Крупнейшей проблемой современного естествознания является создание общей теории структурно-функциональной организации природных систем [2]. Решение этой проблемы – основная задача лесной типологии, науки, систематизирующей знания о природе лесов, выявляющей региональную и экотопологическую специфику проявления природного и антропогенно-трансформированного лесообразовательного процесса, дающей рекомендации рационального ведения хозяйства. В теории организации природных систем тип леса является основополагающим понятием. С пониманием динамичности и нелинейности окружающего мира, необходимостью построений достоверных прогнозов будущих состояний и разработки сценариев устойчивого развития природы и общества совершенствуется само понятие типа леса, его объем и содержание. Современным требованиям наиболее удовлетворяют подходы генетической типологии [3-7; 12]. «Генетический подход к классификации лесов … содержит в себе природную основу для прогнозирования будущности лесов и лесных ресурсов, для построения моделей лесов будущего» [7]. В генетической классификации тип леса – это этап (или звено) лесообразовательного (биогеоценотического, эволюционного) процесса, протекающего в границах некоторого экотопа на территории определенного лесорастительного (физико-географического) региона, за отрезок времени, равный продолжительности жизни хотя бы одного поколения лесообразующей древесной породы. Изучение условно-кореннных лесов является первым этапом изучения структуры, естественной и антропогенной динамики лесной растительности. На этом этапе выявляются природные региональные и экотопологические особенности биоразнообразия, структуры и функционирования естественных ненарушенных лесных экосистем, обеспечиваются эталоны для сравнения в ходе дальнейшего анализа антропогенной трансформации структуры и функций природных комплексов. Актуальность изучения условно-коренной растительности в Зауральской холмисто-предгорной провинции резко возрастает в связи с прогрессирующим усилением антропогенной нагрузки на природные комплексы.
Цель исследований – на основе генетической типологии с привлечением методов эколого-флористического подхода выявить биоразнообразие и экотопологические особенности структуры условно-коренных лесов, их взаимосвязи с почвенно-гидрологическими характеристиками в гетерогенных горных условиях Зауральской холмисто-предгорной провинции.
Методика исследований
Пробные площади (0.25-0.5 га) заложены в Зауральской холмисто-предгорной провинции между 57°00´–57°05´ с.ш. и 60°15´–60°25´ в.д. Район изучения – расчлененное предгорье. Абсолютные высоты 200–450 м над ур. м. [8]. Старовозрастные леса сохранились в данном регионе на крайне незначительной площади и находятся под угрозой полного уничтожения.
В целях выявления факторов и механизмов формирования биоразнообразия лесных экосистем исследования проведены в широком градиенте лесорастительных условий: от хорошо инсолированных склонов с мелкими каменистыми почвами и неустойчивым увлажнением (тип леса – сосняк брусничниковый) до устойчиво-сырых шлейфов пологих склонов (сосняк сфагново-хвощовый). Всего изучено 12 основных условно-коренных типов леса (табл. 1). В данном топоэкологическом профиле представлены различные режимы увлажнения: свежие, периодически сухие; устойчиво свежие; свежие, периодически влажные; влажные, периодически сырые.
Нами проведены комплексные лесогеоботанические исследования. Выполнены: таксация древостоя и общие геоботанические описания (размер пробных площадей 0.25–0.5 га), учет подроста древесных растений на лентах 4х20 м (2–4 ленты на пробную площадь), определение проективного покрытия и продуктивности видов травяно-кустарничкового яруса (10–20 площадок 1х1 м на пробную площадь), заложены полнопрофильные почвенные разрезы, описана морфология (названия даны в соответствии с Б.П. Колесниковым и др. [8] и В.П. Фирсовой [14]), взяты образцы для анализа. Определение основных физико-химических параметров почв проведено согласно общепринятым методикам [1; 11]. Анализ экологических особенностей структуры лесной растительности проведен с различным уровнем детальности. Это возможно благодаря выделению нескольких иерархических уровней по режиму увлажнения. Наиболее крупные группы (классы типов [13]): А – дренированные участки, Б – слабодренированные и заболоченные. В пределах дренированных местообитаний выделены три группы лесорастительных условий: периодически сухие с неустойчивым режимом увлажнения, устойчиво-свежие и свежие с кратковременным переувлажнением в весенний период. Слабодренированные и заболоченные участки представлены двумя группами типов лесорастительных условий: влажными, периодически сырыми и устойчиво-сырыми.
Результаты и обсуждение
В условно-коренных южно-таежных лесах Зауральской холмисто-предгорной провинции Б.П. Колесниковым и др. [8] выделен 21 тип леса. Из них в устойчиво-сухих местообитаниях – 1 тип, периодически сухих – 1, устойчиво свежих – 7, периодически влажных – 3, периодически сырых – 3, устойчиво сырых – 6. Наибольшее богатство типов леса отмечено в устойчиво свежих и в устойчиво сырых местообитаниях. Из этого разнообразия нами найдено и изучено 12 типов условно-коренных лесов (табл. 1). Первые результаты их изучения приведены в нашей более ранней работе [5].
Таблица 1
Лесорастительные условия и основные условно-коренные типы леса по Б.П. Колесникову и др. [8]
| 
			 Режим увлажнения  | 
			
			 Положение в рельефе  | 
			
			 Тип леса, шифр  | 
		
| 
			 Дренированные местообитания  | 
		||
| 
			 периодически сухие  | 
			
			 вершины и верхние половины склонов возвышенностей  | 
			
			 сосняк брусничниковый; С бр.  | 
		
| 
			 устойчиво свежие  | 
			
			 вершины спокойных возвышенностей, пологие склоны, реже надпойменные террасы  | 
			
			 сосняк ягодниковый; С яг.  | 
		
| 
			 верхние части придолинных склонов и вершины невысоких холмов  | 
			
			 сосняк ягодниково-липняковый, С яг. лп.  | 
		|
| 
			 придолинные склоны со щебнем горных пород  | 
			
			 ельник-сосняк зеленомошниково-ягодниковый; Е-С зл. яг.  | 
		|
| 
			 средние и нижние части пологих склонов  | 
			
			 сосняк орляковый; С орл.  | 
		|
| 
			 невысокие водораздельные возвышенности, реже нижние части склонов к небольшим логам  | 
			
			 сосняк травяно-липняковый; С тр. лп.  | 
		|
| 
			 свежие, периодически влажные  | 
			
			 ровные слегка приподнятые участки водоразделов, пологие склоны  | 
			
			 сосняк разнотравный; С ртр.  | 
		
| 
			 слегка приподнятые участки ровных водоразделов и депрессий  | 
			
			 сосняк с темнохвойным ярусом мшисто-черничниковый; С-Тх мш. чер.  | 
		|
| 
			 дренированные нижние части придолинных склонов, невысокие плоские межболотные гривы  | 
			
			 ельник травяно-зеленомошниковый, Е тр. зм.  | 
		|
| 
			 Слабодренированные и заболоченные местообитания  | 
		||
| 
			 влажные, периодически сырые  | 
			
			 дренированные шлейфы придолинных склонов  | 
			
			 сосняк-ельник разнотравно-высокотравный, С-Е втр.  | 
		
| 
			 плоские гривы среди болот и слабодренированных междуречий, окраины болотных массивов  | 
			
			 ельник-кедровник хвощево-мшистый, Е-К хв. мш. 
  | 
		|
| 
			 устойчиво-сырые  | 
			
			 слабодренированные участки водоразделов, окраины болот, шлейфы пологих склонов  | 
			
			 сосняк сфагново-хвощовый, С сф. хв.  | 
		
Периодически сухие местообитания. На вершинах и верхних половинах склонов возвышенностей обычны горно-лесные примитивно-аккумулятивные почвы (табл. 2) с небольшой мощностью почвенного профиля (15 см, местами до 40 см) и высокой степенью скелетности (табл. 3). Подстилка около 5 см, темно-серый аккумулятивный горизонт мощностью 10 см легкосуглинистого состава резко переходит в светло-бурый сильнощебнистый горизонт, ниже которого идут крупные плиты гранодиарита. Горно-лесные примитивно-аккумулятивные почвы имеют слабокислую реакцию водной вытяжки и сильнокислую реакцию солевой вытяжки, которые не меняются по горизонтам. Содержание подвижного калия (обменного) в гумусовом горизонте довольно высокое, но резко уменьшается вниз по профилю (табл. 3).
Для данного местообитания влажность в наибольшей степени зависит от погодных условий и сильно варьирует. Характерен снос мелкозема. В этих условиях произрастают сосняки брусничниковые преимущественно послепожарного происхождения (рис. 1). Их отличает бедный видовой состав высших растений, разреженный низкорослый травяно-кустарничковый ярус (табл. 4) и хорошее естественное возобновление сосны обыкновенной. Диагностическими видами являются: Vaccinium vitis-idaea, Antennaria dioica. Согласно эколого-флористической классификации сосняки брусничниковые принадлежат к классу Vaccinio-Piceetea (бореальные темнохвойные и светлохвойные леса) союзу Dicrano-Pinion (Libbert 1933) Matuszkiewicz 1962.
 
Рис. 1. Сосняк брусничниковый: а – общий вид, б – травяно-кустарничковый ярус на площадке 1х1 м, в – почвенный разрез
Устойчиво свежие местообитания. От верхних элементов рельефа к нижним в связи с возрастанием мощности почв и увеличением ее буферных свойств устойчивость водного режима на дренированных участках увеличивается. Возрастает разнообразие почв и условно-коренных типов леса (табл. 1, 2). Для данных местообитаний характерны неполноразвитые, типичные и грунтово-оглеенные бурые горно-лесные почвы (табл. 2) со слабой дифференциацией профиля на генетические горизонты, высокой скелетностью и небольшой мощностью (от 30 до 55 см). Подстилка от 3 до 5 см, гумусовый горизонт от 7 до 12 см. В окраске преобладают бурые тона, интенсивность которых с глубиной ослабляется. По механическому составу чаще встречаются легкосуглинистые и супесчаные почвы, наблюдается поверхностная оглиненность и то, что с глубиной состав становится легче (табл. 2). Согласно данным химического анализа бурые горно-лесные почвы имеют слабо- и среднекислую реакции водной вытяжки и очень сильнокислую и сильнокислую реакции солевой вытяжки. Для них характерно высокое содержание легкоподвижного калия, которое резко убывает вниз по профилю (табл. 3).
Таблица 2
Почвы периодически сухих и устойчиво свежих местообитаний
| 
			 Шифр типа леса  | 
			
			 Характеристика почв  | 
		||||||
| 
			 Название почвы  | 
			
			 Го-ри-зонт  | 
			
			 Мощ-ность, см.  | 
			
			 Цвет  | 
			
			 Состав  | 
			
			 Сложение  | 
			
			 Включения  | 
		|
| 
			 С бр.  | 
			
			 горно-лесные примитивно- аккумуля-тивные  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-5  | 
			
			 мхи, слаборазложившийся опад (хвоя, листья)  | 
		|||
| 
			 А1  | 
			
			 5-15  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 легкий суглинок  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 густо пропитан корнями  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 15-не более 40  | 
			
			 светло-бурый  | 
			
			 легкий суглинок с песком  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 корни, средние камни (30%), обломки породы  | 
		||
| 
			 С яг.  | 
			
			 неполноразвитые бурые горно-лесные грубогумусовые  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-3  | 
			
			 мхи, кора, слаборазложившаяся хвоя  | 
		|||
| 
			 А1  | 
			
			 3-10  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 супесь  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 много мелких корней  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 10-30  | 
			
			 бурый  | 
			
			 супесь  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 очень много корней, камней  | 
		||
| 
			 С яг.лп  | 
			
			 бурые горно-лесные  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-3  | 
			
			 моховая синузия (мощность 7 см)  | 
		|||
| 
			 А1  | 
			
			 3-15  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 тяжелая супесь  | 
			
			 рассыпчатое  | 
			
			 много корней  | 
		||
| 
			 В  | 
			
			 15-35  | 
			
			 бурый  | 
			
			 супесь  | 
			
			 рассыпчатое  | 
			
			 мало средних камней  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 35-50  | 
			
			 серовато-бурый  | 
			
			 песок  | 
			
			 рассыпчатое  | 
			
			 много камней  | 
		||
| 
			 Е-С зл. яг.  | 
			
			 неполноразвитые бурые горно-лесные грубогумусовые  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-4  | 
			
			 мхи, слаборазложившийся опад (трава, хвоя, ветки)  | 
		|||
| 
			 А1 
  | 
			
			 4-13  | 
			
			 серый  | 
			
			 легкий суглинок  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 густо пропитан корнями  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 13-55  | 
			
			 бурый  | 
			
			 супесь с песком  | 
			
			 плотное  | 
			
			 корней мало, внизу камни  | 
		||
| 
			 С орл.  | 
			
			 бурые горно-лесные грунтово-оглеенные почвы 
  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-3  | 
			
			 мхи, слаборазложившийся опад (трава, листья, хвоя)  | 
		|||
| 
			 А1  | 
			
			 3-14  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 средний суглинок  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 много мелких корней  | 
		||
| 
			 В 
 
  | 
			
			 14-50  | 
			
			 бурый с оглее-нием  | 
			
			 средний суглинок с песком  | 
			
			 плотное  | 
			
			 камни, мелкие корни  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 55-75  | 
			
			 темно-бурый  | 
			
			 песок с глиной  | 
			
			 рассыпча-тое  | 
			
			 –  | 
		||
| 
			 С тр. лп.  | 
			
			 бурые горно-лесные  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-5  | 
			
			 слаборазложившийся опад (трава, листья, хвоя)  | 
		|||
| 
			 А1  | 
			
			 5-15  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 средний суглинок  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 мелкие корни, угли  | 
		||
| 
			 В 
  | 
			
			 15-25  | 
			
			 бурый  | 
			
			 тяжелая супесь с песком  | 
			
			 плотное  | 
			
			 большие корни, мелкие камни  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 25-55  | 
			
			 светло-бурый  | 
			
			 глина с песком  | 
			
			 плотное  | 
			
			 –  | 
		||
В данных условиях произрастают сосняки ягодниковые, ягодниково-липняковые (рис. 2), ельники-сосняки зеленомошниково-ягодниковые, орляковые (рис. 3), травяно-липняковые. Они имеют признаки класса Vaccinio-Piceetea (высокое постоянство Vaccinium myrtillus, V. vitis-idaea, присутствие Picea obovata) и класса Brachypodio Pinnati-Betuletea (гемибореальных светлохвойно-мелколиственных травяных мезофитных лесов Западной, Центральной Сибири и Урала) союза Trollio europaea-Pinion sylvestris Fedorov ex Ermakov et al. 2000 (мезофитных сосново-березовых травяных лесов на плодородных и хорошо обеспеченных влагой почвах). Для этого класса характерен сомкнутый хорошо развитый разнотравный травяно-кустарничковый ярус, повышенное видовое богатство.
 
Рис. 2. Сосняки ягодниково-липняковые: обозначения те же
 
Рис. 3. Сосняк орляковый: обозначения те же
Возобновление сосны обыкновенной в этих типах леса более приурочено к пожарам, что приводит к появлению отдельных послепожарных поколений, в отличие от сосняков брусничниковых, где она возобновляется достаточно непрерывно.
Наиболее неблагоприятные условия для естественного возобновления хвойных древесных растений отмечены в сосняках ягодниково-липняковых и травяно-липняковых, для которых характерен густой подлесок липы сердцевидной. Эти же типы леса благодаря температурным инверсиям наиболее теплые и богатые неморальными видами. Присутствие Aegopodium podagraria свидетельствует о достаточной влажности и богатстве почв.
Таблица 3
Физико-химические свойства почв условно-коренных лесов периодически сухих и устойчиво свежих местообитаний
| 
			 Шифр типа леса  | 
			
			 Гори-зонт  | 
			
			 Глубина взятия, см  | 
			
			 Скелет, %  | 
			
			 Гигроско-пическая влажность, %  | 
			
			 Плотность, г/см3  | 
			
			 рНH2O 
  | 
			
			 рНKCl  | 
			
			 К2О, мг/кг  | 
		
| 
			 С бр.  | 
			
			 А1  | 
			
			 10  | 
			
			 70,3  | 
			
			 2,00  | 
			
			 0,9  | 
			
			 5,10  | 
			
			 4,06  | 
			
			 292,5  | 
		
| 
			 ВС  | 
			
			 27,5  | 
			
			 84,9  | 
			
			 1,04  | 
			
			 1,6  | 
			
			 5,15  | 
			
			 4,13  | 
			
			 50,5  | 
		|
| 
			 С яг.  | 
			
			 А1  | 
			
			 6,5  | 
			
			 9,6  | 
			
			 1,78  | 
			
			 1,1  | 
			
			 5,25  | 
			
			 4,29  | 
			
			 483  | 
		
| 
			 ВС  | 
			
			 20  | 
			
			 25,4  | 
			
			 0,68  | 
			
			 1,4  | 
			
			 4,79  | 
			
			 3,85  | 
			
			 190  | 
		|
| 
			 С яг.лп  | 
			
			 А1  | 
			
			 9  | 
			
			 4,7  | 
			
			 1,50  | 
			
			 1,1  | 
			
			 5,24  | 
			
			 3,95  | 
			
			 245  | 
		
| 
			 В  | 
			
			 22,5  | 
			
			 26,6  | 
			
			 1,53  | 
			
			 1,6  | 
			
			 5,40  | 
			
			 3,87  | 
			
			 81,5  | 
		|
| 
			 ВС  | 
			
			 42,5  | 
			
			 54,7  | 
			
			 0,40  | 
			
			 1,6  | 
			
			 5,57  | 
			
			 3,91  | 
			
			 108,5  | 
		|
| 
			 Е-С зл. яг.  | 
			
			 А1  | 
			
			 10,5  | 
			
			 6,9  | 
			
			 0,56  | 
			
			 0,9  | 
			
			 4,91  | 
			
			 4,02  | 
			
			 292  | 
		
| 
			 ВС  | 
			
			 34,5  | 
			
			 15,1  | 
			
			 0,19  | 
			
			 1,5  | 
			
			 4,60  | 
			
			 3,89  | 
			
			 74  | 
		|
| 
			 С орл.  | 
			
			 А1  | 
			
			 9  | 
			
			 4,7  | 
			
			 1,84  | 
			
			 0,8  | 
			
			 5,16  | 
			
			 4,13  | 
			
			 317,5  | 
		
| 
			 В  | 
			
			 32,5  | 
			
			 12,6  | 
			
			 0,42  | 
			
			 1,4  | 
			
			 5,24  | 
			
			 3,95  | 
			
			 136  | 
		|
| 
			 ВС  | 
			
			 65  | 
			
			 45,6  | 
			
			 0,60  | 
			
			 1,4  | 
			
			 5,41  | 
			
			 4,01  | 
			
			 192,5  | 
		|
| 
			 С тр. лп.  | 
			
			 А1  | 
			
			 10  | 
			
			 10,5  | 
			
			 1,31  | 
			
			 1,0  | 
			
			 5,24  | 
			
			 4,18  | 
			
			 344,5  | 
		
| 
			 В  | 
			
			 20  | 
			
			 14  | 
			
			 0,59  | 
			
			 1,3  | 
			
			 4,91  | 
			
			 3,88  | 
			
			 136,5  | 
		|
| 
			 ВС  | 
			
			 40  | 
			
			 7,3  | 
			
			 1,12  | 
			
			 1,3  | 
			
			 4,82  | 
			
			 3,64  | 
			
			 134,5  | 
		
В изученных типах леса видовое разнообразие увеличивается (по сравнению с сосняками брусничниковыми) как в травяно-кустарничковом ярусе, так и в древесном. Возрастает также видовая насыщенность и проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса (табл. 4). Максимальное видовое разнообразие древесного яруса характерно для сосняков травяно-липняковых, а максимальная видовая насыщенность травяно-кустарничкового яруса – для ельников-сосняков зеленомошниково-ягодниковых.
Диагностическими видами сосняков ягодниковых являются Vaccinium myrtillus, Rubus saxatilis, Fragaria vesca; сосняков ягодниково-липняковых – Vaccinium myrtillus, Rubus saxatilis, Carex digitata; ельников-сосняков зеленомошниково-ягодниковых – Vaccinium myrtillus, Rubus saxatilis, Oxalis acetosella; сосняков орляковых – Pteridium aquilium; сосняков травяно-липняковых – Tilia cordata, Aegopodium podagraria, Lathyrus vernus. В ряду сосняки ягодниковые, ягодниково-липняковые, ельники-сосняки зеленомошниково-ягодниковые, орляковые, травяно-липняковые наблюдается увеличение признаков класса Brachypodio Pinnati-Betuletea.
Таким образом, в условиях устойчивого увлажнения типы леса формируются на стыке растительности двух классов: Vaccinio-Piceetea и Brachypodio Pinnati-Betuletea. Экотонное положение приводит к повышенному разнообразию типов леса. Сходные особенности отмечены для сосновых лесов в горно-лесной зоне Южного Урала [15; 17]. Для них также выявлены серьезные отличия по флористическому составу от типичных, что связано с почвенно-гидрологическими условиями и экотонным эффектом, в результате которого в травяно-кустарничковом ярусе появляется много видов светлохвойных и мелколиственных гемибореальных травяных лесов класса Brachypodio pinnati-Betuletea pendulae Ermakov, Korolyuk et Lashchinsky 1991 [15]. Леса Зауральской холмисто-предгорной провинции в условиях устойчивого увлажнения почвогрунтов, так же как и горные леса Южного Урала [9; 15; 17], отличаются и от сообществ союза Hieracio-Pinion отсутствием ряда сибирских видов. Результаты наших работ подтверждают правомерность и необходимость выделения в составе союза Dicrano-Pinion нового подсоюза Brachypodio pinnatae-Pinenion sylvestris suball. nov., к которому предлагается отнести светлохвойные ксерофитные и ксеромезофитные олигомезотрофные зеленомошные леса Южного и Среднего Урала, представляющие переход от типичных европейских олиготрофных сосново-зеленомошных лесов союза Dicrano-Pinion (подсоюз Dicrano-Pinenion (Libbert 1933) Matuszkiewicz 1962) к олиготрофным и олигомезотрофным лишайниково-зеленомошным лесам Южной Сибири союза Hieracio-Pinion.
Таблица 4
Характеристика на стадиях спелости растительности условно-коренных лесов
| 
			 Шифр типа леса  | 
			
			 Древостой  | 
			
			 Травяно-кустарничковый ярус  | 
			
			 Моховой ярус  | 
		||
| 
			 Состав  | 
			
			 Проективное покрытие, %  | 
			
			 Средняя высота, см  | 
			
			 Число видов на 1 м2  | 
			
			 Проективное покрытие, %  | 
		|
| 
			 Дренированные местообитания  | 
		|||||
| 
			 С бр.  | 
			
			 10С+Б, Л  | 
			
			 20–40  | 
			
			 20–30  | 
			
			 4–9  | 
			
			 3–10  | 
		
| 
			 С яг.  | 
			
			 10С+Б, Л  | 
			
			 30–50  | 
			
			 20–30  | 
			
			 6–10  | 
			
			 5–20  | 
		
| 
			 С яг.лп  | 
			
			 9С+Б, Л  | 
			
			 40–60  | 
			
			 25–30  | 
			
			 14–19  | 
			
			 5–20  | 
		
| 
			 Е-С зл. яг.  | 
			
			 8С1Л1Б+Е  | 
			
			 20–30  | 
			
			 20–30  | 
			
			 15–20  | 
			
			 10–20  | 
		
| 
			 С орл.  | 
			
			 10С+Б, Лп, Е  | 
			
			 70–90  | 
			
			 70–80  | 
			
			 14–16  | 
			
			 5–10  | 
		
| 
			 С тр. лп.  | 
			
			 7С1Л1Б1Лп+ Е, П  | 
			
			 20–30  | 
			
			 25–30  | 
			
			 11–13  | 
			
			 1–5  | 
		
| 
			 С ртр.  | 
			
			 10С+Б, Лп, Е, Л  | 
			
			 80–100  | 
			
			 40–50  | 
			
			 27–30  | 
			
			 1–2  | 
		
| 
			 С-Тх мш. чер.  | 
			
			 10С+Б, Л, Е  | 
			
			 60–70  | 
			
			 40–50  | 
			
			 10–12  | 
			
			 70–90  | 
		
| 
			 Е тр. зм.  | 
			
			 6Е4Б  | 
			
			 15–25  | 
			
			 6–8  | 
			
			 1–10  | 
			
			 2–4  | 
		
| 
			 Слабодренированные и заболоченные местообитания  | 
		|||||
| 
			 С-Е втр.  | 
			
			 5Е3С2Б+П,Ос  | 
			
			 50–60  | 
			
			 40–50  | 
			
			 15–22  | 
			
			 30–40  | 
		
| 
			 Е-К хв. мш.  | 
			
			 9Е1Б  | 
			
			 50–60  | 
			
			 55–65  | 
			
			 10–15  | 
			
			 60–70  | 
		
| 
			 С сф.хв. 10.13  | 
			
			 10С+Б, Е  | 
			
			 30–50  | 
			
			 30–50  | 
			
			 
  | 
			
			 50–60  | 
		
Для свежих, периодически влажных местообитаний характерны бурые горно-лесные почвы (табл. 5) с большой мощностью почвенного профиля (до 120 см), малой скелетностью, довольно высокой плотностью (табл. 6). Механический состав верхних горизонтов преимущественно супесчаный, для горизонтов В – средне- и тяжелосуглинистый, для ВС – песчаный (табл. 5). Согласно данным химического анализа бурые горно-лесные почвы свежих, периодически влажных местообитаний имеют слабокислую и близкую к нейтральной (для последних горизонтов под ельником травяно-зеленомошниковым) реакции водной вытяжки и очень сильнокислую и сильнокислую реакции солевой вытяжки. Для них характерно высокое содержание легкоподвижного калия, которое убывает вниз по профилю (табл. 6). Здесь произрастают сосняки разнотравные (рис. 4), сосняки с темнохвойным ярусом мшисто-черничниковые, ельники травяно-зеленомошниковые (рис. 5).
В этих условиях в сосняке разнотравном по сравнению с другими типами леса наиболее выражены признаки класса Brachypodio Pinnati-Betuletea (гемибореальных светлохвойно-мелколиственных травяных мезофитных лесов Западной, Центральной Сибири и Урала) союза Trollio europaea-Pinion sylvestris Fedorov ex Ermakov et al. 2000 (мезофитных сосново-березовых травяных лесов на плодородных и хорошо обеспеченных влагой почвах). Диагностическими видами класса Brachypodio Pinnati-Betuletea являются: Brachypodium pinnatum, Betula pendula, Hieracium umbellatum, Angelica sylvestris, Thalictrum minus. Союз Trollio europaea-Pinion sylvestris диагностируют: Stellaria holostea, Luzula pilosa, Cirsium heterophyllum.
 
Рис. 4. Сосняк разнотравный: обозначения те же
Таблица 5
Почвы периодически влажных местообитаний
| 
			 Шифр типа леса  | 
			
			 Характеристика почв  | 
		||||||
| 
			 Название почвы  | 
			
			 Го-ри-зонт  | 
			
			 Мощ-ность, см.  | 
			
			 Цвет  | 
			
			 Состав  | 
			
			 Сложение  | 
			
			 Включения  | 
		|
| 
			 С ртр.  | 
			
			 бурые горно-лесные  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-2  | 
			
			 слаборазложившийся опад (хвоя, листья), ветви, кора  | 
		|||
| 
			 А1 
  | 
			
			 2-10  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 супесь  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 густо пропитан корнями  | 
		||
| 
			 В1 
  | 
			
			 10-40  | 
			
			 светло-бурый  | 
			
			 средний суглинок с песком  | 
			
			 плотное  | 
			
			 мало корней, единичные камни  | 
		||
| 
			 В2  | 
			
			 40-80  | 
			
			 темно-бурый  | 
			
			 тяжелый суглинок  | 
			
			 слитное  | 
			
			 много мелких камней  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 80-90  | 
			
			 серо-бурый  | 
			
			 супесь  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 много мелких камней  | 
		||
| 
			 С-Тх мш. чер.  | 
			
			 неполно-развитые бурые горно-лесные поверхностно-оглеенные  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-4  | 
			
			 мхи, слаборазложившийся опад (хвоя, листья)  | 
		|||
| 
			 А1 
  | 
			
			 4-13  | 
			
			 светло-серый  | 
			
			 супесь, следы оглеения  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 много мелких камней  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 13-60  | 
			
			 бурый  | 
			
			 песок с глиной  | 
			
			 рассыпча-тое  | 
			
			 много крупных камней и корней  | 
		||
| 
			 Е тр. зм.  | 
			
			 бурые лесные тяжелые почвы  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-4  | 
			
			 трава, слаборазложившийся опад (хвоя, листья), ветки  | 
		|||
| 
			 А1 
  | 
			
			 4-15  | 
			
			 светло-серый  | 
			
			 тяжелый суглинок  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 много мелких корней  | 
		||
| 
			 В1 
 
  | 
			
			 15-35  | 
			
			 светло-серый  | 
			
			 тяжелый суглинок с песком  | 
			
			 плотное  | 
			
			 есть мелкие корни  | 
		||
| 
			 В2  | 
			
			 35-90  | 
			
			 бурый  | 
			
			 тяжелый суглинок  | 
			
			 слитное  | 
			
			 –  | 
		||
| 
			 ВС 
  | 
			
			 90-120  | 
			
			 бурый  | 
			
			 песок  | 
			
			 рассыпча-тое  | 
			
			 –  | 
		||
Ельники травяно-зеленомошниковые относятся к классу Vaccinio-Piceetea (бореальные темнохвойные и светлохвойные леса) союзу Piceion exelsa Pawlowski, Sokolowski et Wallisch 1928 (мезофитные и гигромезофитные темнохвойные леса с доминированием в древесном ярусе ели сибирской). В этом союзе описано три подсоюза [16]. Ельники травяно-зеленомошниковые относятся к подсоюзу Melico-Piceenion K.-Lund 1981. Он объединяет мезофитные и гигромезофитные темнохвойные леса на богатых и увлажненных почвах. В травяно-кустарничковом ярусе на фоне доминирования Oxalis acetosella присутствуют виды неморального комплекса: Asarum europaeum, Viola mirabilis, Lathyrus vernus, Milium effusum, Stellaria holostea, Melica nutans, Paris quadrifolia, которые увеличивают флористическое разнообразие ельников травяно-зеленомошниковых и диагностируют названный подсоюз.
 
Рис. 5. Ельник травяно-зеленомошниковый: обозначения те же
Таблица 6
Физико-химические свойства почв условно-коренных лесов периодически влажных местообитаний
| 
			 Шифр типа леса  | 
			
			 Гори-зонт  | 
			
			 Глубина взятия, см  | 
			
			 Скелет, %  | 
			
			 Гигроско-пическая влажность, %  | 
			
			 Плотность, г/см3  | 
			
			 рНH2O 
  | 
			
			 рНKCl  | 
			
			 К2О, мг/кг  | 
		
| 
			 С ртр.  | 
			
			 А1  | 
			
			 6  | 
			
			 9,1  | 
			
			 0,94  | 
			
			 1,1  | 
			
			 5,40  | 
			
			 4,34  | 
			
			 276,5  | 
		
| 
			 В1  | 
			
			 25  | 
			
			 20,3  | 
			
			 0,35  | 
			
			 1,4  | 
			
			 5,26  | 
			
			 4,1  | 
			
			 101,5  | 
		|
| 
			 В2  | 
			
			 60  | 
			
			 19,7  | 
			
			 0,75  | 
			
			 1,6  | 
			
			 5,42  | 
			
			 3,76  | 
			
			 152  | 
		|
| 
			 ВС  | 
			
			 85  | 
			
			 33,2  | 
			
			 0,26  | 
			
			 1,6  | 
			
			 5,27  | 
			
			 3,61  | 
			
			 85  | 
		|
| 
			 С-Тх мш. чер.  | 
			
			 А1  | 
			
			 8,5  | 
			
			 15  | 
			
			 0,81  | 
			
			 1,0  | 
			
			 5,13  | 
			
			 3,57  | 
			
			 213,5  | 
		
| 
			 ВС  | 
			
			 36,5  | 
			
			 50,9  | 
			
			 0,94  | 
			
			 1,5  | 
			
			 5,30  | 
			
			 3,98  | 
			
			 73  | 
		|
| 
			 Е тр. зм.  | 
			
			 А1  | 
			
			 9,5  | 
			
			 11,2  | 
			
			 1,12  | 
			
			 1,2  | 
			
			 5,32  | 
			
			 3,39  | 
			
			 123  | 
		
| 
			 В1  | 
			
			 25  | 
			
			 21,8  | 
			
			 0,37  | 
			
			 1,5  | 
			
			 5,35  | 
			
			 3,78  | 
			
			 162  | 
		|
| 
			 В2  | 
			
			 62,5  | 
			
			 13,6  | 
			
			 0,62  | 
			
			 1,5  | 
			
			 5,82  | 
			
			 3,54  | 
			
			 68  | 
		|
| 
			 ВС  | 
			
			 105  | 
			
			 54,4  | 
			
			 0,24  | 
			
			 1,5  | 
			
			 6,27  | 
			
			 3,86  | 
			
			 106,5  | 
		
Сосняки с темнохвойным ярусом мшисто-черничниковые в отличие от двух предыдущих типов леса имеют низкое флористическое разнообразие. Их диагностирует доминирование зеленых мхов и Vaccinium myrtillus. Эти сосняки относятся к классу Vaccinio-Piceetea (бореальные темнохвойные и светлохвойные леса).
Таким образом, в периодически влажных местообитаниях типы леса имеют небольшое разнообразие и резкие отличия друг от друга. В эколого-флористической классификации они занимают отдаленное положение. Резко различаются они и по особенностям естественного возобновления древесных растений. Для сосняков разнотравных характерно апериодическое послепожарное возобновление сосны обыкновенной и единичное непрерывное ели сибирской. Под пологом сосняков с темнохвойным ярусом мшисто-черничниковых и ельников травяно-зеленомошниковых отмечено успешное непрерывное возобновление ели сибирской.
 
Рис. 6. Ельник-кедровник хвощево-мшистый: обозначения те же
Слабодренированные и заболоченные местообитания включают влажные, периодически сырые и устойчиво-сырые местообитания. Здесь распространены бурые горно-лесные, лесные торфянисто-подзолисто-глеевые, серые лесные грунтово-оглеенные почвы. Мощность почвенного профиля варьируется от 70 до 170 см. Подробная морфология почв приведена в табл. 7, их физико-химические свойства – в табл. 8.
В этих условиях произрастают сосняки-ельники разнотравно-высокотравные, ельники-кедровники хвощево-мшистые (рис. 6), сосняки сфагново-хвощовые. Диагностическими видами сосняков-ельников разнотравно-высокотравных являются Angelica sylvestris, Circaea alpina, Cirsium oleraceum, Filipendula ulmaria, Aconitum excelsum, Gymnocarpium dryopteris. Ельники-кедровники хвощево-мшистые, сосняки сфагново-хвощовые диагностирует обилие Equisetum sylvaticum, Sphagnum. Типы леса в этих условиях местообитания следует относить к классу Vaccinietea uliginosi. Он объединяет заболоченные леса со сфагновыми мхами. Этот класс занимает промежуточное положение между бореальными лесами класса Vaccinio-Piceetea и сообществами болот класса Oxycocco-Sphagnetea.
Таблица 7
Почвы слабодренированных и заболоченных местообитаний
| 
			 Шифр типа леса  | 
			
			 Характеристика почв  | 
		||||||
| 
			 Название почвы  | 
			
			 Го-ри-зонт  | 
			
			 Мощ-ность, см  | 
			
			 Цвет  | 
			
			 Состав  | 
			
			 Сложение  | 
			
			 Включения  | 
		|
| 
			 С-Е втр.  | 
			
			 бурые горно-лесные на суглинистом элювии-делювии пород  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-10  | 
			
			 мхи, слаборазложившийся опад (хвоя, листья)  | 
		|||
| 
			 А1 
  | 
			
			 10-20  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 супесь  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 много корней  | 
		||
| 
			 В 
  | 
			
			 20-55  | 
			
			 серо-бурый  | 
			
			 супесь  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 –  | 
		||
| 
			 ВС  | 
			
			 55-170  | 
			
			 бурый  | 
			
			 легкий суглинок  | 
			
			 плотное  | 
			
			 средние камни  | 
		||
| 
			 Е-К хв. мш. 
  | 
			
			 лесные торфянисто-подзолисто-глеевые  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-6  | 
			
			 мхи  | 
		|||
| 
			 А0Т  | 
			
			 6-12  | 
			
			 серо-бурый  | 
			
			 неразложившийся торф  | 
			
			 корни, ветки  | 
		|||
| 
			 А0ТП  | 
			
			 12-35  | 
			
			 темно-серо-бурый  | 
			
			 слаборазложившийся торф  | 
			
			 корни, ветки  | 
		|||
| 
			 А0П  | 
			
			 35-55  | 
			
			 черный  | 
			
			 сильноразложившийся торф  | 
			
			 немного корней  | 
		|||
| 
			 Bg  | 
			
			 55-75  | 
			
			 грязно-бурый с рыжими пятнами оглеения  | 
			
			 тяжелый суглинок  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 –  | 
		||
| 
			 ВCg  | 
			
			 более 75  | 
			
			 темно-бурый с пятнами оглеения  | 
			
			 тяжелый суглинок  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 –  | 
		||
| 
			 С сф. хв.  | 
			
			 серые лесные грунтово-оглеенные 
  | 
			
			 А0  | 
			
			 0-3  | 
			
			 хвоя, трава, листья, корни  | 
		|||
| 
			 А1  | 
			
			 3-13  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 легкий суглинок  | 
			
			 рыхлое  | 
			
			 угли  | 
		||
| 
			 В 
  | 
			
			 13-37  | 
			
			 темно-серый  | 
			
			 супесь  | 
			
			 рассыпчатый  | 
			
			 крупный песок, немного углей  | 
		||
| 
			 ВС 
  | 
			
			 37-70  | 
			
			 серо-бурый с оглеением  | 
			
			 легкий суглинок  | 
			
			 плотный  | 
			
			 песок, углей мало  | 
		||
Таким образом, для южно-таежных лесов Зауральской холмисто-предгорной провинции нами изучено 12 типов условно-коренных лесов, выделенных Б.П. Колесниковым и др. [8]. Полученные данные дополняют кадастр типов леса [8] сведениями о морфологии и физико-химических свойствах почв, а также информацией о видовой насыщенности растительных сообществ, характеризующей естественный уровень биоразнообразия, необходимый для поддержания устойчивости природных экосистем. Впервые определено положение типов леса Зауральской холмисто-предгорной провинции, выделенных на основе принципов генетической типологии, в классификационной схеме, разработанной в соответствии с «Международным кодексом фитосоциологической номенклатуры» и встроенной в единую синтаксономию Евразии. Выявлено, что большое значение для формирования видовой структуры лесов имеет ярко выраженный экотонный эффект. Типы леса в Зауральской холмисто-предгорной провинции формируются на стыке двух подзональных групп растительности: светлохвойных и темнохвойных бореальных лесов таежного типа класса Vaccinio-Piceetea и гемибореальных светлохвойных травяных лесов класса Brachypodio Pinnati-Betuletea. В условиях переувлажнения на видовую структуру оказывают влияние интразональные нелесные типы растительности: болота и заливные луга, что еще более усложняет закономерности формирования видовой структуры. Разнообразие ландшафтов, режимов увлажнения, почв и сложный экотонный эффект приводят к высокому разнообразию типов леса и их специфичной структуре.
Таблица 8
Физико-химические свойства почв условно-коренных лесов слабодренированных и заболоченных местообитаний
| 
			 Шифр типа леса  | 
			
			 Гори-зонт  | 
			
			 Глубина взятия, см  | 
			
			 Скелет, %  | 
			
			 Гигроско-пическая влажность, %  | 
			
			 Плотность, г/см3  | 
			
			 рНH2O 
  | 
			
			 рНKCl  | 
			
			 К2О, мг/кг  | 
		
| 
			 С-Е втр.  | 
			
			 А1  | 
			
			 10  | 
			
			 24,7  | 
			
			 0,50  | 
			
			 1,3  | 
			
			 5,50  | 
			
			 4,43  | 
			
			 107,5  | 
		
| 
			 В  | 
			
			 37,5  | 
			
			 26,4  | 
			
			 0,48  | 
			
			 1,4  | 
			
			 5,83  | 
			
			 4,7  | 
			
			 116  | 
		|
| 
			 ВС  | 
			
			 112,5  | 
			
			 6,4  | 
			
			 0,85  | 
			
			 1,4  | 
			
			 5,80  | 
			
			 4,34  | 
			
			 228,5  | 
		|
| 
			 Е-К хв. мш  | 
			
			 А0Т  | 
			
			 9  | 
			
			 0  | 
			
			 10,15  | 
			
			 1,1  | 
			
			 4,34  | 
			
			 3,68  | 
			
			 305,5  | 
		
| 
			 А0ТП  | 
			
			 23,5  | 
			
			 0  | 
			
			 10,06  | 
			
			 1,2  | 
			
			 4,40  | 
			
			 3,66  | 
			
			 304  | 
		|
| 
			 А0П  | 
			
			 45  | 
			
			 0  | 
			
			 6,05  | 
			
			 1,3  | 
			
			 4,30  | 
			
			 3,46  | 
			
			 136,5  | 
		|
| 
			 Bg  | 
			
			 65  | 
			
			 0  | 
			
			 4,68  | 
			
			 1,4  | 
			
			 4,61  | 
			
			 3,51  | 
			
			 274  | 
		|
| 
			 ВCg  | 
			
			 75  | 
			
			 0  | 
			
			 10,22  | 
			
			 1,5  | 
			
			 4,93  | 
			
			 3,73  | 
			
			 255  | 
		|
| 
			 С сф. хв.  | 
			
			 А1  | 
			
			 7  | 
			
			 11,4  | 
			
			 1,11  | 
			
			 1,0  | 
			
			 5,03  | 
			
			 3,73  | 
			
			 320  | 
		
| 
			 В  | 
			
			 25  | 
			
			 15,6  | 
			
			 0,24  | 
			
			 1,2  | 
			
			 5,49  | 
			
			 4,08  | 
			
			 133  | 
		|
| 
			 ВС  | 
			
			 55  | 
			
			 10,7  | 
			
			 0,28  | 
			
			 1,3  | 
			
			 5,41  | 
			
			 3,99  | 
			
			 123  | 
		
Проведенный анализ наглядно показывает преимущества совместного использования методов генетической типологии и эколого-флористической классификации для изучения особенностей формирования видовой структуры лесной растительности. Эти два подхода очень удачно дополняют друг друга и позволили нам получить ряд интересных выводов.
Работа выполнена при поддержке Программы Президиума РАН No. 12-П-4-1060
Рецензенты:
Шиятов С.Г., д.б.н., профессор, ведущий научный сотрудник Института экологии растений и животных УрО РАН, г. Екатеринбург.
Менщиков С.Л., д.с.-х.н., заведующий отделом лесоведения Ботанического сада УрО РАН, г. Екатеринбург.
Библиографическая ссылка
Иванова Н.С., Золотова Е.С. БИОРАЗНООБРАЗИЕ УСЛОВНО-КОРЕННЫХ ЛЕСОВ ЗАУРАЛЬСКОЙ ХОЛМИСТО-ПРЕДГОРНОЙ ПРОВИНЦИИ // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 1. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=8563 (дата обращения: 04.11.2025).



