Botanica Pacifica

Vegetation classification

Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation 2024. Preprint
Article first published online: 09 NOV 2024 | DOI: 10.17581/bp.2024.13216

Herb larch forests of the Tukuringra Ridge (Russian Far East): an example of transition between hemiboreal and boreal vegetation

Olga I. Ryabenko 1,2 ORCID, Sergey V. Dudov 1,2 ORCID & Maxim V. Bocharnikov 3 ORCID

1 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology, Plant Ecology and Geography Dept., Moscow, Russia
2 Zeysky State Nature Reserve, Zeya, Amur Region, Russia
3 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Biogeography Dept., Moscow, Russia


We classified herbaceous larch forests of the Tukuringra ridge (Russia, Amur Region) using the Braun-Blanquet approach and examined how these communities sequentially change along the transition from hemiboreal to boreal forests. We described distinctiveness of the studied communities using ordination, digital terrain analysis and geographical structure of community-specific species pools. The prodromus includes syntaxa of the classes Querco mongolicae–Betuletea davuricae Ermakov 1997 and Vaccinio–Piceetea Br.-Bl. in Br.-Bl. et al. 1939. The former is represented by two associations, one of which is described for the first time (Querco mongolicae–Laricetum cajanderi Krestov, Ermakov, Osipov et Nakamura 2009 and Convallario keiskei–Laricetum gmelinii ass. nov.), the latter is represented only by a new association (Lathyro humilis–Laricetum gmelinii ass. nov.). Studied communities have a high degree of nestedness, showing a gradual change along the environmental gradient. At the same time, our results highlight the individual characteristics of the described syntaxa.

Рябенко О.И., Дудов С.В., Бочарников М.В. Травяные лиственничные леса хребта Тукурингра (российский Дальний Восток): пример сообществ на границе гемибореальной и бореальной растительности. Работа посвящена эколого-флористической классификации травяных лиственничных лесов хребта Тукурингра (Россия, Амурская область) и рассматривает особенности последовательной смены данных сообществ при переходе от гемибореальных лесов к бореальным. Своеобразие сообществ охарактеризовано при помощи ординации, данных цифровой модели рельефа и географического анализа ценофлор. Продромус включает синтаксоны классов Querco mongolicae–Betuletea davuricae Ermakov 1997 и Vaccinio–Piceetea Br.-Bl. in Br.-Bl. et al. 1939. Первый представлен двумя ассоциациями, из которых одна описывается впервые (Querco mongolicae–Laricetum cajanderi Krestov, Ermakov, Osipov et Nakamura 2009 и Convallario keiskei–Laricetum gmelinii ass. nov.), второй представлен только новой ассоциацией Lathyro humilis–Laricetum gmelinii ass. nov. Для сообществ характерна высокая степень вложенности, отражающая постепенную смену растительности вдоль градиента условий. При этом выделенные синтаксоны обладают индивидуальными особенностями, которые подчёркиваются результатами анализа.

Keywords: floristic-sociological classification, larch forests, hemiboreal forests, vegetation gradient, эколого-флористическая классификация, лиственничные леса, гемибореальные леса, градиент растительности

PDF    

RELEVES USED IN THIS STUDY - DOWNLOAD EXCEL FILE 1.1 MB    




References

Ahti, T., L. Hämet-Ahti & J. Jalas 1968. Vegetation zones and their sections in northwestern Europe. Annales Botanici Fennici 5(3):169-211.

Almeida-Neto, M., P. Guimaraes, P.R. Guimaraes, Jr., R.D. Loyola & W. Ulrich 2008. A consistent metric for nestedness analysis in ecological systems: reconciling concept and measurement. Oikos 117(8):1227-1239. CrossRef

Braun-Blanquet, J. 1964. Pflanzensoziologie. Grundzüge der Vegetationskunde. Springer Verlag, Wien, 866 pp. CrossRef

Cherdantseva, V.Y., O.Y. Pisarenko, M.S. Ignatov, E.A. Ignatova, V.E. Fedosov, S.V. Dudov & V.A. Bakalin 2018. Mosses of the southern Russian Far East, an annotated check-list. Botanica Pacifica 7(2):53-81. CrossRef

Cherepanov, S.K. 1995. Vascular plants of Russia and adjacent states (within the former USSR). Mir i sem'ya, St. Petersburg, 992 pp. (in Russian). [Черепанов С.К. 1995. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). Санкт-Петербург: Мир и семья. 992 с.]

Chytry, M., L. Tichy, J. Holt & Z. Botta-Dukát 2002. Determination of diagnostic species with statistical fidelity measures. Journal of Vegetation Science 13(1):79-90. CrossRef

Claps, P., M. Fiorentino & G. Oliveto 1994. Informational entropy of fractal river networks. Journal of Hydrology 187(1-2):145-156. CrossRef

Conrad, O., B. Bechtel, M. Bock, H. Dietrich, E. Fischer, L. Gerlitz, J. Wehberg et al. 2015. System for automated geoscientific analyses (SAGA) v. 2.1.4. Geoscientific Model Development 8(7):1991-2007. CrossRef

De Reu, J., J. Bourgeois, M. Bats, A. Zwertvaegher, V. Gelorini, P. De Smedt, W. Chu et al. 2013. Application of the topographic position index to heterogeneous landscapes. Geomorphology 186:39-49. CrossRef

Desmet, P.J.J. & G. Govers 1996. A GIS procedure for automatically calculating the USLE LS factor on topographically complex landscape units. Journal of Soil and Water Conservation 51(5):427-433.

Dudov, S.V. 2016. Geography of botanical diversity of the Tukuringra ridge (using the example of the Zeya State Nature Reserve). As a manuscript, Moscow (in Russian). [Дудов С.В. 2016. География ботанического разнообразия хребта Тукурингра (на примере Зейского Государственного Заповедника) / на правах рукописи. Москва].

Dudov, S.V. 2018. Large-scale vegetation mapping of the Zeya State Nature Reserve. Geografiya i Prirodnye Resursy (4):66-75 (in Russian with English abstract). [Дудов С.В. 2018. Крупномасштабное картографирование растительности Зейского государственного природного заповедника // География и природные ресурсы. № 4. С. 66-75].

Ermakov, N.B. 2003. Diversity of boreal vegetation of Northern Asia. Hemiboreal forests. Classification and ordination. Izdatel'stvo Sibirskogo Otdeleniya RAN, Novosibirsk, 232 pp (in Russian). [Ермаков Н.Б. 2003. Разнообразие бореальной растительности Северной Азии. Гемибореальные леса. Классификация и ординация. Новосибирск: Издательство СО РАН. 232 с.]

Ermakov, N.B. 2006. Analysis of the composition of coenofloras of continental hemiboreal forests of Northern Asia. Turczaninowia 9(4):5-92. [Ермаков Н.Б. 2006. Анализ состава ценофлор контитентальных гемибореальных лесов Северной Азии. Turczaninowia. T. 9, № 4. С. 5-92].

Ermakov, N.B. 2012. Prodromus of higher units of vegetation of Russia. In: Current state of basic concepts in vegetation science (B.M. Mirkin & L.G. Naumova), pp. 377-483, Akademia Nauk Respubliki Bashkortostan, "Gilem", Ufa (in Russian). [Ермаков Н.Б. 2012. Продромус высших единиц растительности России // Современное состояние основных концепций науки о растительности / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова. Уфа: АН РБ, "Гилем". С. 377-483].

Ermakov, N.B. 2019. Classification of taiga larch forests of the continental sector of Northern Eurasia (syntaxa summary). Sbornik nauchnyh trudov Gosudarstvennogo Nikitskogo Botanicheskogo Sada 14:78-95 (in Russian). [Ермаков Н.Б. 2019. Классификация таёжных лиственничных лесов континентального сектора Северной Евразии (конспект синтаксонов) // Сборник научных трудов ГНБС. Т. 14. С. 78-95]. CrossRef

Ermakov, N.B. 2024. Syntaxonomic notes on the class Betulo davuricae-Quercetea mong olicae (East Asian continental meso-xerophillous birch-oak forests): validation and description. Botanica Pacifica 13(2):13213. CrossRef

Ermakov, N.B., Z.A. Abdurahmanova & I.L. Potapenko 2019. To the problem of syntaxonomy of pine forests (Pinus sylvestris var. hamata) with the participation of boreal floristic elements in Dagestan (North Caucasus). Turczaninowia 22(4):154-171 (in Russian with English summary). [Ермаков Н.Б., Абдурахманова З.И., Потапенко И.Л. 2019. К проблеме синтаксономии сосновых лесов (Pinus sylvestris var. hamata) с участием бореальных флористических элементов в Дагестане (Северный Кавказ) // Turczaninowia. Т. 22, № 4. С. 154-171]. CrossRef

Etzrodt, N., R. Zimmermann & O. Conrad 2002. Upscaling water cycle parameters using geomorphometric terrain parameters and topographic indices derived from interferometric DEM Retrieval of Bio-and Geo-Physical Parameters from SAR. Data for Land Applications 475:251-254.

Gribova, S.A. 1969. The main features of the vegetation cover of the western part of the Amur region. In: Amur taiga (V.B. Sochava, ed.), pp. 16-35, Nauka, Leningrad (in Russian). [Грибова С.А. 1969. Главнейшие черты растительного покрова западной части Амурской области // Амурская тайга / под ред. В.Б. Сочавы. Ленинград: Наука. С. 16-35].

Hämet-Ahti, L. 1963. Zonation of the mountain birch forests in northernmost Fennoscandia. Annales Botanici Societatis Zoologicae Fennicae Vanamo 34(4):1-127.

Haupt, S., N. Bernhardt, S. Killing, S. Meucci, U. Herzschuh, E.S. Zakharov, D. Harpke, L. Pestryakova & S. Kruse 2024. Biogeography of larches in eastern Siberia - using single nucleotide polymorphisms derived by genotyping by sequencing. Authorea e07092. CrossRef

Hennekens, S.M. & J.H.J. Schaminée 2001. Turboveg, a comprehensive database management system for vegetation data. Journal of Vegetation Science 12(4):589-591. CrossRef

Hill, M.O. 1979. TWINSPAN - a FORTRAN program for arranging multivariate data in an ordered two-way table by classification of the individuals and attributes. Section of Ecology and Systematics, Cornell University, Ithaca, 90 pp.

Krestov, P.V., N.B. Ermakov, S.V. Osipov & Y. Nakamura 2009. Classification and phytogeography of larch forests of Northeast Asia. Folia Geobotanica 44:323-363. CrossRef

Krestov, P.V., V.D. Dzizyurova & K.A. Korznikov 2023. Validation of syntaxa names of the class Quercetea mongolicae - temperate mainland broadleaved and mixed forests of the Far East. Botanica Pacifica 12(1):169-174. CrossRef

Larsson, J. & P. Gustafsson 2018. A case study in fitting area-proportional euler diagrams with ellipses using eulerr. In: SetVR (Y.Sato and Z.Shams, ed.), pp. 84-91, Edinburgh, United Kingdom.

Malyshev, L.I. & G.A. Peshkova 1984. Features and genesis of the flora of Siberia: (Pre-Baikalia and Transbaikalia). Nauka, Novosibirsk, 263 pp. (in Russian). [Малышев Л.И., Пешкова Г.А. 1984. Особенности и генезис флоры Сибири: (Предбайкалье и Забайкалье). Новосибирск: Наука. 263 c.].

Mirkin, B.M. 1989. Plant taxonomy and syntaxonomy: a comparative analysis. Vegetatio 82:35-40. CrossRef

Moore, I.D., R.B. Grayson & A.R. Ladson 1991. Digital terrain modelling: a review of hydrological, geomorphological, and biological applications. Hydrological Processes 5(1):3-30. CrossRef

Mueller-Dombois, D. & H. Ellenberg 1974. Aims and methods of vegetation ecology. John Wiley Sons, Toronto, 547 pp.

Nekrasov, I.A. & I.V. Klimovskii 1978. Permafrost in Baikal-Amur Mainline area. Nauka, Novosibirsk, 120 pp. (in Russian). [Некрасов И.А., Климовский И.В. 1978. Вечная мерзлота зоны БАМ. Новосибирск: Наука. 120 с.].

Nemenyi, P. 1963. Distribution-free Multiple Comparisons. Ph.D. thesis, Princeton University.

Oksanen, J., G. Simpson, F. Blanchet, R. Kindt, P. Legendre, P. Minchin, R. O'Hara, P. Solymos, M. Stevens, E. Szoecs, ... & J. Weedon 2022. _vegan: Community Ecology Package_.R package version 2.6-4, [https://CRAN.R-project.org/package=vegan].

Petelin, D.A. & L.F. Golysheva 1981. Physiographic characteristics of the area. In: Flora and vegetation of the Tukuringra ridge (Amur region) (I.A. Gubanov, ed.), pp. 6-25, Izdatelstvo Moskovskogo Universiteta, Moscow (in Russian). [Петелин Д.А., Голышева Л.Ф. 1981. Физико- географическая характеристика района // Флора и растительность хребта Тукурингра (Амурская область) / под ред. И.А. Губанова. Москва: Издательство Московского Университета. С. 6-25].

Rodríguez-Gironés, M.A. & L. Santamaría 2006. A new algorithm to calculate the nestedness temperature of presenceabsence matrices. Journal of Biogeography 33(5):924-935. CrossRef

Safronova, I.N., T.K. Yurkovskaya, I.M. Miklyaeva & G.N. Ogureeva 1999. Zones and types of vertical zonation of vegetation in Russia and adjacent territories. Izdatelstvo Moskovskogo Universiteta, Moscow, 46 pp. (in Russian). [Сафронова И.Н., Юрковская Т.К., Микляева И.М., Огуреева Г.Н. 1999. Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий. Москва: Издательство МГУ. 46 с.].

Sochava, V.B. 1956. Larch forests. In: Vegetation cover of the USSR. Explanatory text to the 'Geobotanical Map of the USSR', scale 1:4 000 000 (V.B. Sochava & E.M. Lavrenko, eds), pp. 249-318, Izdatelstvo AN SSSR, Moscow, Leningrad (in Russian). [Сочава В.Б. 1956. Лиственничные леса // Растительный покров СССР. Пояснительный текст к "Геоботанической карте СССР" М. 1:4 000 000 / под ред. Е.М. Лавренко, В.Б. Сочавы. М.; Л.: Издательство АН СССР. С. 249-318].

Sochava, V.B. 1957. Zonal features of vegetation cover in the space from the Tukuringra ridge to the Amur River. Botanicheskii Zhurnal 42(2):195-210 (in Russian). [Сочава В.Б. 1957. Зональные черты растительного покрова на пространстве от хр. Тукурингры до Амура // Ботанический журнал. Т. 42, № 2. С. 195-210].

Sochava, V.B. 1969. Botanical-geographical relationships in the Amur basin. In: Amur taiga (V.B. Sochava, ed.), pp. 5-15, Nauka, Leningrad (in Russian). [Сочава В.Б. 1969. Ботанико-географические соотношения в бассейне Амура // Амурская тайга / под ред. В.Б. Сочавы. Ленинград: Наука. С. 5-15].

Theurillat, J.P., W. Willner, F. Fernández-González, H. Bültmann, A. Čarni, D. Gigante, L. Mucina & H. Weber 2021. International code of phytosociological nomenclature. Applied Vegetation Science 24(1):e12491. CrossRef

Tichy, L. 2002. JUICE, software for vegetation classification. Journal of Vegetation Science 13:451-453. CrossRef

Urbanavichyus, G.P. 2010. List of lichen flora of Russia. Nauka, St. Petersburg, 194 pp. (in Russian) [Урбанавичюс Г.П. 2010. Список лихенофлоры России. Санкт-Петербург: Наука. 194 с.].

Veklich, T.N. & G.F. Darman 2013. An illustrated flora of the Zeya Reserve: Russian Far East. FGBU "Zeya State Nature Reserve", Amur Branch of Botanical Garden-Institute of FEB RAS, OOO Studio "Art", Blagoveschensk, 378 pp. (in Russian). [Веклич Т.Н., Дарман Г.Ф. 2013. Иллюстрированная флора Зейского заповедника: Дальний Восток России. ФГБУ "Зейский государственный природный заповедник", Амурский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Ботанического сада-института ДВО РАН. Благовещенск: ООО Студия "Арт". 378 с.].

Verkholat, V.P. & A.G. Krylov 1983. Vascular flora analysis of oak forests of Southern Sikhote-Alin. Komarovskie chteniya 29:3-22 (in Russian). [Верхолат В.П., Крылов А.Г. 1982. Анализ флоры сосудистых растений дубовых лесов Южного Сихотэ-Алиня. Комаровские чтения. Вып. 29. С. 3-22].

Vitvitskii, G.N. 1969. Climate. In: Southern part of the Russian Far East, pp. 70-96, Nauka, Moscow (in Russian). [Витвицкий Г.Н. 1969. Климат // Южная часть Дальнего Востока. Москва: Наука. С. 70-96].

Welch, B.L. 1951. On the comparison of several mean values: an alternative approach. Biometrika 38:330-336. CrossRef

Westhoff, V. & E. van der Maarel 1978. The Braun-Blanquet approach. In: Ordination and classification of communities (R.H. Whittaker, ed.), pp. 617-726, Junk, The Hague. CrossRef

WFO 2024. World Flora Online. Available from: http://www.worldfloraonline.org. Last accessed. 11.04.2024.





© The Author(s). 2024 Open Access (CC) BY-NC license: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/