ (инвентаризация, анализ) позволит разработать основные природоохранные мероприятия, направленные на сохранение видового разнообразия через сохранение всего комплекса экосистем. Полученные данные могут быть использованы в качестве рекомендаций при организации мониторинга растительного покрова на различных уровнях и при развитии системы особо охраняемых природных территорий.
-
Научный задел:
Руководитель проекта имеет опыт исследования структуры растительного покрова различных горных территорий (горы Южной Сибири, Монголии) и его картографирования. Разработан и апробирован алгоритм оценки ботанического разнообразия горных территорий на основе флористических и геоботанических данных с опорой на высотно-поясную структуру (Бочарников, 2012, 2015). Проведен ряд исследований структуры и пространственной организации растительного покрова гор на топологическом (Бочарников и др., 2014) и региональном (Ogureeva et al., 2013; Огуреева, Бочарников, 2014; Бочарников, 2015) уровнях. Внесен вклад в развитие разномасштабного картографирования растительности с использованием геоинформационных технологий и методов дистанционного зондирования Земли (Огуреева и др., 2011; Огуреева, Бочарников, 2014; Огуреева и др., 2016). Раскрыты особенности оценки ценотического разнообразия горной территории на разных уровнях организации с помощью разномасштабного картографирования растительности (Бочарников, 2017). Впервые проведена оценка биоразнообразия России на основе биомной классификации экосистем, нашедшей картографическое выражение на созданной карте «Биомы России» (Огуреева и др., 2015). Единицы дифференциации биоты на региональном уровне (для гор – оробиомы), могут быть использованы в качестве опорных для оценки ценотического разнообразия. Проведена оценка экологического потенциала горных территорий вдоль трассы БАМ (на примере ключевых участков на Буреинском хребте, в Верхнезейской котловине) и его трансформации в связи с природными условиями и наблюдающимися тенденциями во влиянии антропогенных факторов (Огуреева и др., 2015). Руководитель проекта владеет традиционными полевыми методами геоботанических исследований, современными методами обработки полевых данных, приемами дешифрирования материалов космической съемки для целей картографирования растительности и ее эколого-географического анализа.
- Добавил в систему: Бочарников Максим Викторович
Источник финансирования НИР
| грант РНФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 31 июля 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Изучение ботанического разнообразия и структурно-динамических свойств растительного покрова Станового нагорья |
| Результаты этапа: В рамках работ по проекту в 2017 году начаты исследования по выявлению ботанического разнообразия Станового нагорья на основе биомной концепции. Проведено обоснование Кодаро-Каларского оробиома как опорной единицы анализа разнообразия на региональном уровне. На основе использования цифровых тематических карт растительности и цифровой модели рельефа выявлена высотно-поясная структура растительности (построены высотно-поясные спектры) и дано обоснование высотных пределов развития поясов и подпоясов. Определены региональные особенности формирования высотно-поясных подразделений, нашедшие отражение в трех географических вариантах оробиома (Северобайкальском, Патомском, Кодаро-Каларском). Проводится оценка флористического разнообразия исследуемой территории. Наполняется информацией база данных по видовому разнообразию высотных поясов и подпоясов в пределах развития каждого географического варианта Кодаро-Каларского оробиома. Наряду с изучением фоновых, проводится оценка редких компонентов биоты. Для нескольких реликтовых видов растений, имеющих важное ботанико-географическое значение в растительном покрове Северного Забайкалья, определены места их современного произрастания (с точной координатной привязкой). Проводится выявление оптимальных условий развития данных видов на Становом нагорье. | ||
| 1 | 1 января 2018 г.-30 июня 2018 г. | Изучение ботанического разнообразия и структурно-динамических свойств растительного покрова Станового нагорья |
| Результаты этапа: На основе концепции биомного разнообразия и представлений о высотно-поясной структуре растительного покрова Северного Забайкалья, определяющей единство развития биоты на региональном уровне, проведен комплексный анализ ботанического разнообразия Кодаро-Каларского оробиома и трех его географических вариантов: Северобайкальского, Патомского и Кодаро-Каларского. Предложен алгоритм выявления ботанического разнообразия, включающий качественную и количественную оценку важнейших показателей флористического и ценотического разнообразия через высотно-поясную структуру растительного покрова. Определено, что общее флористическое разнообразие оробиома достигает уровня 1200 видов и подвидов сосудистых растений. В связи с региональными особенностями оробиома, нашедшими интегральное выражение в трех географических вариантах, видовое богатство распределено неравномерно. Более 90 % от общего флористического разнообразия приходится на Северобайкальский вариант, тогда как в Патомском и Кодаро-Каларском произрастает только около 50 % и 60 % соответственно. Климатическое обоснование ботаническое разнообразия Кодаро-Каларского оробиома проведено для высотно-поясных подразделений растительного покрова и географо-генетических комплексов растительности Северного Забайкалья с использованием глобальной климатической модели (BioClim) и данных конкретных метеостанций. Показано, что значения среднегодовой температуры и среднегодового количества осадков диагностируют высотно-поясные подразделения растительности оробиома (пояса и подпояса). Впервые на основе количественных данных, параметров тепло- и влагообеспеченности, включая производные характеристики (показатель потенциальной эвапотранспирации, коэффициент увлажнения Мезенцева), проведена климатическая ординация типологических единиц высокого ранга в понимании географо-генетической классификации. Предложена схема, определяющая разнообразие растительности Кодаро-Каларского оробиома с учетом ее развития в разных географических вариантах в интегральной системе биоклиматических факторов, в соответствии с которой комплексы растительности дифференцированы по градиентам уровней тепло- и влагообеспеченности. | ||
| 2 | 1 января 2019 г.-30 июня 2019 г. | Изучение ботанического разнообразия и структурно-динамических свойств растительного покрова Станового нагорья |
| Результаты этапа: Дана региональная биоклиматическая оценка трехчленной структуре растительного покрова Кодаро-Каларского оробиома, которая представлена горнотаежным поясом лиственничных лесов, подгольцовым поясом березовых и лиственничных редколесий и кедровостланиковых сообществ, горнотундровым и гольцовым поясами. Определено, что наибольшая амплитуда показателей тепло- и влагообеспеченности в Северном Забайкалье связана с абсолютной высотой и развитием крупных морфоструктур (горные хребты, межгорные котловины). Дополнительный вклад в высотно-поясную структуру растительности вносит пространственная дифференциация климатических условий, связанная с изменением географической долготы, что маркируется степенью увлажнения и биоклиматическими показателями, связанными с осадками. Изменение данных показателей не достигает такой тесноты связи по сравнению с высотно-поясной структурой, однако вносит вклад в региональную специфику растительного покрова, прежде всего, в разнообразие формирующихся подтипов и вариантов типов поясности растительности (Огуреева, 1999). Выявленное в пределах характерных для Кодаро-Каларского оробиома типов поясности растительности фитоценотическое разнообразие оценено с учетом комплекса биоклиматических показателей на региональном уровне его организации. Среди них средние многолетние значения тепло- и влагообеспеченности теплого периода года, максимальных и минимальных температур самого теплого и самого холодного месяцев соответственно, годовой температуры и осадков, а также рассчитанные на их основе биоклиматические индексы выступили в качестве информативных показателей. По результатам анализа разнообразия функций растительности Станового нагорья определенавысотно-поясная специфика выполняемых растительными сообществами функций. Горнотаежный пояс лиственничных лесов региона сложен сообществами, выполняющими широкий спектр приоритетных экологических функций. На резкорасчлененных коренных склонах хребтов лиственничные леса в качестве приоритетной выполняют противоденудационную функцию. В условиях развития долинных комплексов в днищах межгорных котловин преобладают лесные и лугово-болотные сообщества с приоритетной ролью водорегулирующей функции. На отрогах хребтов произрастают лиственничные и сосново-лиственничные леса, выполняющие мерзлотностабилизирующую функцию. В подгольцовом поясе в условиях преобладания резкорасчлененного рельефа редколесные и кедровостланиковые сообщества выполняют противоденудационную функцию. Для горнотундрового пояса характерна водосборная роль сообществ высокогорных тундр в осевых частях хребтов. Тенденции в изменении экологических функций сообществами связаны с характером и степенью воздействия факторов, способствующих трансформации коренных экосистем, и определяются их положением в высотно-поясном спектре. Наибольшее влияние на изменение функциональной организации растительности оказывает сведение таежных лесов и подгольцовых редколесных и стланиковых сообществ в результате рубок и пожаров, что приводит к утрате сообществами мерзлотностабилизирующей, противоденудационной и противолавинной функций. Следствием этого является активизация солифлюкционных, эрозионных, гравитационных процессов. | ||
| 2 | 1 июля 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Изучение ботанического разнообразия и структурно-динамических свойств растительного покрова Станового нагорья |
| Результаты этапа: Проведены экспедиционные ботанико-географические исследования вдоль трассы Байкало-Амурской железнодорожной магистрали (в районе Верхнеангарской котловины и Северо-Муйского хребта), в ходе которых собраны геоботанические материалы, характеризующие фитоценотическое разнообразие региона в соответствии с высотно-поясной структурой растительного покрова, с оценкой его современного состояния. Проведена обработка геоботанических описаний, создан банк данных многозональных космических снимков на исследуемую территорию для оценки функциональной организации растительности региона и ее динамических изменений. В рамках работ по обоснованию Кодаро-Каларского оробиома как опорной единицы региональной оценки биоразнообразия выбраны ключевые биоклиматические показатели, определяющие его пространственную структуру на основе географо-генетических комплексов растительности. Составлены картосхемы, отражающие варьирование данных показателей. Для реликтового вида Caragana jubata на основе построения потенциального ареала дана оценка комплекса экологических факторов, определяющих его пространственную структуру и роль в растительном покрове. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".