Диссертация (1154500), страница 22
Текст из файла (страница 22)
2000). Утрата биоразнообразия имеет нелинейные и необратимые крупномасштабныепоследствия. Предыдущие случаи вымираний, как например исчезновение динозавров иподъем млекопитающих, вызвали массовые изменения в составе и функционированииэкосистем Земли (Rockstrom et al., 2007).Учитываяважностьбиоразнообразиявподдержаниифункционированияэкосистем, биогеохимических циклах и предотвращения полного изменения сообществ внежелательные состояния (Folke et al. 2005), сложно переоценить серьезность проблемывымирания видов (Mace et al. 2005). Разнообразие функциональных механизмов ответа наизменения окружающей среды разными видами в составе экосистемы увеличивают ееустойчивость к различным нарушениям.
Следовательно, экосистемы (как управляемыечеловеком, так и не управляемые) с низким уровнем биоразнообразия являются наиболееуязвимыми к любым воздействиям и имеют больший риск уничтожения (Scheffer andCarpenter 2003). Виды играют различные роли в экосистемах, т.е. они производят разныеэффекты на процессы происходящие в ней, и по-разному отвечают на изменения,поскольку они занимают разные экологические ниши. Потеря видов влияет нафункционирование экосистемы, ее устойчивость, и способность адаптироваться кизменениям биологического и физического рода (Elmqvist et al.
2003, Suding et al. 2008). Внастоящий момент, скорость вымирания намного превосходит скорость видообразования.Человечество увеличило скорость исчезновения видов в 100-1000 раз по сравнению стемпами вымирания известными на протяжении всей истории Земли (Mace et al.
2005), посуществующим на сей день прогнозам эти темпы будут все больше увеличиваться. Внастоящее время около 25 % видов в хорошо изученных таксономических группахнаходятся под угрозой вымирания (от 12 % для птиц, до 52 % для цикад). До недавнеговремени сокращение разнообразия имело более высокие уровни на островах, но запоследние9120летоколополовины,зарегистрированныхслучаеввымирания,зафиксировано на континентах. В первую очередь причины кроются в изменениях вземлепользовании, интродукции видов, усиливающихся темпах изменения климата, чтоуказывает на то, что биоразнообразие всей нашей планеты находится под угрозой.Довольно сложно оценить границы, до которых потеря биоразнообразия будет неочень критичной, однако, по имеющимся подсчетам, границы превышены во много раз(Díaz et al. 2005), стоит также отметить, что исчезновение различных видов приводит кразличным последствиям. Так, например, потеря крупных хищников или структурноважных групп видов, таких как водоросли или кораллы приводит к непропорциональнобольшимпоследствиямнасуществованиеэкосистемы.Отношениемеждубиоразнообразием и устойчивостью экосистем имеет, как известно, не однозначныйхарактер, связь намного сложнее, чем просто положительная корреляция (Одум, 1986).Мы рассчитали наиболее типичные индексы разнообразия – индекс Симпсона ииндекс Шеннона.
Их различие состоит в том, что индекс Симпсона придает больший весдоминирующим видам. Если обратиться к формуле, можно обратить внимание, чтовозведение в квадрат небольших значений дает также намного меньший результат, в итогенаибольший вес приобретают доминирующие виды. Индекс же Шеннона в экологиюпришел из теории информации, и является формализацией, которую применяют приоценке сложности любой системы, в том случае, когда отдельные компонентыразнообразия нас интересуют в меньшей степени (Одум, 1986).
Также значительноепреимущество индекса Шеннона в том, что он менее зависим от величины пробы, а такжедля него характерно нормальное распределение значений. Благодаря этому его можноиспользовать для статистических проверок значимости различий между среднимизначениями (Одум, 1986).Максимальное количество видов обнаружено на известняковом карьере Печурки(136 видов высших растений), но не совсем корректно сопоставлять это значение сданными, полученными для других карьеров, поскольку число обследованных площадок,как и сама площадь карьера, значительно превышает остальные. На втором месте, повидовому богатству высших растений известняковый карьер в пос.
Елизаветино (79видов). Наименьшим количеством видов характеризуется песчаный карьер в пос.Окуловка (18 видов). Количество видов на отдельных экотопах варьировало от 9 насамозарастающем транс-эллювиально-аккумулятивном экотопе на песчаном карьере впос. Окуловка до 51 на само зарастающем террасированном аккумулятивном экотопеизвестнякового карьера Елизаветино.Максимальные значения индексов биоразнообразия (индекс Шеннона – 3,7;обратный индекс Симпсона – 37,2) отмечены на самозарастающем днище известнякового92карьера в Елизаветино, с большим количеством мелкозема.
На карьере по добычефосфоритов наименьшее разнообразие высших растений (индекс Шеннона – 1,3;обратныйиндекс Симпсона–2,1) соответствуютучастку подбиологическойрекультивацией, где в настоящий момент сформирован ельник мертвопокровник.На карьере по добыче известнякового туфа видовое богатство и индексыразнообразия максимальны на самозарастающем террасированном участке под ельником сбогатым напочвенным покровом (табл.
5.1). На плотном скальном днище с небольшимпроективным покрытием значения значительно меньше. Минимальные уровни отмеченына переувлажненном участке – окраине гажевого болота.Таблица 5.1. Индексы биоразнообразия на карьере по добыче известнякового туфаучастокИндекс ШеннонаИндекс Симпсона (обратный)Количество видов на участкеВсего видов13,0214,23222,36,6255531,74,19На известняковом карьере в пос. Елизаветино, максимальным разнообразиемотличается первый участок – самозарастающий аккумулятивный экотоп, здесь мощностьгумусированного слоя достигает 15 см, имеется значительное количество мелкозема, вотличие от второго участка – скального плотного днища карьера, где отмеченонаименьшеевидовоебогатствоиразнообразие(табл.5.2).Третьяплощадка,представляющая собой террасированную поверхность под мелколиственным лесом,занимает промежуточное положение.
Стоит отметить, что, не смотря на ряднеблагоприятных физических условий субстрата, данный карьер отличается болеевысоким уровнем разнообразия чем многие другие. Возможно, данное обстоятельствовызвано потенциально высоким плодородием данных грунтов.Таблица 5.2. Индексы биоразнообразия на известняковом карьере ЕлизаветиноучастокИндекс ШеннонаИндекс Симпсона (обратный)Количество видов на участкеВсего видов13,737,25122,914,0298033,218,034На карьере по добыче известняка в Печурках, согласно рассчитанным индексам,наименьшее разнообразие соответствует участку 10, где на плоской поверхности и намягкой вскрыше в 1970 г. были высажены саженцы сосны (табл.
5.3). Данный уровеньбиоразнообразия типичен для сосновых лесов данного региона. Наибольший уровеньразнообразия согласно индексу Шенона соответствует недавно рекультивированному93участку, где еще не произошло смыкание крон деревьев и типичные лесные виды еще невытеснили опушечно-луговые. Согласно индексу Симпсона, наибольшим разнообразиемотличается участок 12 – отвал карьера, где более 30 лет идет спонтанная сукцессия безвмешательства человека.
Изменения биоразнообразия во времени и пространстве связанымежду собой. На плоских участках под биологической рекультивацией биоразнообразиесо временем сокращается. На участках, где развитие протекает по типу спонтаннойсукцессии, а именно на отвалах, уровень биоразнообразия со временем увеличивается.Интересно, что на сильно каменистых участках (отвалы из крупных обломков и скальныеднища) развитие происходит так медленно, что за 46 лет существенных изменений непроизошло.
Дело в том, что этого времени слишком мало для естественногопреобразования субстрата водорослями, лишайниками и мхами для поселения здесьвысших растений.Таблица 5.3. Индексы биоразнообразия на известняковом карьере (Печурки)УчастокИндекс ШеннонаИндекс Симпсона(обратный)Количество видовна участкеВсего видов12,423,132,342,252,863,073,4112,8123,36,922,05,65,916,020,724,5 25,7 17,0 5,3 26,033,42230241924231363982,92092,9102,125141931На известняковом карьере в пос. Новогуровский уровень разнообразия, как иколичество произрастающих видов, увеличивается со временем (табл.
5.4). На первомсамом молодом участке, занимающем аккумулятивную позицию в рельефе, ономинимально. Наибольшие уровни разнообразия отмечены на третьем участке, имеющеммаксимальный срок зарастания, под биологической рекультивацией травами.Таблица 5.4. Индексы биоразнообразия на известняковом карьере (пос.Новогуровский)участок123Индекс Шеннона1,82,42,8Индекс Симпсона (обратный)4,78,515,8Количество видов на участке101721Всего видов34На карьере по добыче фосфоритов, уровень видового богатства относительноневысокий, минимальные показатели зафиксированы на первом рекультивированномучастке, имеющем максимальный срок зарастания, где в настоящий момент сформированельник-мертвопокровник (табл.
5.5). Вряд ли данные значения свидетельствуют онеустойчивости, нестабильности и других неблагоприятных ситуациях в сложившемся94фитоценозе. Возможно, низкое количество видов связано с сомкнутым верхним ярусом,развитым моховым покровом, т.е. условиями, в которых большое количество сорныхвидов-эксплерентов, характерных для первых этапов зарастания, существовать не могут.Таблица 5.5. Индексы биоразнообразия на карьере по добыче фосфоритовучасток11,32,111Индекс ШеннонаИндекс Симпсона (обратный)Количество видов на участкеВсего видов224,2142231,94,212На песчаном карьере в Колтушах зафиксировано довольно высокое количествовидов, индексы видового разнообразия также имеют довольно высокие значения,относительно других карьеров (табл. 5.6).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
