Spruce forests of the Koptu River valley (the Republic of Tuva) as a relict of Late Pleistocene vegetation | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2021. № 54. DOI: 10.17223/19988591/54/3

Spruce forests of the Koptu River valley (the Republic of Tuva) as a relict of Late Pleistocene vegetation

Spruce forests of the Tuva Republic are not sufficiently described in literature. Spruce forests occupy small areas, but they are characterized by high species diversity. Enclaves of forest communities outside the forest belt are particularly interesting. The actual problem concerns species composition which forms plant communities existing under environmental and climate conditions that are not favorable for it. The aim of the research is to describe the communities of the valley dark coniferous forests in the model river valley in Central Tuva, to assess their diversity, to analyze species composition and to identify the main factors determining it. In the course of the fieldwork in 2020, we examined coniferous forests along the Koptu river, on the southern slope of the Academic Obruchev range (See Figures). In this part of the range, the foothills are occupied by steppe vegetation; forest-steppe landscapes prevail at altitudes of 800-1000 m; above there is the taiga belt, the upper border of the forest is about 1900 m above sea level. Two key areas were investigated; one of them is located in the middle course of the river within the taiga belt (51.90-51.92°N; 95.45-95.48°E, 1400-1500 m above sea level), the other is in the lower course of the river in the forest-steppe belt (51.55-51.70°N; 95.34-95.45°E, 700-900 m above sea level). In total, 11 releves were made on plots of 20x20 m by the standard method. We established that the forests are rich in species: 98 taxa were registered (See Table). It could be expected that coniferous forests in the river valley within the forest-steppe belt are a continuation of the above located communities, a continuation of communities from the taiga belt. However, our materials have demonstrated that it is not so. We revealed that, despite the physiognomic similarity, the dark coniferous communities growing in the river valley in its lower course differ significantly from those growing within the taiga belt (See Table). Larix sibirica is abundant everywhere; but in the taiga belt Pinus sibirica dominates in the valley communities, and Picea obovata prevailes in the river valley in the forest-steppe belt. Apart from it, the communities of these two key sites differ significantly in their species composition. Analysis of the ecology of differentiating species shows that the difference is due to a complex of factors. Four groups of species can be distinguished in the investigated forests: I. Taiga species which are only encountered in forests of the upper part and are absent below (Aegopodium alpestre, Carex iljinii, Cerastium pauciflorum, Vaccinium vitis-idaea, V. uliginosum). II. Meadow species, symmetrically, only occur in the forests of the lower part and are absent in the taiga belt (Galium boreale, Lathyrus pratensis, Rubus saxatilis and Vicia cracca, Achillea asiatica, Adonis sibirica, Artemisia laciniata, Iris ruthenica). The two groups mentioned above reflect the difference in altitude as well as the influence of the zonal environment. III. A series of species in the downstream valley forests reflect a waterlogging process, which takes place there due to the altitudinal gradient declining and surface flattening (Angelica tenuifolia, Caltha palustris, Carex cespitosa, C. dioica, Equisetum scirpoides, Delphinium crassifolium, Galium uliginosum, Lathyruspalustris, Parnassia palustris, Ribes procumbens; among mosses - Calliergonella cuspidata, Helodium blandowii, Timmia megapolitana, Tomentypnum nitens). IV A number of species with mainly taiga or Arctic-Alpine distribution were recorded only in larch-spruce forests in the river valley in the forest-steppe belt and they are absent in the forests of the upper key area (Carex alba, Bistorta vivipara, Carex sedakowii, Orthilia obtusata, Pedicularis sceptrum-carolinum, Saussurea alpina, Schizachne callosa). For these species, it is impossible to explain their presence in the forest-steppe belt by modern ecological conditions. Their presence in the valley spruce forests has historical reasons and could be caused by the conditions of the Late Pleistocene cooling. So, we can draw a conclusion that the massif of valley spruce forests in the lower part of the Koptu river is a relict community formed in the Late Pleistocene periglacial environment on permafrost soils. In present conditions, it is in unstable equilibrium. The massif is the habitat of a number of rare species. In particular, the Orchidaceae taxa were found here, four of which are included in the Red Book of the Republic of Tuva (Cypripedium calceolus, Dactylorhiza sibirica, Epipogium aphyllum, Neottianthe cucullata). The valley forest of the lower part of the Koptu river can be nominated as a high conservation value forest and recommended to be included in the list of the Important Plant Areas of the Altai-Sayan region. The massif is under the strong anthropogenic pressure; in order to avoid extinction, it needs to be protected. The paper contains 2 Figures, 1 Table and 37 References. The Authors declare no conflict of interest.

Download file
Counter downloads: 115

Keywords

coenoflora, biodiversity, Important Plant Areas, rare species, extrazonal vegetation

Authors

NameOrganizationE-mail
Lashchinskiy Nikolay N.Central Siberian Botanical Garden, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciencesnnl630090@gmail.com
Pisarenko Olga Yu.Central Siberian Botanical Garden, Siberian Branch of the Russian Academy of Scienceso_pisarenko@mail.ru
Всего: 2

References

Бобров Е.Г. Лесообразующие хвойные СССР. Л. : Наука, 1978. 187 с.
Коропачинский И.Ю., Встовская Т.Н. Древесные растения Азиатской России. Новосибирск : Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2002. 707 с.
Бобров Е.Г. История и систематика рода Picea A. Dietr. // Новости систематики высших растений. 1970. № 7. С. 5-40.
Правдин Л.Ф. Ель европейская и ель сибирская в СССР М. : Наука, 1975. 176 с.
Национальный атлас России. Т 1: Общая характеристика территории / под ред. Г.В. Поздняк, Н.Н. Полункиной, Н.В. Смуровой. М. : Астрель, 2008. 496 с.
Коропачинский И.Ю., Федоровский В.Д. Леса Тувинской АССР // Леса СССР. М. : Наука, 1969. Т 4. С. 321-349.
Природные ресурсы Республики Тыва. Т 1 / А.Д. Самбуу, И.М. Красноборов, В.В. Севастьянов и др.; под ред. И.В. Котельникова. Новосибирск : Гарамонд, 2018. 488 с.
Маскаев Ю.М. Леса // Растительный покров и естественные кормовые угодья Тувинской АССР. Новосибирск : Наука, 1985. С. 68-106.
Леса высокой природоохранной ценности: Проект руководства / С. Дженнингс, Р. Нуссбаум, Н. Джадд, Т Эванс ; пер. с англ. Т. Поповой ; под ред. Т. Яницкой. М. : WWF; 2005. 184 с.
Яницкая Т.О. Практическое руководство по выделению лесов высокой природоохранной ценности в России. М. : WWF, 2008. 136 с.
Соболевская К.А. Растительность Тувы. Новосибирск : Наука, 1950. 140 с.
Верховцев Е.П. Леса Тувинской автономной области и их народнохозяйственное значение // Леса Тувинской автономной области : Труды Сибирского технологического института. Сб. 22. Красноярск, 1959. С. 1-31.
Чередникова Ю.С., Ильинская С., Новосельцева И.Ф. Восточнотувинско-Южнозабайкальская горная лесорастительная область // Типы лесов гор Южной Сибири. Новосибирск : Наука, 1980. С. 149-235.
Куминова А.В. Основные черты и закономерности растительного покрова // Растительный покров и естественные кормовые угодья Тувинской АССР. Новосибирск : Наука, 1985. С. 16-48.
Makunina N.I. Altitudinal zonation of the soutem flank of Western and Eastern Tannu-Ola ranges: principal types of plant communities // Contemporary Problems of Ecology. 2011. № 18. PP. 357-377.
Макунина Н.И. Леса Тувы: классификация и ботанико-географический обзор // Растительный мир Азиатской России. 2020. № 1(37). С. 40-78. doi: 10.21782/ RMAR1995-2449-2020-1(40-78)
Макунина Н.И., Мальцева Т.В., Зибзеев Е.Г. Высотная поясность южного макросклона хребта Академика Обручева (Западный Саян) // География и природные ресурсы. 2007. № 2. С. 86-97.
Makunina N.I., Egorova A.V, Pisarenko O.Y. Drawing of potential areas of plant communities for geobotanical zoning purposes (on example of Tuva forests) // Contemporary Problems of Ecology. 2020. № 13. PP. 412-417. doi: 10.1134/S1995425520040095
Ильина И.С., Лапшина Е.И., Лавренко Н.Н., Мельцер Л.И., Романова Е.А., Богоявленский Б.А., Махно В.Д. Растительный покров Западно-Сибирской равнины. Новосибирск : Наука, 1985. 250 с.
Лащинский Н.Н., Писаренко О.Ю. Темнохвойные леса Западно-Сибирской равнины на южном пределе распространения // Растительность России. 2016. № 28. С. 89-107. doi: 10.31111/vegrus/2016.28.89
Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Вып. 21: Красноярский край, Тувинская АССР, ч. 1-6, кн. 1 / под ред. Н.С. Смирновой. Л. : Гидрометеоиздат, 1990. 623 с.
Зверев А.А. Информационные технологии в исследованиях растительного покрова. Томск : ТМЛ-Пресс, 2007. 304 с.
Becking R. The Zurich-Montpellier school of phytosociology // The Botanical Review. 1957. Vol. 23, № 7. P. 411-488.
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб. : Мир и семья-95, 1995. 991 с.
Ignatov M.S., Afonina O.M., Ignatova E.A., Abolina A.A. and etc. Check-list of mosses of East Europe and North Asia // Arctoa. 2006. Vol. 15. PP. 1-130. doi: 10.15298/ arctoa.15.01
Егорова Т.В. Осоки (Carex L.) России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР) / под ред. А.Л. Тахтаджяна. Санкт-Петербург : Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия ; Сент-Луис : Миссурийский ботанический сад, 1999. 772 с.
Коротков И.А. Типы леса Монгольской Народной Республики // Леса Монгольской Народной Республики (география и типология). М. : Наука, 1978. С. 47-121.
Зятькова Л.К. Тува // История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. Алтае-Саянская горная область. М. : Наука, 1969. С. 333-362.
Рельеф Алтае-Саянской горной области / Г.А. Чернов, В.В. Вдовин, П.А. Окишев и др. Новосибирск : Наука, 1988. 207 с.
Юнатов Л.Л. Основные черты растительного покрова Монгольской Народной Республики. М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1950. 223 с.
Карамышева З.В. Широтные и долготные изменения растительности гор Монголии // Растительный мир высокогорных экосистем СССР. Владивосток : Изд-во ДВО АН СССР, 1988. С. 262-273.
Tollefsrud M.M., Latalowa M., van der Knaap W.O., Brochmann Ch., Sperisen Ch. Late Quaternary history of North Eurasian Norway spruce (Picea abies) and Siberian spruce (Picea obovata) inferred from macrofossils, pollen and cytoplasmic DNA variation // Journal of Biogeography. 2015. № 42. PP. 1431-1442. doi: 10.1111/jbi.12484
Ермаков Н.Б. Разнообразие бореальной растительности Северной Азии. Гемибореальные леса. Классификация и ординация. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2003. 232 с.
Красная книга Республики Тыва: животные, растения и грибы / под ред. С.О. Ондар, Д.Н. Шауло. Воронеж : МИР, 2019. 560 c.
Андерсон Ш. Идентификация ключевых ботанических территорий: Руководство по выбору КБТ в Европе и основы развития этих правил для других регионов мира. М. : Изд-во Представительства Всемирного союза охраны природы (IUSN) для России и стран СНГ, 2003. 39 с.
Ключевые ботанические территории Алтае-Саянского экорегиона: опыт выделения / И.А. Артемов, А.Ю. Королюк, Н.Н. Лащинский и др. ; под ред. И.Э. Смелянского, Г.А. Пронькиной. Новосибирск : Гео, 2009. 260 с.
Артемов И.А. Ключевые ботанические территории в Республике Тыва // Растительный мир Азиатской России. 2012. № 1(9). С. 60-71.
 Spruce forests of the Koptu River valley (the Republic of Tuva) as a relict of Late Pleistocene vegetation | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2021. №  54. DOI: 10.17223/19988591/54/3

Spruce forests of the Koptu River valley (the Republic of Tuva) as a relict of Late Pleistocene vegetation | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2021. № 54. DOI: 10.17223/19988591/54/3

Download full-text version
Counter downloads: 285