Floristic Differentiation of Meadow Vegetation Plant Species in the Forest-Steppe Zone of the Priobskoye Plateau | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2023. № 63. DOI: 10.17223/19988591/63/6

Floristic Differentiation of Meadow Vegetation Plant Species in the Forest-Steppe Zone of the Priobskoye Plateau

Meadows form the zonal vegetation of the forest-steppe zone and are characterized by high heterogeneity. Currently, the meadows are used as hayfields and pastures, and, in most cases, are under a heavy anthropogenic pressure. Low-disturbed communities occupy only small areas in glades and on the edges of the birch forests, along the outskirts of fields, and on the slopes of gullies. The species composition of the meadows is formed by various ecological groups that indicate the conditions of habitats. These groups can also be used as a basis for vegetation classification. The purpose of the study is to identify the phytocoenotic diversity of the meadows and define species of indication value in the forest-steppe zone of the Priobskoye plateau. The research was carried out on the left bank of the Ob River in the forest-steppe zone (Novosibirsk oblast and Altai krai) (See Fig. 1). The study is based on 531 releves of meadow communities. The cluster analysis was used to identify the phytocoenotic diversity of the meadows. A general table was built in the IBIS 7.2 program and was processed in the JUICE 7.0 by the Modified TWINSPAN Classification and TWINSPAN algorithms. The resulting clusters were compared and differential species were identified (See Table). Position of the meadow communities on main ecological gradients were assessed using the plant indicator values (See Fig. 2). The cluster analysis divided the dataset into 6 clusters. The first cluster comprises steppe alkaline meadows. Such meadows are characterized by sparse herbaceous cover and a small number of species. Salt-tolerant mesoxerophytes Seseli strictum, Galatella biflora, Artemisia pontica, etc. dominate. These meadows are the driest among the others (See Fig. 2). The second cluster comprises steppe meadows. At present, most of these meadows are tilled. They are dominated by mesoxerophytes such as Cala-magrostis epigeios, Poa angustifolia, Peucedanum morisonii, etc. Such meadows develop on dry soils (grades 54-55; See Fig. 2). The third cluster features typical dry meadows. They develop on the forest clearings and on idle lands. In the Priobskoye plateau, these meadows are the most common type among the other meadows. Dominants are eumesophytes and mesoxerophytes: Bromopsis inermis, Poa angustifolia, Calamagrostis epigeios, Dactylis glomerata, Pimpinella saxifraga, etc. Their position is at grade 56 on the moisture gradient (See Fig. 2). Dry forest meadows of the fourth cluster are found in small areas on the edges and in the glades of birch forests (grade 59; See Fig. 2). In these meadows, the dominants are Brachypodium pinnatum, Bromopsis inermis, Rubus saxatilis, and others. The fifth cluster includes salinized forbgrass meadows. They feature salt-resistant mesophytes such as Jacobaea erucifolia, Glaux maritima, Parnassia palustris, etc. These meadows are widespread in lowlands, in the valleys of small rivers, and in the outskirts of damp birch forests. On the moisture gradient (See Fig. 2), they are located at grades 61-62 that corresponds to the dry and fresh meadows. The sixth cluster incorporates wet forest meadows that are developed in the conditions of high soil moisture (grades 63-65; See Fig. 2). Among the main dominant species are Filipendula ulmaria, Dactylis glomerata, Anthriscus sylvestris, Angelica sylvestris, etc. The numerical analysis of releves showed a high diversity of meadows in both dominant and floristic classifications. More than half of the diagnostically significant species (65 out of 95) have differential value for one of the six community types. These species have a high indication value as they are stenotopic. Steppe alkaline meadows (type 1) are diagnosed by mesoxerophytic hemihalophytes Limonium gmelinii, Seseli strictum, etc. Perennial meadow-steppe mesoxerophytes Stipa pennata, Veronica spuria, etc. are characteristic for steppe meadows (type 2) and meadow steppes. Typical dry meadows (type 3) differ by the presence of bi- and perennial eumesophytes Convolvulus arvensis, Berteroa incana, etc., which diagnose disturbed habitats and anthropogenic pressure. Perennial mesoxerophytes and eumesophytes (Pulmonaria mollis, Brachypodium pin-natum, etc.) indicate dry forest meadows (type 4). Salinized forb-grass meadows (type 5) are diagnosed by salt-tolerant mesoxerophytes, eumesophytes and mesohygrophytes (Sonchus arvensis, Jacobaea erucifolia, etc.) whose habitats are slightly salinized. In wet forest meadows (type 6) between dominant species are perennial eumesophytes and mesohygrophytes: Filipendula ulmaria, Heracleum sibiricum, etc. Another 16 species have a high indicator value, being determinant for two types of communities. They are confined to relatively narrow segments on the moisture or salinity gradient. Thus, the species Artemisia rupestris, Plantago salsa, and others characterize saline habitats, developing in different moisture conditions. The most numerous group with Phleum phleoides, Artemisia glauca, and others is characteristic of dry habitats. The meadow vegetation of the forest-steppe zone of the Priobskoye plateau is characterized by high floristic and phytocenotic diversity. Many plant species have an indicator value and can serve as a basis for determining the diagnostic species of syntaxa of various ranks. The article contains 2 figures, 1 table, 30 references. The Authors declare no conflict of interest.

Download file
Counter downloads: 10

Keywords

meadow vegetation, cluster analysis, ecological scales, Priobskoye plateau, forest-steppe

Authors

NameOrganizationE-mail
Chupina Irina S.Central Siberian Botanical Garden of the SB RASirachupina@mail.ru
Korolyuk Andrey Yu.Central Siberian Botanical Garden of the SB RASakorolyuk@rambler.ru
Всего: 2

References

Огуреева Г.Н. Микляева И.М., Федосов В.Э., Мучник Е.Э., Урбанавичюс Г.П., Хляп Л. А., Кузиков И. В., Липка О. Н. Тоболо-Приобский лесостепной биом // Биоразнообразие биомов России. Равнинные биомы / под ред. Г. Н. Огуреевой. М.: ФГБУ "ИГКЭ", 2020. С. 438-449.
Silantyeva M.M., Elesova N.V., Hensen I., Terekhina T.A., Grebennikova A.Y., Ovcharova N.V. Influence of Agricultural Reclamation on Vegetation Cover and Biodiversity in the Forests and Steppes of Kulunda // KULUNDA: Climate Smart Agriculture. Innovations in Landscape Research / eds by M. Fruhauf, G. Guggenberger, T. Meinel, I. Theesfeld, S. Lentz. Springer, Cham, 2020. PP. 143-154.
Тищенко М. П., Королюк А. Ю. Особенности лугов подтаежной подзоны Западно-Сибирской равнины в связи с их предыдущим хозяйственным использованием // Сибирский экологический журнал. 2015. Т. 22, № 3. С. 345-354.
Крылов П. Н. Степи западной части Томской губернии. Ботанико-географический обзор // Труды почвенно-ботанических экспедиций по исследованию колонизационных районов Азиатской России. Ч. 2: Ботанические исследования / под ред. А.Ф. Флёрова. СПб., 1916. Вып. 1. С. 1-139.
Ревердатто В. В. Растительность Сибири // Естественно-исторические условия сельскохозяйственного производства Сибири. Новосибирск, 1931. Ч. 3. 176 с.
Куминова А. В. Основные закономерности распределения растительного покрова в юго-восточной части Западно-Сибирской низменности // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири / отв. ред. А. В. Куминова. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1963. Вып. 6. С. 7-34.
Куминова А.В., Митрофанова М.П. Суходольные луга Приобья // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири / отв. ред. А. В. Куминова. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1963. Вып. 6. С. 285-305.
Логутенко Н.В. Низинные луга и травяные болота лесостепной и степной зон Алтайского края и Новосибирской области // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири / отв. ред. А. В. Куминова. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1963. Вып. 6. С. 306-333.
Королюк А.Ю. Синтаксономия растительности юга Западной Сибири. Гигрофильная и галофильная растительность. Новосибирск, 1993. 33 с. (Деп. в ВИНИТИ 11.06.93, N 1643-В93).
Королюк А. Ю. Сообщества класса Festuco-Brometea на территории Западно-Сибирской равнины // Растительность России. 2014. № 25. С. 45-70.
Лащинский Н.Н., Королюк А.Ю., Тищенко М.П., Лащинская Н.В. Синтаксономия и пространственная структура растительности Бурлинского ленточного бора // Растительный мир Азиатской России: Вестник Центрального сибирского ботанического сада СО РАН. 2018. № 1 (29). С. 57-81.
Тищенко М.П., Королюк А.Ю. Синтаксономия луговой растительности Кулундин-ской и Касмалинской боровых лент (Алтайский край) // Растительность России. 2018. № 34. С. 101-119.
Тищенко М. П., Королюк А. Ю. Синтаксономия остепненных лугов Барнаульской боровой ленты (Алтайский край) // Растительный мир Азиатской России: Вестник Центрального сибирского ботанического сада СО РАН. 2019. № 4 (36). С. 18-34.
Королюк А.Ю., Лысенко Т.М., Голованов Я.М., Синельникова Н.В., Полякова М.А., Чупина И.С., Ямалов С.М. Синтаксономические заметки. 1 // Растительный мир Азиатской России. (Вестник Центрального сибирского ботанического сада СО РАН). 2022. № 15(2). С. 152-165.
Лысенко Т.М., Королюк А.Ю., Аверинова Е.А., Соколова Т.А., Чупина И.С. Синтак-сономические заметки. 2 // Растительный мир Азиатской России: Вестник Центрального сибирского ботанического сада СО РАН. 2022. № 15(4). С. 308-322.
Зверев А. А. Информационные технологии в исследованиях растительного покрова: учеб. пособие. Томск: ТМЛ-Пресс, 2007. 304 с.
Rolecek J., Tichy L., Zeleny D., Chytry M. Modified TWINSPAN classification in which the hierarchy respescts cluster hererogeneity // Journal of Vegetation Science. 2009. Vol. 20, № 4. PP. 596-602. 10.1111/j.1654- 1103.2009.01062.x.
Hill M.O. TWINSPAN - a FORTRAN program for arranging multivariate data in an ordered two-way table by classification of the individuals and the attributes. Ithaca, NY., 1979. 48 p.
Королюк А.Ю. Экологические оптимумы растений юга Сибири // Ботанические исследования Сибири и Казахстана. 2006. Вып. 12. С. 3-38.
Прокопьев Е. П. Экология растительных сообществ (фитоценология): учебник. Томск: Том. гос. ун-т, 2003. 456 с.
Lashchinskiy N., Korolyuk A., Makunina N., Anenkhonov O., Liu H. Longitudinal changes in species composition of forests and grasslands across the North Asian forest steppe zone // Folia Geobotanica. 2017. Vol. 52, № 2. PP. 175-197.
Занин Г.В. Геоморфология Алтайского края (без Горно-Алтайской АО) // Природное районирование Алтайского края / отв. ред. А.П. Розанов, Н.И. Базилевич. М.: Изд-во АН СССР, 1958. Т. 1. С. 62-98.
Скрипко В.В. Оценка эколого-геоморфологического состояния Приобского плато на основе бассейнового анализа. Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2015. 142 с.
Лащинский Н. Н., Лащинская Н. В. Травяные мелколиственные леса овражно-балочных систем Приобского плато (Западная Сибирь) // Растительность России. 2012. № 21. С. 78-95.
Павлова Г.Г. Сосновые леса в лесостепной и степной зонах Приобья // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири / отв. ред. А. В. Куминова. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1963. Вып. 6. С. 131-162.
Lashchinsky N., Korolyuk A., Wesche K. Vegetation Patterns and Ecological Gradients: From Forest to Dry Steppes // KULUNDA: Climate Smart Agriculture. Innovations in Landscape Research / eds by M. Fruhauf, G. Guggenberger, T. Meinel, I. Theesfeld, S. Lentz. Springer, Cham, 2020. PP. 33-48.
Куминова А.В., Вагина Т.В., Лапшина Е.И. Геоботаническое районирование юго-востока Западно-Сибирской низменности // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири / отв. ред. А. В. Куминова. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1963. Вып. 6. С. 35-62.
Биомы России: Масштаб 1:7 500 000 / Г.Н. Огуреева, Н.Б. Леонова, Е.В. Булдакова [и др.]. М.: Всемирный фонд природы, 2018. 1 с.
Вагина Т.А. Засоленные луга Барабы и Кулунды и их генезис // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири / отв. ред. А. В. Куминова. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1963. Вып. 6. С. 163-182.
Методические указания по экологической оценке кормовых угодий лесостепной и степной зон Сибири по растительному покрову / И. А. Цаценкин, С. И. Дмитриева, Н.В. Беляева, И.В. Савченко. М.: ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 1974. 246 с.
 Floristic Differentiation of Meadow Vegetation Plant Species in the Forest-Steppe Zone of the Priobskoye Plateau | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2023. №  63. DOI: 10.17223/19988591/63/6

Floristic Differentiation of Meadow Vegetation Plant Species in the Forest-Steppe Zone of the Priobskoye Plateau | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2023. № 63. DOI: 10.17223/19988591/63/6

Download full-text version
Counter downloads: 130