ОСТРОВЦОВСКАЯ ЛЕСОСТЕПЬ, КАК МОДЕЛЬ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКОТОННЫХ ЭКОСИСТЕМ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Одна из важных проблемы, связанных с устойчивостью экосистем, обусловлена процессами общей экотонизации биосферы под воздействием все возрастающих антропогенных факторов. В 1998 г. при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (Проект № 98-04-49426) нами начаты работы, направленные на выявление пространственной связи и количественных соотношений различных ценотических и экологических групп в пограничных биоценозах. Исследования предполагают также анализ переменных динамического состояния биоты и ее компонентов (растительности и животного населения) в различных функциональных зонах экотонов на границах перехода «лес - степь».
Модельным объектом выбрана Островцовская лесостепь заповедника «Приволжская лесостепь», где получили развитие уникальные полночленные опушечные комплексы и экотонные экосистемы на разных стадиях развития. Начало изучению лесоопушечных комплексов этого участка положено в 1991 г геоботаниками Пензенского государственного педагогического университета А.А. Чистяковой (1993) и Л.А. Новиковой (1998). Проведенное ими обследование структуры растительности и популяционной структуры древесных видов позволило значительно дополнить и уточнить функциональные зоны, выделенные западными исследователями при описании лесных опушек, проследить стадии формирования лесоопушечного комплекса.
Исследования, предусмотренные в рамках проекта РФФИ, включают анализ пространственной организации растительности в функциональных зонах перехода от леса к степи, изучение резкости (постепенности) границ экотонов и степень их контрастности (различий между системами, разделенными границами), взаимоотношения между видами в зонах перехода.
Важным для понимания закономерностей формирования и динамики экосистем экотонов является также изучение пространственного взаимодействия видов растений и животных в зонах контакта. Для этого необходим анализ сопряженности видов растений между собой в зонах контакта и сопряженности и взаимоотношений между видами в сообществах животных, изменение этих характеристик при переходе от одной зоны к другой, анализ ориентации пространственных экологических ниш видов в экологическом пространстве факторов среды.
При исследовании структуры и динамики растительности выбран подход, широко используемый в настоящее время при изучении динамического состояния лесных фитоценозов и базирующийся на современных положениях, легших в основу новой парадигмы в лесной экологии (Скворцова и др., 1983; Смирнова и др.,1991; Коротков, 1991; Whitteker, 1977).
Для дальнейшего изучения процессов и механизмов формирования и развития экотонных экосистем выбран подход, предложенный А.Д. Армандом с соавторами («Экосистемы в критическом состоянии», 1989) и основанный на изучении пространственного размещения растений в районе ландшафтных границ. В качестве количественных характеристик используются: резкость - постепенность перехода сообществ через границу и его контрастность, т.е. величина различий между системами, разделенными границей и количественный показатель экологического взаимодействия видов, отражающий относительную величину площади, на которой виды сосуществуют, перекрываясь своими кронами. В качестве меры сходства принят коэффициент общности Жаккара (Леме, 1976).
Для изучения формирования структуры сообществ животного населения в условиях экотонов в качестве модельных выбраны 3 группы видов, реагирующих на разный масштаб гетерогенности пространства: птицы, мелкие млекопитающие, жужелицы и коллемболы.
В основу исследований положены два подхода: 1) на основе данных об относительной встречаемости видов в местообитаниях участки экотонов оцениваются по сходству-различию входящих в них комплексов животного населения (индекс Жаккара в модификации Наумова); 2) сравниваются виды животных по сходству их распределения по местообитаниям и по предпочитаемым местообитаниям (индекс общности Чекановского-Съеренсена (Песенко, 1982). На основе индексов сходства - различия строятся классификационные схемы пространственного распределения видов отдельно для каждого комплекса животных. Для определения степени эвритопности вида использован показатель ширины экологической ниши (Levins, 1968). Для анализа размещения видов в пространстве экологических факторов - методы прямой экологической ординации с применением экологических шкал Л.Г. Раменского (1956).
В 1998 г. в центре участка заложена п.п.п размером 30 га, охватывающая несколько лесоопушечных комплексов на разных стадиях развития и все функциональные зоны экотонов. К настоящему времени проведено описание и сплошное картирование древесно-кустарниковой растительности на 3-х профилях протяженностью каждый 500-600 м в 10-метровой полосе. Проведены учеты выбранных групп животного населения: птиц, мелких млекопитающих, жужелиц, коллембол.