863

6.Как определяется показатель видового богатства?

7.Для чего используется формула Шеннона-Уивера?

ТЕМА 6

(2 часа)

МОЗАИЧНОСТЬ ФИТОЦЕНОЗОВ КАК ЭЛЕМЕНТ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

Цель работы – изучение влияния неоднородности горизонтального сложения фитоценозов на видовое биоразнообразие.

Теоретическая часть.

Неоднородность горизонтального сложения – мозаичность свойственна большинству фитоценозов. Это послужило основанием для выделения в их пределах структурных образований, названных микрогруппировками или микрофитоценозами. Неравномерность в распределении видов растений в пределах фитоценозов и связанная с этим мозаичность обусловлены рядом причин, в зависимости от которых различают следующие типы мозаичности:

1)эдафотопическую, связанную с неоднородностью эдафотопа; неровности рельефа (присутствие понижений и повышений);

2)эпизодическую, обусловленную случайностью в распределении зачатков растений и в приживании их видов;

3)ценобиотическую, вызванную воздействием одних видов на других, главным образом через изменения среды;

4)клоновую, возникающую в связи с особенностями вегетативного размножения некоторых видов, в результате чего образуются клоны, состоящие из близко расположенных особей одного и того же вида;

5)зоогенную, причина которой – непосредственное или косвенное изменение среды, в том числе в связи с формированием микрорельефа, воздействие зоокомпонентов ценозов;

6)антропогенную – результат локального воздействия человека (выборочные рубки, кострища);

7)экзогенную, обусловленную воздействием внешних по отношению к фитоценозу факторов, например ветра и воды.

Мозаичность наиболее выражена в смешанных хвойношироколиственных лесах, где присутствие разных видов деревьев, а также кустарников, например, лещины, создает большое разнообразие условий произрастания для растений нижних горизонтов (трав, мхов). Мозаичность является условием жизни ряда видов. Так для многих высших животных необходимо обязательное наличие на определенном пространстве различных типов экосистем: одни используются ими исключительно как места

кормежек, другие – ночлега и отдыха, третьи – размножения. Причем места кормежек в разные сезоны могут меняться: например, лось в Карелии летом предпочитает прибрежные леса и берега водоемов, моховые болота и другие «полуоткрытые» территории, а зимой – зарастающие вырубки и гари. Для поддержания популяции лося необходимо сохранять в лесу участки всех этих типов.

Практическая часть.

1.В часы самостоятельной работы по рекомендуемым источникам изучить факторы, влияющие на проявление мозаичности в лесных фитоценозах, роль явления мозаичности в сохранении биоразнообразия.

2.Подготовить конспект ответов на вопросы:

1.Что подразумевается под мозаичностью фитоценозов?

2.Перечислите основные типы мозаичности.

3.Какие древесные породы способны формировать клоновую

мозаичность?

4. Назовите причины возможного возникновения мозаичности в лесных культурах сосны.

5.Приведите примеры ценобиотической мозаичности.

6.Антропогенная мозаичность.

7. Значение мозаичности фитоценозов для сохранения биоразнообразия.

ТЕМА 7

(2 часа)

ЖИВОТНЫЙ МИР КАК КОМПОНЕНТ ЛЕСНОГО БИОГЕОЦЕНОЗА

Цель работы – изучить роль животных в биологическом круговороте лесных экосистем.

Теоретическая часть.

Специфичность животного мира в зависимости от определенных форм леса и сильная зависимость ряда протекающих в них явлений от животных – один из признаков, характеризующих лес как биогеоценоз. Функционирование биогеоценозов во многом зависит от степени и характера зоогенных изменений природных факторов.

В любом биогеоценозе животные – лишь потребители готового органического вещества; однако при этой общей для них особенности роль их в превращении вещества и энергии может быть весьма различной. Одни питаются растительным веществом (живым или отмершим), другие – животными (растительноядными или плотоядными). С геохимической и биоценологической точки зрения одна из главнейших функций животных в

природе состоит в ускорении круговорота вещества и энергии. Например, поедание зеленой массы фитофагами ускоряет минерализацию этой части растительного вещества.

Ускоряя минерализацию и осуществляя перераспределение органического вещества внутри биоценоза и за его пределами (вследствие своей подвижности) животные оказывают влияние на эволюцию биогеоценоза. Они воздействуют на почвенные процессы, на физиологическое состояние растительности, а тем самым на естественное возобновление и смену пород и даже вызывает сукцессии биогеоценозов.

Каждому типу леса соответствует определенная фауна. Видовой состав потребителей растительности и органических остатков определяет фауну хищников и паразитов.

Каждому типу леса свойственны специфические возможности для размещения животных, определяемые ярусностью, формами крон, характеристикой подлеска и травяного покрова, а также характером почвы, что в свою очередь создает многообразные микроклиматические особенности. Все эти условия среды обеспечивают экологические ниши животных – обитателей леса – и определяют емкость для них данного типа леса.

По радиусу жизнедеятельности следует разделить животных на три группы: 1) радиус жизнедеятельности не выходит за пределы данного биогеоценоза или его части; 2) территорию деятельности представляет данный биогеоценоз в целом, а эпизодически животное за его пределы; 3) радиус жизнедеятельности распространяется на несколько биогеоценозов. Беспозвоночные, в основном, относятся к первой, частично – ко второй группам, а позвоночные – главным образом к третьей группе. Деятельностью животных, относящихся ко второй и третьей группам, частично осуществляется приток извне вещества и энергии, а также вынос за пределы биогеоценоза. В зависимости от величины радиуса жизнедеятельности одна популяция животных может быть связана с одним или несколькими биогеоценозами.

Практическая часть.

1.В часы самостоятельной работы по рекомендуемым литературным источникам изучить роль животных в жизни леса.

2.Подготовить конспект ответов на вопросы:

1.Первичные и вторичные энтомовредители лесных насаждений.

2.Животные – ксилофаги, их влияние на фитоценозы.

3.Каким образом проявляется функция животных в ускорении

круговорота вещества и энергии?

4.Животные – ключевые виды лесных экосистем.

5.Виды животных, способствующих естественному

возобновлению леса.

6.Роль бобра в лесных экосистемах.

7.Какие факторы определяют специфику фауны в разных типах

леса?

8. Как разделяются животные, обитатели лесных биогеоценозов по радиусу жизнедеятельности?

9. Роль позвоночных животных в перемещении потоков вещества

и энергии.

ТЕМА 8

(2 часа)

УГРОЗЫ БИОРАЗНООБРАЗИЮ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

Цель работы – изучение факторов естественного и антропогенного происхождения, сказывающих негативное влияние на видовое разнообразие лесных экосистем.

Теоретическая часть.

В1963 году Международный союз охраны природы выпустил международную Красную книгу животных и растений. Данное издание привлекло внимание человечества к редким и исчезающим видам (проблеме сохранения биологического разнообразия).

Во второй половине XX в. появилась информация о негативных экологических последствиях интенсивного лесного хозяйства. В интенсивно управляемых лесах (монокультурах) биологическое разнообразие ниже, чем

вестественных лесах. Это связано с их однообразием, экологическим состоянием и возрастом. В монокультурах отсутствуют старые деревья и мертвая древесина и, как следствие, виды живых организмов, связанные с этими местообитаниями.

Внастоящее время считается, что наибольшим естественным разнообразием обладают малонарушенные природные системы. Из этого следует, что угроза биоразнообразию тем сильнее, чем дальше отдаляется лесная экосистема от естественного состояния в результате интенсивного ведения хозяйственной деятельности и использования природных ресурсов. Неоднозначны процессы, происходящие на вырубках. В начальный период на вырубках резко увеличиваются разнообразие и численность видов, связанных с другими (нелесными) местами обитания: опушечных, луговых, сорных видов растений, а также видов, увеличению численности которых благоприятствуют обилие корма (копытные, многие виды птиц). При этом следует понимать, что многие факторы, обеспечивающие увеличение числа вышеуказанных видов и их численность на вырубках, действуют лишь короткое время. В результате всплеск видового разнообразия часто резко снижается к моменту, когда вырубка превращается в густой молодой одновозрастной лес.

Негативное воздействие на фауну леса оказывает глобальное изменение климата (повторяющиеся засухи), которое в совокупности с загрязнением среды уже в значительной степени уменьшило численность лесных птиц, особенно видов, потребляющих наземных беспозвоночных.

Особенную опасность представляют генетически модифицированные организмы (ГМО), экономический интерес к использованию которых на лесных плантациях сильно вырос. ГМО могут создавать угрозы для естественного биоразнообразия, скрещиваясь с близкими им естественными видами.

Практическая часть.

1.В часы самостоятельной работы по рекомендуемым литературным источникам изучить факторы, оказывающие негативное влияние на биоразнообразие лесных экосистем.

2.Подготовить конспект ответов на вопросы:

1.Какие виды лесных растений и животных входят в Красную

книгу РФ?

2.Какая ценная форма осины исчезла в лесах России?

3.Какой почвенный экотип сосны обыкновенной в условиях ЦЧР

находится на грани исчезновения?

4. Основные причины, представляющие угрозу биоразнообразию лесных экосистем.

5.Биоразнообразие в лесокультурах и в ненарушенных

природных системах.

6. Изменение биологического разнообразия, происходящие на

вырубках.

7. Опасность от внедрения ГМО-организмов.

ТЕМА 9

(2 часа)

ИНТРОДУКЦИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА АУТОХТОННЫЕ ФИТОЦЕНОЗЫ

Цель работы – ознакомление с имеющимся опытом интродукции древесных пород на территории РФ.

Теоретическая часть.

Под интродукцией понимается внедрение видов, ранее не произраставших на данной территории. На протяжении своей истории человек намеренно или случайно способствовал внедрению новых видов в природные экосистемы. С формальной точки зрения внедрение чужеродных видов, как животных, так и растений, увеличивает число видов в экосистеме,

но на самом деле последствия этого чаще всего печальны. Опасность использования таких видов обусловлена несколькими факторами. Во-первых, велик риск их неконтролируемого размножения, например, в силу отсутствия у них естественных врагов. Во-вторых, они могут на прямую способствовать вытеснению местных видов, которые по разным причинам не обладают устойчивостью к их воздействию. в-третьих, такие виды могут занимать экологические ниши местных видов, вытесняя последних на наименее привлекательные местообитания. Ярким примером неудачной интродукции является клен ясенилистный или американский (Acer negundo), который широко культивируется на территории Европы и России с XVII века. В центрально-черноземном регионе в связи с потеплением климата изменила свою биологию акация белая, заполняя корневыми отпрысками вырубки на территории Липецкой области. В некоторых случаях использование пород деревьев, естественно не произраставших в данной местности не несет особой опасности для местной флоры: кедр и лиственница, а такая порода как псевдотсуга Мензиса возможно займет место ели в районах ее массового усыхания. Положительным опытом следует назвать и создание культур дуба красного (северного).

Практическая часть.

1.В часы самостоятельной работы по рекомендуемым литературным источникам ознакомиться с историей и опытом интродукции древесных растений в России и в других странах.

2.Подготовить конспект ответов на вопросы:

1.Что понимается под интродукцией и доместикацией?

2.Виды древесных растений, интродуцированные из Северной

Америки.

3.Недостатки и достоинства сосны веймутовой.

4.Последствия интродукции клена ясенелистного.

5.Особенности древесной породы дуб красный (северный).

6.Белая акация и глобальное потепление климата.

7.Угрозы местным древесным породам, которые несут породы

интродуцированные.

ТЕМА 10

(2 часа)

СПОСОБЫ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЛЕСОВ

Цель работы – изучение лесоводственных способов сохранения видового и формового биологического разнообразия в практической лесохозяйственной деятельности.

Теоретическая часть.

Одним из подходов к сохранению биоразнообразия при использовании лесов является так называемый принцип предосторожности – оценка воздействия намечаемой хозяйственной деятельности на окружающую среду самим предприятием. В свою очередь государство должно убедиться в соответствии предполагаемой деятельности законодательству Российской Федерации. В соответствии с Лесным кодексом (2006) «проекты освоения лесов подлежат государственной экспертизе в порядке, установленном уполномоченным федеральным органом исполнительной власти, однако без указания предмета оценки».

Принцип адаптивности хозяйственной деятельности, требует, чтобы лесное хозяйство велось системно и базировалось на наблюдении и научном знании, а не уповало на метод проб и ошибок. Суть подхода в том, чтобы на основе научного знания скрупулезно подобрать подходящую систему лесохозяйственных мероприятий и отслеживать эффективность применения последних с помощью программы мониторинга.

Так, например, непрерывность и неистощительность использования лесных ресурсов может достигаться за счет использования модели интенсивного лесного хозяйства, нацеленного на ускоренное выращивание лесов, это позволит сократить площадь эксплуатируемых лесов и шире использовать продуктивные вторичные леса. Следует по возможности избегать применения пестицидов в практике лесного хозяйства, шире применять биологические методы борьбы с энтомовредителями.

Существует несколько систем сохранения лесного биоразнообразия, разработанных на основе иерархии сохраняемых единиц. Доминирует теория о трех уровнях: ландшафтном, уровне сообществ (типов леса) и уровнем ключевых биотопов. Так ландшафтный уровень предусматривает сохранение крупномасштабной динамики экосистем на тысячах гектаров малонарушенных лесных территорий России с организацией особо охраняемых природных территорий.

Уровень сообществ (уровень лесохозяйственных выделов) ставит целью сохранение всего биоразнообразия сообществ: редкие типы леса, места обитания крупных редких видов, с выделением особо защитных участков лесов.

Примером локального уровня сохранения биоразнообразия является сохранение в ходе освоения лесосек отдельных старых деревьев, местообитаний отдельных редких видов растений и животных. Сохранение так называемых ключевых биотопов (или ключевых местообитаний) позволяет снизить потери биоразнообразия при ведении рубок леса. В Швеции понятие «ключевые биотопы» определяют как «особо ценные

местообитания с точки зрения сохранения природы, где потенциально можно обнаружить виды, занесенные в Красную книгу».

Сохранению биоразнообразия могут способствовать считающиеся сорными древесные породы, например, осина. Исследования последних десятилетий высокую экологическую значимость данной породы, с ней связано существование целого ряда лесных видов: мхов, лишайников, грибов, насекомых, крупных животных. Появление новых технологий в деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности сделали это быстрорастущее дерево, одной из наиболее популярных пород в лесной промышленности Северной Америки и стран Западной Европы.

Один из способов сохранения естественного разнообразия экологических ниш при рубках леса – подражание (имитация) естественной динамике леса. Так в насаждениях с редкими лесными пожарами должны доминировать выборочные рубки. В темнохвойных лесах с выраженными поколениями древостоев – постепенные и сплошные рубки небольшой площади. В лесах с пожарной динамикой при применении сплошных рубок обязательно следует оставлять семенные деревья, подрост и ключевые биотопы.

В качестве эффективного способа сохранения биологического разнообразия при искусственном лесовосстановлении предлагается метод создания лесных культур сосны биогруппами (М.А. Семенов, Н.Н. Харченко,

2017).

Практическая часть.

1.В часы самостоятельной работы по рекомендуемым литературным источникам изучит лесоводственные способы сохранения биологического разнообразия лесных экосистем.

2.Подготовить конспект ответов на вопросы:

1.Почему необходимо сохранять биологическое разнообразие?

2.Что заключено в понятии «принцип предосторожности»?

3.Принцип «адаптивности хозяйственной деятельности».

4.Лесные плантации с коротким оборотом рубки, их роль при

сохранении биоразнообразия.

5.Три уровня сохранения биоразнообразия.

6.Генетические резерваты и биосферные заповедники.

7.Примеры ключевых видов и ключевых биотопов на территории

Воронежской области.

8.Роль осины в сохранении биоразнообразия.

9.Как сохранить биоразнообразие при рубках леса?

10.Метод создания лесных культур сосны биогруппами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература

1. Простаков, Н.И. Биоэкология [Текст] : уч. пособие для студентов высших учебных заведений, обучаюшихся по направлению 020201 – Биология / Н.И. Простаков, В.Б. Голуб; ФГБОУ ВПО «Воронеж. гос. ун-т». – Воронеж: ИД ВГУ, 2014. – 438 с.

Дополнительная литература

1.Семенов, М.А. Механизмы формирования экосистемного биологического разнообразия при искусственном лесовосстановлении [Текст] : монография / М.А. Семенов, Н.Н. Харченко; м-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2017. – 179 с.

2.Карпачевский, М.Л. Основы устойчивого управления [Текст] : уч. пособие для вузов / М.Л. Карпачевский, В.К. Тепляков, Т.О. Яницкая, А.Ю. Ярошенко; Всемирный фонд дикой природы (WWF). – М., 2014. – 268 с.

3.Таранков, В.И. Мониторинг лесных экосистем [Текст] : уч. пособие / В.И. Таранков; Воронеж. гос. лесотехн. акад. – Воронеж, 2006. – 300 с.

4.Вомперский, С.Э. Идеи биогеоценологии в лесоведении и лесоразведении: к 125-летию со дня рождения акад. / В.Н. Сукачева / [отв. ред. С.Э. Вомперский] : Ин-т лесоведения РАН. – М. – М.: Наука, 2006. – 260 с.

5.Шутяев, А.М. Биоразнообразие лесообразующих видов России [Текст] / А.М. Шутяев, - М. – ВНИИЛМ, 2004. – 200 с.

6.Чурсина, М.А. Экологический мониторинг [Текст] : учебнометодическое пособие / М.А. Чурсина, О.П. Негробов. – Воронеж, издательский дом ВГУ, 2016. – 161 с.