Differential ecomorphic analysis of urban park vegetation

Abstract

The ecomorphic approach was developed to analyze the structure of natural plant communities. This method was applied to analyze the ecological structure of an artificial park plantation in an urban environment. Urban parks perform important and diverse functions in the urban environment. As anthropogenic objects, urban parks should be subject to adequate and effective management that can increase the functional value of forest plantations in the city and ensure their sustainability. In this regard, the choice of the quantitative parameters of the park plantation to be managed is crucial. We hypothesize that ecomorphic analysis can be the basis for selecting optimal quantitative criteria for parkland management. Therefore, the goal of our study was to assess the informational value of ecomorphic analysis for characterizing park plantation in urban environments. In the park, 166 species of vascular plants were found, which are represented by phanerophytes (19.9%), nannophanerophytes (8.4%), hemicryptophytes (40.4%), geophytes (11.4%), theorophytes (18.7%) and geolophytes (1.2%). Sylvants (35.5%) predominate among the coenomorphs, with slightly less pratants (22.3%), ruderants (18.7%) and stepants (14.5%). Cultivants (3.0%), psammophytes (3.0%) and paludants (3.0%) were occasionally found. The proportion of xeromesophytes and mesophytes was the highest (32.5 and 31.3% respectively). The proportion of mesoxerophytes was also relatively high (28.3%). The proportion of other hygromorphs was relatively low. The trophomorphs were represented mainly by mesotrophs (71.1%) and a slightly smaller proportion of megatrophs (22.3%). The oligotrophs were found occasionally (6.6%). Sciogeophytes (57.2%) and heliophytes (30.1%) prevailed among heliomorphs. The proportion of sciophytes and heliosciophytes was much lower (3.6 and 9.0 %, respectively). Entomophilous plant species were the most common among the vegetation cover of the park (71.7%). Anemophilous plants were significantly inferior to them (26.5%). Autogamous and hydrophilous plants were found occasionally (1.2 and 0.6% respectively). Ballistic diasporeochores prevailed among diasporeochores (39.8%). The proportion of anemochores and endozoochores was somewhat lower (27.7 and 12.0% respectively). The results obtained allow to discover the essential ecological features of the park plantation. The park plantation has many features that bring it closer to natural forests. The similarity consists in a significant proportion of silvants, shade-loving species, and mesotrophs. A significant level of anthropogenic impact can be diagnosed on the basis of information about the increased proportion of ruderants in the plant community. The differential analysis of the ecomorphic structure in the section by climorphs is of considerable value. This approach allowed to detect an increased role of the zoogenic factor in the distribution of diaspores of phanerophytes and nannophanerophytes and an increased role of wind in the dispersal of geophytes and therophytes. The role of wind is reduced in the dispersion of hemicryptophytes in the urban environment. Для аналізу структури природних рослинних угруповань розроблено екоморфний підхід. Цей метод застосовано для аналізу екологічної структури штучного паркового насадження в міському середовищі. Міські парки виконують важливі та різноманітні функції в міському середовищі. Міські парки, як антропогенні об’єкти, повинні підлягати адекватному та ефективному управлінню, яке може підвищити функціональну цінність лісових насаджень у місті та забезпечити їх сталість. У зв’язку з цим вирішальне значення має вибір кількісних параметрів паркового насадження, що підлягає управлінню. Ми припускаємо, що екоморфологічний аналіз може бути основою для вибору оптимальних кількісних критеріїв для управління парками. Тому метою нашого дослідження було оцінити інформаційну цінність екоморфологічного аналізу для характеристики паркових насаджень у міському середовищі. На території парку виявлено 166 видів судинних рослин, які представлені фанерофітами (19,9%), нанофанерофітами (8,4%), гемікриптофітами (40,4%), геофітами (11,4%), теорофітами (18,7%) та геолофітами (1,2%). Серед ценоморф переважають сильванти (35,5%), трохи менше пратантів (22,3%), рудерантів (18,7%) і степантів (14,5%). Зрідка зустрічалися культуранти (3,0%), псамофіти (3,0%) та палюданти (3,0%). Найбільшою була частка ксеромезофітів та мезофітів (32,5 та 31,3% відповідно). Відносно високою була також частка мезоксерофітів (28,3%). Частка інших гігроморф була відносно низькою. Трофоморфи були представлені переважно мезотрофами (71,1%) і дещо меншою часткою мегатрофів (22,3%). Оліготрофи зустрічалися зрідка (6,6%). Серед геліоморф переважали сциогеліофіти (57,2%) та геліофіти (30,1%). Значно меншою була частка сциофітів та геліосциофітів (3,6 та 9,0 % відповідно). Найбільш поширеними серед рослинного покриву парку були ентомофільні види рослин (71,7%). Анемофільні рослини значно поступалися їм (26,5%). Зрідка зустрічаються автогамні та гідрофільні рослини (1,2 та 0,6% відповідно). Серед діаспорохорів переважали балісти (39,8%). Дещо меншою була частка анемохорів та ендозоохорів (27,7 та 12,0 % відповідно). Отримані результати дозволяють виявити суттєві екологічні особливості паркового насадження. Паркове насадження має багато особливостей, які наближають його до природних лісів. Подібність полягає в значній частці сільвантів, тіньолюбних видів і мезотрофів. Значний рівень антропогенного впливу можна діагностувати на підставі інформації про збільшення частки рудерантів в рослинному угрупованні. Значну цінність має диференційний аналіз екоморфної структури в розрізі за клімаморфами. Такий підхід дозволив виявити підвищення ролі зоогенного фактора в поширенні діаспор фанерофітів і нанофанерофітів і посилення ролі вітру в розповсюдженні геофітів і терофітів. Зменшується роль вітру в розповсюдженні гемікриптофітів у міському середовищі.