Assessment of vegetation diversity of the North-Eastern forests in Kostroma region. Upscaling vegetation data from forest-stand to regional level Larisa Khanina, Maxim Bobrovsky, Vadim Smirnov, Elena Glukhova Institute of Mathematical Problems in Biology of RAS Institute of Physicochemical and Biological Problems of Soil Science of RAS Biodiversity Monitoring Programme of Russian Academy of Science Center for Forest Ecology and Productivity of RAS

Structure of the computer information- analytical system Программы обработки и анализа Геоинформационная система Первичные базы данных Геоботанические описания Таксационные описания Демографические данные Справочные базы данных Списки видов: список видов сосудистых растений Нечерноземной зоны России (Черепанов, 1981); список видов мхов (Игнатов, Афонина, 1992) Экологические свойства видов (Воробьев, 1953; Раменский, 1956; Ellenberg, 1974; Landolt, 1977; Цыганов, 1985) Типы популяционного поведения видов (Grime et al., 1988; Смирнова, Заугольнова, не опубликов.) Ценотические свойства видов (Ниценко, 1969; Зозулин, 1970; Клеопов, 1990; Ильинская и др., 1982, 1985; Нешатаев, Доронина, 1995; Смирнова, Заугольнова, не опубликов.) Ареалы видов (Meusel et al., 1965; Флора СССР, )

Базы первичных данных демографические данные таксационные описания геоботанические описания Справочные базы данных типы популяционного поведения Программы обработки расчет мер-разнообразия растительности расчет значений структурных диагностических признаков Оценка-разнообразия Оценка видового разнообразия Оценка структурного разнообразия доля видов с чертами конкурентной и толерантной стратегии (Д, К) Оценка меры Уиттекера Оценка коэффициентов сходства Оценка числа ассоциаций Анализ эколого-ценотической структуры растительности Оценка-разнообразия Оценка представленности потенциальной флоры эколого-ценотические группы экологические шкалы региональный список видов процент демографически полночленных популяций (Д, К) участие видов теневых лесов (Т) расчет видового богатства и числа видов в системе экологическая оценка местообитания расчет потенциальной флоры местообитания Flowchart of vegetation diversity assessment Обозначения: Д - деревья, К - кустарники, Т - травы

Steps of vegetation sample plots data proceeding to assess vegetation diversity at forest-stand level 1) расчет показателей разнообразия для каждого отдельного описания: число видов по основным ярусам растительности, число видов по жизненным формам (деревья, кустарники, травы), общее число видов на площадке без повторов по ярусам, число видов разных эколого-ценотических групп; 2) расчет экологических оценок описания по экологическим шкалам (Д.Цыганова, Г.Элленберга); 3) предварительная типизация описаний (по доминантам древостоя и доминирующей группе видов напочвенного покрова); 4) ординация описаний для выявления основных градиентов варьирования растительности; 5) уточнение типизации описаний; 6) расчет показателей разнообразия выделенных типов растительных сообществ: общее число видов в целом в сообществе и в среднем на площадке, число деревьев, кустарников и трав в целом в сообществе и в среднем на площадке, число видов разных эколого-ценотических групп в целом в сообществе и в среднем на площадке, коэффициенты флористического сходства между сообществами, коэффициенты гетерогенности, диапазоны и средние экологических факторов для сообществ; 7) оценка сукцессионного статуса выделенных типов сообществ.

Number of vegetation sample plots in different forest types at the North-East of Kostroma region

Number of phytosociological releves per forest type groups and per year

DCA ordination of the Kostroma vegetation sample plots Ellenbergs indicator values: R – soil reaction N – soil nutrient T – temperature F – soil moisture K – climate continentality

PCoA ordination of the Kostroma vegetation sample plots Группы типов леса Ellenbergs indicator values: R – soil reaction N – soil nutrient T – temperature F – soil moisture K – climate continentality

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots Группы типов леса Ellenbergs indicator values: R – soil reaction N – soil nutrient T – temperature F – soil moisture K – climate continentality

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots

Overstorey dominants Picea sp. Betula sp. Pinus sylv. Populus tremula Tila cordata Alnus glutinosa

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with values F (soil moisture) overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with values N (soil nutrient) overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with values R (soil reaction) overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with values L (light regime) overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with values K (climate continentality) overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with values T (temperature regime) overlay

Reliability of a difference between the forest types upon the species number at the plots

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of vascular plants overlay

Tree and shrub species diversity of the forest types

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of tree species overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of tree species in overstorey overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of shrub species overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of shrub species in the upper understorey overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the species number of different ecological-coenotic groups overlay Nm – неморальная Nt – нитрофильная Pn – боровая Md – лугово- опушечная TH - высокотравная ЭЦГ:

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of boreal species overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of nemoral species overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of nitrophilous species overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of piny species overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of meadow species overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of oligotrophic species overlay

NMS ordination of the Kostroma vegetation sample plots with the number of tall herbaceous species overlay

Ecological-coenotic structure of forest types ЭЦГ

Jaccard's similarity coefficient for forest types

Forest types and succession variants from the 1 st to 5 th succession stage Spruce forest Mixed spruce and lime forest Pine forest Forest types groups:

Generalization of local vegetation diversity indices путем непосредственного совмещения локальных точечных данных с картами лесонасаждений при использовании баз данных лесотаксационных описаний путем интерполяции локальных точечных значений характеристик разнообразия с использованием данных дистанционного зондирования и цифровой модели рельефа