Структура

Сопоставление полученных результатов с мировым уровнем

      Задачи выделения групп (типов) растений, так или иначе связанных с их функциональной ролью в экосистеме, имеют давнюю историю в экологии (обзор дан в Pillar & Orloci, 1993). Функциональный тип растений определяется чаще всего (см., например, Stеffen et al., 1992) как группа растений, образованная без учета их филогенетических связей, но с учетом сходства свойств видов и/или сходства их отношений к определенным внешним переменным, например, абиотическим факторам среды или степени нарушенности местообитаний. При этом различают функциональные группы отклика (functional response groups) и функциональные группы эффекта (functional effect groups) (Lavorel, Garnier, 2002). Для формирования первых важен «отклик» видов на изменение экосистемных параметров, а для формирования вторых важна степень воздействия видов на экосистему (например, через продукцию биомассы или разложение опада). Используемая нами в проекте отечественная концепция эколого-ценотических групп более соответствует функциональным группам отклика, поскольку группы видов формируются по сходству экологических и ценотических условий, в которых они произрастают.
      Поскольку функциональные группы видов служат для обобщенного, генерализованного описания растительности, это делает их крайне удобным инструментом, прежде всего, при моделировании динамики экосистем с учетом воздействий разного рода. Так, например, они используются при построении моделей, связанных с воздействием пожаров на растительный покров (Franklin et al., 2001; Bradstock, Kenny, 2003; de Groot et al., 2003, Lloret, Vila, 2003), при моделировании динамики ландшафтной структуры (Pausas, 2003), островных экосистем (Wardle, Zackrisson, 2005), эффектов вырубок леса (Godefroid et al., 2005), моделировании различных режимов землепользования (Lloret, Vila, 2003; Rusch et al., 2003), рубок (Ramovs, Roberts 2005, Ханина и др., 2006, Khanina et al., 2006, in press), выпаса (Louault et al., 2005) и др.. Также функциональные группы используются для оценки различных аспектов биоразнообразия – инвазии нежелательных видов (Pokorny et al., 2005), моделировании оценки влияния опада на биоразнообразие (Wardle et al., 1997, 2002) и др.. Группы выделяются, в основном, экспертно, путем просмотра таблицы видовых свойств. При этом состав и число групп зависят от конкретной задачи и определяются для небольшого (до нескольких сотен, чаще десятков) числа видов, для ограниченной территории. Обычно это уровень одного лесного массива, небольшого модельного региона (национального парка и т.п.).
      Вместе с тем, существует целый ряд работ, посвященных разработке формальных методов выделения функциональных групп растений (обзор дан в Смирнов, 2007). В этих работах отмечается основная методическая проблема, которая состоит в поиске и отборе тех видовых свойств, которые являются наиболее существенными для тех или иных конкретных задач выделения групп видов, а также в выборе подходящих методов классификации. В математическом отношении задача обычно сводится к одновременному или последовательному (независимому) анализу трех матриц: 1) матрицы видовых свойств (морфологических, физиологических, экологических и др.); 2) матрицы описаний сообществ, т.е матрицы видовых обилий (или встречаемости) видов на площадках; 3) матрицы средовых характеристик.
      При решении задач, поставленных в проекте, мы также используем две первых матрицы: экологические шкалы Элленберга как 1-ю матрицу экологических свойств видов и 2-ю матрицу геоботанических описаний сообществ (заметим, что 3-ю матрицу мы получаем из первых двух путем взвешенного усреднения обилия видов на площадках). Однако, далее мы решаем не задачу формального выделения групп видов на основе их экологических и ценотических свойств, а задачу уточнения и анализа группировки видов, предложенную экспертами a priori, до формального анализа свойств видов. Такая постановка задачи позволяет нам применять дискриминантный анализ и метод классификационных деревьев для совместного анализа объединенной матрицы - экологических баллов видов и координат видов в ординационном пространстве описаний - с экспертным контролем получаемых групп видов на каждом шаге анализа. Кроме того, этот подход позволяет добавлять в анализ новые как количественные, так и качественные (категориальные) переменные (например, жизненные формы видов).
      Таким образом, результаты уточнения и анализа экспертного разделения видов на ЭЦГ получены в проекте с использованием современных адекватных задаче методов. При этом специфика постановки задачи определяется богатым опытом российской геоботанической науки, который позволяет нам ставить и решать, по сути, обратную задачу – не поиска существенных свойств видов и выделения типов растений с учетом особенностей растительных сообществ и среды, а уточнения уже развитой и хорошо себя зарекомендовавшей функциональной классификации видов (Сукцессионные процессы..., 1999, Оценка и сохранение..., 2001, Восточно-европейские леса..., 2004). Разработанные в ходе выполнения проекта функциональные эколого-ценотические группы растений могут быть использованы в целях моделирования лесных экосистем, а также для оценки структурной организации травяно-кустарничкового покрова на других объектах, расположенных в сходных природно-экологических условиях.