Phytocoenotical positions of continental betular and subnemoral dark-coniferous forest plants in boreal- and nemoral-forest zones of European Russia and the Urals
This study focuses on revealing changes in the phytocoenotic positions of continental Eurosiberian betular (primarily tall-herb) and subnemoral (“chern”) vascular plant species across different subzones and longitudinal sectors of the boreal and nemoral forest zones of European Russia and the Urals. Betular species, belonging to the Braun-Blanquet class Betulo-Adenostyletea Br.-Bl. 1948, are cold-tolerant plants that grow in subarctic and subalpine mountain birch (Betulapubescens s.ampl.) and Siberian larch (Larix sibirica) forests, open woodlands, and elfin woodlands, as well as in tall-herb meadows and shrub thickets that border these habitats. In contrast, chern species are shade-tolerant forest sophytes typical for both the field and canopy layers of subnemoral dark-coniferous forests dominated by Abies sibirica. These forests form a characteristic altitudinal belt on the windward slopes of low mountains in Southern Siberia and the Southern Urals and occur on permafrost-free, nutrient-rich soils under an ultra-humid climate. We use the set of 6294 releves collected between 1996 and 2024, which are grouped into vegetation units based on the dominant-determinant approach to vegetation classification. These units are further organized into zonal series corresponding to analogous habitats across different zones and subzones. We analyze changes in the constancy and cover of 37 species, including 18 betular and 12 subnemoral species, as well as 7 species that belong to multiple historical “corteges” of vegetation - among them Abies sibirica, Pinus sibirica, and Larix sibirica (See Tables 1-3 in Supplement 3). Geographical shifts in species distributions are traced across different units within the established series. Betular species (Calamagrostis langsdorffii, Veratrum lobelianum, Bistorta major, Delphinium elatum s.l. Aconitum septentrionale, Thalictrum minus s.l., Pleurospermum uralense, Cacalia hastata, Crepis sibirica, etc.) form subalpine tall-herb meadows and also grow in riverine elfin birch woodlands from the Northern to the Southern Urals, as well as in the mountains of Southern Siberia. They penetrate beneath the canopy of open herb-fir woodlands along the alpine timberline from the adjacent subalpine meadows and then spread deep into the dark coniferous forest belt along brooks. In the subnemoral forest belt (if present), betular species coincide with subnemoral species (Diplazium sibiricum, Calamagrostis obtusata, Stellaria bungeana, Atragene sibirica, Ranunculus subborealis, Ribes spicatum s.l., Viola selkirkii, etc.) and relict nemoral species. Betular and subnemoral species (the latter including Schizachne callosa, Bupleurum aureum, Knautia tatarica, Cicerbita uralensis) commonly grow together in hemi-boreal nemoral-herb fir-spruce forests of the Cis-Ural and Trans-Volga regions. These communities likely originated from subnemoral dark-coniferous forests in the past. In the boreal forests of North European Russia, the same species combination is typical of riverine tall-herb spruce forests, as well as birch forests that precede them in successional development. Similar patterns are also observed, to some extent, in aspen forests in the northwest of the Russian Plain and in gray alder riparian thickets. Betular herbs are also common in floodplain meadows. Both betular and subnemoral species occur in broadleaved forests at the southern limits of their distribution. Sub-nemoral species generally do not cross the arctic timberline in their northward distribution. However, many betular species occur in the forest-tundra and the southern hypoarctic tundra subzone, where they are mostly confined to willow thickets with increased winter snow accumulation. The continental character of distribution pattern of most examined species is supported by statistically significant positive Spearman rank correlation coefficients (rs) between species cover and the Conrad continentality index, calculated separately for different zonal series. In contrast, the correlations between species cover and vegetation period warmth supply are generally negative (See Table 1 in Supplement 4), a pattern explained by both species ecology and the history of their late- and postglacial migration. Mesoeutrophic mesophytes and hygromesophytes dominate in both species groups due to their continental affinity. Many species can survive on limestone outcrops both at the center and at the edges of their distribution areas. Although betular and subnemoral species coexist in present-day communities, they migrated during different epochs. Species of the first group, including Larix sibirica, expanded their ranges during the cold but wet final stages of glaciations. In contrast, subnemoral species migrated during relatively warm periods at the beginnings and ends of interglacials. The presence of the same betular species in different community types typically reflects multiple waves of migration. The dispersal of sub-nemoral species is dated to the Boreal period of the Holocene in the Upper Pechora River region and to the Atlantic period in the hemiboreal Trans-Volga area. The distinction of the Kama-Pechora-West Ural subprovince within the West Siberian boreal-forest province appears florogenetically justified in the phytogeographical subdivision. The article contains 1 Figure, 5 Tables, 4 Supplements, 85 References. the authors are grateful to Prof. Dr. J. Paal (Univ. Tartu, Estonia), Dr. S.Yu. Popov (M.V. Lomonosov Moscow State University), and D.E. Gimel-brant (Komarov Botanical Institute RAS) for their permissions to use the unpublished releves and to Prof. Dr. D.I. Nazimova (Forest Institute, Siberian Branch RAS), Prof. Dr. N.V. Stepanov (Siberian Federal University), Prof. Dr. O.G. Baranova (Komarov Botanical Institute RAS), and Dr. S.A. Senator (Central Botanical Garden RAS) for their most valuable consultations in the course of preparing this article. The Authors declare no conflict of interest.
Keywords
tall-herb meadows,
subnemoral-forest floristical element,
subnemoral herb-fir forests,
nemoral-forest zone,
larch forests,
history of flora and vegetation,
European Russia,
climate continentality,
boreal-forest zone,
birch forests,
betular floristical elementAuthors
| Kucherov Ilya B. | V.L. Komarov Botanical Institute of Russian Academy of Sciences | atragene@mail.ru |
| Zverev Andrei A. | Tomsk National Research State University; Central Siberian Botanical Garden of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences | ibiss@rambler.ru |
Всего: 2
References
Ниценко А.А. К истории формирования современных типов мелколиственных лесов северо-запада европейской части СССР // Ботанический журнал. 1969. Т. 54, № 1. С. 3-13.
Елина Г.А., Лукашев А.Д., Юрковская Т.К. Позднеледниковье и голоцен Восточной Фенноскандии (палеорастительность и палеогеография). Петрозаводск : КарНЦ РАН, 2000. 242 с.
Андреичева Л.Н., Марченко-Вагапова Т.И., Буравская М.Н., Голубева Ю.В. Природная среда неоплейстоцена и голоцена на Европейском Северо-Востоке России. М. : ГЕОС, 2015. 224 с.
Нейштадт М.И. История лесов и палеогеография СССР в голоцене. М. : Изд-во АН СССР, 1957. 405 с.
Никифорова Л.Д. Динамика ландшафтных зон голоцена северо-востока Европейской части СССР // Развитие природы территории СССР в позднем плейстоцене и голоцене. М. : Наука, 1982. С. 154-162.
Камелин Р.В. Флора Сырдарьинского Каратау. Материалы к флористическому районированию Средней Азии. Л. : Наука, 1990. 146 с.
Баранова О.Г. Пути формирования основных флористических комплексов в Вятско-Камском междуречье // Вестн. Удмуртского университета. Сер. Биология. Науки о Земле. 2010. № 4. С. 31-41.
Walter H. Einfuhrung in die allgemeine Pfianzengeographie Deutschlands. Jena : Gustav Fischer, 1927. 458 S.
Саксонов С.В. Самаролукский флористический феномен. М. : Наука, 2006. 263 с.
Цаценкин И.А., Савченко И.В., Дмитриева С.И. Методические указания по экологической оценке кормовых угодий тундровой и лесной зон Сибири и Дальнего Востока по растительному покрову. М. : ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 1978. 302 с.
Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М. : Сельхозгиз, 1956. 472 с.
Кучеров И.Б., Зверев А.А. Ценотические позиции субокеанических пустошно-боровых и влажнолуговых видов растений в таежной зоне Европейской России // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2024. № 66. С. 63103. doi: 10.17223/19988591/66/4.
Dahl E. The phytogeography of Northern Europe (British Isles, Fennoscandia and adjacent areas). Cambridge : Cambridge Univ. Press, 1998. 297 p.
Fremstad E. Vegetasjonstyper i Norge. 2. oppl. // NINA Temahefte. 1997. T. 12. S. 1279.
Попов М.Г. Очерк растительности и флоры Карпат. М. : Изд-во Моск. о-ва испытателей природы, 1949. 303 с.
Сергиенко В.Г. Флора полуострова Канин. Л. : Наука, 1986. 147 c.
Раменская М.Л. Анализ флоры Мурманской области и Карелии. Л. : Наука, 1983. 203 с.
Дедов А.А. Растительность Малоземельской и Тиманской тундр. Сыктывкар : Коми НЦ УрО РАН, 2006. 159 с.
Лавриненко О.В., Лавриненко И.А. Местообитания восточноевропейских тундр и их соотношение с категориями EUNIS на примере заповедника «Ненецкий» // Фиторазнообразие Восточной Европа:. 2020. Т. 14, № 4. С. 359-397. doi: 10.24411/ 2072-8816-2020-10082.
Смирнова А.Д. Типы еловых лесов крайнего севера Кировской области. Ч. II // Учен. записки Горьковского университета. 1954. Т. 25. С. 191-226.
Решетникова Н.М., Урбанавичуте С.П. Сосудистые растения Керженского заповедника (Аннотированный список видов) // Флора и фауна заповедников. М. : ИПЭЭ РАН, 2000. Вып. 90. 67 с.
Непомилуева Н.И. Кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour) на северо-востоке Европейской части СССР. Л. : Наука, 1974. 184 с.
Силаева Т.Б. (ред.). Сосудистые растения Республики Мордовия (конспект флоры). Саранск : Изд-во Мордовского университета, 2010. 352 с.
Носова Л.М. Флоро-географический анализ северной степи европейской части СССР. М. : Наука, 1973. 188 с.
Васюков В.М., Саксонов С.В. Конспект флоры Пензенской области. Тольятти : Анна, 2020. 220 с.
Саксонов С.В., Сенатор С.А. Путеводитель по Самарской флоре (1851-2011). Тольятти : Кассандра, 2012. 511 с.
Юрковская Т.К. Карта растительности M 1 : 15 000 000 // Национальный атлас почв Российской Федерации. М. : Астрель: АСТ, 2011. C. 46-51.
Ниценко А.А. Типология мелколиственных лесов Европейской части СССР. Л. : Изд-во Ленинградского университета, 1972. 140 с.
Абрамов Н.В. Конспект флоры Республики Марий Эл. Йошкар-Ола : Марийский государственный университет, 1995. 192 с.
Баранова О.Г., Пузырев А.Н. Конспект флоры Удмуртской республики (сосудистые растения). М. ; Ижевск : Ин-т компьютерных исследований, 2012. 212 с.
Ребристая О.В. Флора востока Большеземельской тундры. Л. : Наука, 1977. 334 с.
Горчаковский П.Л. Основные проблемы исторической фитогеографии Урала // Тр. Ин-та экологии растений и животных УФАН СССР. Свердловск, 1969. Вып. 66. С. 1-286.
Горчаковский П.Л. Растительный мир высокогорного Урала. М. : Наука, 1975. 283 с.
Ямалов С.М. Синтаксономия луговых сообществ // Флора и растительность ЮжноУральского государственного природного заповедника. Уфа : Гилем, 2008. С. 256265, 457-464 (табл.).
Овеснов С.А. Местная флора. Флора Пермского края и ее анализ. Пермь : Изд-во Пермского университета, 2009. 215 с.
Курбатский В.И. Hedysarum L. - Копеечник // Флора Сибири. Новосибирск : Наука, 1994. Т. 9. С. 153-166.
Ребристая О.В. Флора полуострова Ямал: современное состояние и история формирования. СПб. : Изд-во ЛЭТИ, 2013. 312 с.
Нешатаев В.Ю., Потокин А.Ф., Томаева И.Ф., Егоров А.А. Растительность заповедника // Растительность, флора и почвы Верхне-Тазовского государственного заповедника. СПб. : Гос. природн. заповедник «Верхне-Тазовский», 2002. C. 62-110.
Степанов Н.В., Данилина Д.М., Коновалова М.Е., Назимова Д.И. Сосна кедровая сибирская (микропопуляции черневого кедра) - Pinus sibirica Du Tour // Красная книга Красноярского края. Т. 2. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов. 3-изд. Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2022. С. 460-461.
Степанов Н.В. Сосудистые растения Приенисейских Саян. Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2016. 252 с.
Чередникова Ю.С. Прибайкальская горная лесорастительная область // Типы лесов гор Южной Сибири. Новосибирск : Наука, 1980. С. 236-277.
Камелин Р.В. География растений. СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2018. 306 с.
Тюлина Л.Н. Влажный прибайкальский тип поясности растительности. Новосибирск : Наука, 1976. 321 с.
Tuhkanen S. Climatic parameters and indices in plant geography // Acta Phytogeogr. Suec. 1980. Vol. 67. P. 1-105.
Хотинский Н.А. Голоцен Северной Евразии. М. : Наука, 1977. 200 с.
Шенников А.П. Луговая растительность СССР // Растительность СССР. М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1938. Т. 1. С. 429-647.
NASA prediction of worldwide energy resources. 2018. URL: https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ (дата обращения: 31.03.2025).
Зверев А.А. Информационные технологии в исследованиях растительного покрова. Томск : ТМЛ-Пресс, 2007. 304 с.
Сукачев В.Н. Растительные сообщества (Введение в фитосоциологию). 4-е изд. Л. ; М. : Книга, 1928. 232 с.
Шевченко Н.Е. Сообщества сосново-еловых лесов верхней части бассейна р. Печоры (Печоро-Илычский биосферный заповедник, Собинский участок) // Лесотехнический журнал. 2015. Т. 5, № 3. С. 142-152. doi: 10.12737/14162.
Коротков К.О. Леса Валдая. М. : Наука, 1991. 160 с.
Заугольнова Л.Б., Смирнова О.В., Браславская Т.Ю., Дегтева С.В., Проказина Т.С., Луговая Д.Л. Высокотравные таежные леса восточной части Европейской России // Растительность России. 2009. № 15. С. 3-26.
Шапошников Е.С., Коротков К.О., Минаева Т.Ю. К синтаксономии еловых лесов Центрально-Лесного заповедника. Ч. I. Неморальные и травяно-болотные ельники. М. : Деп. ВИНИТИ № 4083-В88, 1988. 72 с. (рукопись).
Корчагин А.А. Растительность северной половины Печорско-Илычского заповедника // Тр. Печорско-Илычского заповедника. 1940. Т. 2. С. 5-415.
Благовещенский Г.А. Эволюция растительного покрова болотного массива «1007 км» у ст. Лоухи (Карелия) // Тр. БИН АН СССР. Серия 3: Геоботаника. 1936. Т. 3. С. 141-232.
Самбук Ф.В. Основные типы лугов в пойме средней Печоры // Тр. Ботанического музея АН СССР. 1931. Т. 23. C. 23-145.
Самбук Ф.В. Печорские леса // Тр. Ботанического музея АН СССР. 1932. Т. 24. С. 63-245.
Пааль Я.Л. Первичные геоботанические данные: схемы расположения пробных площадей, обилие видов растений по отдельным ярусам, мощность генетических горизонтов почвенного профиля. Кивач, 1978. 223 с. (Рукопись в архиве заповедника «Кивач».).
Заугольнова Л.Б., Ханина Л.Г. Опыт разработки и использования баз данных в лесной фитоценологии // Лесоведение. 1996. № 1. С. 76-83.
Кучеров И.Б. Ценотическое и экологическое разнообразие светлохвойных лесов средней и северной тайги Европейской России. СПб. : Марафон, 2019. 568 с.
Ямалов С.М., Султангареева Л.А. Травяная растительность // Флора и растительность национального парка «Башкирия». Уфа : Гилем, 2010. С. 155-238, 415-455 (табл.).
Широких П.С., Султангареева Л.А., Мартыненко В.Б. Лесная растительность // Флора и растительность национального парка «Башкирия». Уфа : Гилем, 2010. С. 85-154, 336-414 (табл.).
Луговая Д.Л. Влияние экотопических факторов и природопользования на разнообразие лесных сообществ севера Костромской области // Экология. 2010. № 1. С. 9-16.
Браславская Т.Ю., Тихонова Е.В. Оценка биоразнообразия южнотаежных лесов на северо-востоке Костромской области // Лесоведение. 2006. № 2. С. 34-50.
Катенин А.Е. Растительность лесотундрового стационара // Почвы и растительность восточноевропейской лесотундры. Л. : Наука, 1972. С. 118-259.
Исаченко Т.И., Лавренко Е.М. Ботанико-географическое районирование // Растительность европейской части СССР. Л. : Наука, 1980. С. 10-22.
Czerepanov S.K. Vascular plants of Russia and adjacent states (the former USSR). New York : Cambridge Univ. Press, 1995. 516 p.
Ignatov M.S., Afonina O.M., Ignatova E.A. Check-list of mosses of East Europe and North Asia // Arctoa: Бриологический журнал. 2006. Т. 15. С. 1-130.
Кучеров И.Б., Зверев А.А., Чиненко С.В. Ценотические позиции гипоарктобореальных видов растений и лишайников в сообществах тундры и тайги Европейской России // Разнообразие растительного мира. 2024. № 1. С. 4-45. doi: 10.22281/2686-9713-2024-1-4-45.
Кучеров И.Б., Новикова Л.А., Сенатор С.А. Ценотические позиции полизональных луговых видов растений в луговых степях // Растительный мир Азиатской России. 2022. № 1. С. 35-59. doi: 10.15372/RMAR20220103.
Науменко Н.И. Флора и растительность Южного Зауралья. Курган : Изд-во Курганского университета, 2008. 512 с.
Толмачев А.И. К истории возникновения и развития темнохвойной тайги. М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1954. 156 с.
Hulten E., Fries M. Atlas of North European vascular plants, north of the Tropic of Cancer: In 3 t. Konigstein : Koeltz Sci. Publ., 1986. 1172 p. doi: 10.1111/J.1756-1051.1988. tb01702.x.
Камелин Р.В., Овеснов С.А., Шилова С.И. Неморальные элементы во флорах Урала и Сибири. Пермь : Изд-во Пермского университета, 1999. 83 с.
Мартыненко В.Б., Широких П.С., Мулдашев А.А. Синтаксономия лесной растительности // Флора и растительность Южно-Уральского государственного природного заповедника. Уфа : Гилем, 2008. С. 124-240, 346-456 (табл.).
Nazimova D.I., Danilina D.M., Stepanov N.V. Biodiversity of rain-barrier forest ecosystems of the Sayan Mountains // Botanica Pacifica. 2014. Vol. 3, № 1. PP. 39-47. doi: 10. 17581/bp.2014.03104.
Шумилова Л.В. Ботаническая география Сибири. Томск : Изд-во Томского университета, 1962. 440 с.
Эбель А.Л. Конспект флоры северо-западной части Алтае-Саянской провинции. Кемерово : КРЭОО «Ирбис», 2012. 568 с.
Бобров Е.Г. История и систематика лиственниц // Комаровские чтения. Л. : Наука, 1972. Т. 25. С. 1-96.
Крашенинников И.М. Основные пути развития растительности Южного Урала в связи с палеогеографией Северной Евразии в плейстоцене и голоцене // Советская ботаника. 1939. № 6-7. C. 67-99.
Клеопов Ю.Д. Основные черты развития флоры широколиственных лесов европейской части СССР // Материалы по истории флоры и растительности СССР. М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1941. Вып. 1. C. 183-256.
Кучеров И.Б., Зверев А.А. Ценотические позиции неморальных и бореонеморальных видов растений в сообществах таежной зоны // Turczaninowia. 2022. Т. 25, № 3. С. 129-152. doi: 10.14258/turczaninowia.25.3.13.
Камелин Р.В. Материалы по истории флоры Азии (Алтайская горная страна). Барнаул : Изд-во Алтайского университета, 1998. 240 с.
Миняев Н.А. Сибирские таежные элемента: во флоре северо-запада европейской части СССР // Ареалы растений флоры СССР. Л. : Изд-во Ленинградского университета, 1965. Т. 1. С. 50-92.
Миняев Н.А. История развития флоры северо-запада европейской части СССР с конца плейстоцена : автореф. дис.. докт. биол. наук. Л. : Ленинградский государственный университет, 1966. 38 с.