Эмпирическое изучение растительных сообществ

Введение

Эмпирическое изучение роста растений в сообществах.
Фитосоциология, также известная как фитокоэнология или просто социология растений, – это изучение групп видов растений, которые обычно встречаются вместе. Фитосоциология направлена на эмпирическое описание растительного покрова данной территории. Определенное сообщество растений рассматривается как социальная единица, продукт определенных условий, как настоящего, так и прошлого, и может существовать только при их наличии. В фитосоциологии такая единица известна как фитоценоз (или фитоценоза). Фитоценоз более широко известен как растительное сообщество и состоит из суммы всех растений на данной площади. Это подмножество биоценоза, включающего все организмы на данной площади. В более строгом смысле, фитоценоз – это совокупность растений на определенной территории, взаимодействующих друг с другом посредством конкуренции или других экологических процессов. Ценозы не эквивалентны экосистемам, которые состоят из организмов и физической среды, с которой они взаимодействуют. Фитоценоз имеет распространение, которое можно картографировать. Фитосоциология располагает системой описания и классификации этих фитоценозов в иерархии, известной как синтаксономия, и эта система имеет свою номенклатуру. Эта наука наиболее развита в Европе, Африке и Азии. В Соединенных Штатах эта концепция в значительной степени была отвергнута в пользу изучения сред обитания в более индивидуалистических терминах, касающихся видов, где специфические растительные ассоциации возникают случайно из-за индивидуальных предпочтений и реакций на градиенты, и нет четких границ между фитоценозами. Термин «растительное сообщество» обычно используется в США для обозначения среды обитания, состоящей из ряда конкретных видов растений. Этот подход оказался успешным в рамках современной растительной науки благодаря своим высоким описательным и прогностическим возможностям, а также полезности в вопросах природопользования.

Использование сегодня

Современная фитосоциология во многом опирается на работы Йозефа Пачоски в Польше, Жосиаса Брауна-Бланке во Франции и Густафа Эйнара Дю Риеца в Швеции. Также часто называется браун-бланкевским подходом.

Релеве

Первый шаг в фитосоциологии — сбор данных. Это делается с помощью так называемого релеве — площадки, на которой идентифицируются все виды, и рассчитывается их численность как по вертикали, так и по площади. Для релеве также записываются другие данные: географическое положение, факторы окружающей среды и структура растительности. Булевы операторы и (ранее) таблицы используются для сортировки данных. Поскольку необходимые вычисления сложны и утомительны для ручного выполнения, современные экологи вводят данные релеве в программное обеспечение, которое использует алгоритмы для обработки чисел. Метод Брауна-Бланке использует научное название наиболее характерного вида в качестве названия сообщества, изменяя окончание родового эпитета на «-etum» и рассматривая видовой эпитет как прилагательное. Таким образом, определенный тип мезотрофных лугов, широко распространенный в Западной Европе и доминируемый только злаком Arrhenatherum elatius, называется «Arrhenatheretum elatioris Br. Bl.». Чтобы отличить схожие растительные сообщества, доминируемые одними и теми же видами, в название включаются другие важные виды, но в остальном название формируется по тем же правилам. Другой тип мезотрофных пастбищ, доминируемый черноголовкой (Centaurea nigra) и злаком Cynosurus cristatus, также широко распространенный в Западной Европе, соответственно называется Centaureo Cynosuretum cristati Br. Bl. & Tx. Если второй вид характерен, но значительно менее доминирует, чем первый, его родовое название может использоваться как прилагательное, например, в Pterocarpetum rhizophorosus — типе тропических кустарников вблизи воды, где обильно встречается Pterocarpus officinalis и значительное (хотя и не подавляющее) количество красного мангрового леса (Rhizophora mangle). Сегодня существует Международный кодекс фитосоциологической номенклатуры, в котором приведены правила наименования синтаксом. Его использование возросло среди ботаников. В англо-американской экологии концепция ассоциации в основном связана с работой ботаника середины XX века Генри Глисона, который предложил ее как альтернативу взглядам Фредерика Клемента на суперорганизмальную структуру. Философские параметры концепции ассоциации также изучаются философами окружающей среды с точки зрения того, как она оценивает и защищает природную среду.

The first step in phytosociology is gathering data. This is done with what is known as a relevé, a plot in which all the species are identified, and their abundance both vertically and in area are calculated. Other data are also recorded for a relevé: the geographic location, environmental factors and vegetation structure. Boolean operators and (formerly) tables are used to sort the data. As the calculations needed are difficult and tedious to do manually, modern ecologists feed the relevé data into software programs that use algorithms to crunch the numbers. Braun Blanquet's method uses the scientific name of its most characteristic species as namesake, changing the ending of the generic epithet to " etum" and treating the specific epithet as an adjective. Thus, a particular type of mesotrophic grassland widespread in western Europe and dominated only by the grass Arrhenatherum elatius becomes "Arrhenatheretum elatioris Br. Bl.". To distinguish between similar plant communities dominated by the same species, other important species are included in the name, but the name is otherwise is formed according to the same rules. Another type of mesotrophic pasture dominated by black knapweed (Centaurea nigra) and the grass Cynosurus cristatus, which is also widespread in western Europe, is consequently named Centaureo Cynosuretum cristati Br. Bl. & Tx If the second species is characteristic but notably less dominant than the first one, its genus name may be used as the adjective, for example in Pterocarpetum rhizophorosus, a type of tropical scrubland near water which has abundant Pterocarpus officinalis and significant (though not overwhelmingly prominent) red mangrove (Rhizophora mangle). Today an International Code of Phytosociological Nomenclature exists, in which the rules for naming syntaxa are given. Its use has increased among botanists. In Anglo American ecology, the association concept is mostly linked to the work of the mid twentieth century botanist Henry Gleason, who set it up as an alternative to Frederic Clement's views on the superorganismic framework. The philosophical parameters of the association concept have also come under study by environmental philosophers as to how it values and defends the natural environment.

Растительные комплексы

Современные фитосоциологи стремятся учитывать более сложные аспекты в изучении растительности, в частности, описывая целые сукцессионные единицы (серии растительности) или, в общем, растительные комплексы. Другим направлением развития является применение многомерной статистической обработки данных для определения синтаксонов и их интерпретации.

Сбор данных

Фитосоциологические данные содержат информацию, собранную в релевах (или площадках), включающую значения покрытия-обилия каждого вида и измеренные параметры окружающей среды. Эти данные удобно хранятся в виде базы данных в программе, такой как TURBOVEG, что позволяет редактировать, сохранять и экспортировать их в другие приложения. Обычно данные классифицируются и упорядочиваются с помощью TWINSPAN в программах-носителях, таких как JUICE, для создания реалистичных группировок релевов. Дальнейшие закономерности исследуются с использованием методов кластеризации и анализа сходства, а также методов ординации, доступных в программных пакетах, таких как CANOCO или пакет vegan для R.