APPROACHES OF PRESERVATION OF A BIODIVERSITY OF FOREST ECOSYSTEMS IN LOW-WOODY AREAS OF CENTRAL VOLGA AREA

全文:

ВВЕДЕНИЕ Во всем мире, леса занимают около трети площади суши и содержат более 80% биоразнообразия суши. Доход более 1,6 миллиарда человек зависит от лесов и устойчивое лесопользование может способствовать устойчивому развитию, приращению богатств и реализации целей в области дальнейшего развития человечества [9, 10]. Национальные парки и лесные заповедники уже не являются единственным методом, который может быть использован для сохранения биологического разнообразия. Возможной альтернативой является многоцелевое лесопользование, которое включает заготовку лесных продуктов в рамках устойчивого лесопользования, направленного как на сохранение биоразнообразия, так и на обеспечение выгод для местного населения и национальной экономики. Сохранение природных лесных экосистем является основной функцией большинства лесных районов. Термин «сохранения биоразнообразия» охватывает широкий спектр подходов к управлению природными и полу естественными типами лесов. В настоящее время снижение площадей покрытых лесом вызывает всеобщую озабоченность из-за возросшей нагрузки на землепользование. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Среднее Поволжье занимает южную часть Приволжского федерального округа: Республика Татарстан, Самарская, Саратовская, Ульяновская и Пензенская области. Территория Среднего Поволжья вытянулась по обоим берегам Волги. На побережье Волги и ее притоков размешены многочисленные предприятия нефтегазохимического комплекса, что приводит к необратимой деградации экологической системы. Ландшафтная структура региона неоднородна. Северная часть Среднего Поволжья входит в бореальный умеренно-континентальный восточноевропейский тип ландшафта - это южнотаежные равнинные возвышенные или низинные ландшафты со сравнительно небольшим разнообразием. В южной части Среднего Поволжья ландшафты изменяются от лесостепных равнинных слаборасчлененных до возвышенных равнинных со зрелым эрозионным рельефом. По лесорастительному районированию регион весьма разнообразен. Здесь выделяются четыре зоны: зона хвойных лесов (средняя и южная подзоны тайги), зона смешанных (хвойно-широколиственных) лесов; зона лиственных лесов с северной и южной под зонами; лесостепная зона. Рельеф, почвообразующие породы и почвы, сформировавшиеся под влиянием изменяющегося климата в течение ледниковых периодов голоцена, определили современные зональные черты региона и лесную растительность [5]. Полевые работы. Подробные полевые исследования были проведены в течение 2013-2018 годов. Фитоценозы изучались посредствам пробных площадок, почвенно-экологические условия - на основании прикопок в месте с идентичной почвой с пробным описанием. Почвенные разрезы закладывались и описывались по Розанову (1983) и Евдокимову (1987) непосредственно в полевых условиях [1] и в лаборатории Федерального государственного бюджетного учреждения «Центр агрохимической службы «Татарский». Собранные образцы растений каждого вида высушивали и монтировали на стандартные гербарные листы. Собранные образцы были идентифицированы с помощью определителя растений. АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Лесистость Среднего Поволжья в последнее столетие упало почти в три раза. Причиной тому послужило водохранилище, затопившее водой часть территории леса, селискохозяйственное освоение новых площадей, техногенное загрязнение. Все выше отмеченное изменило в свою очередь существующий фитоценоз и нарушило исторически сложившуюся. роль лесов в формировании экосистемы региона [2]. В регионе развиваются антропогенные процессы, существенно изменённые лесорастительные условия провоцируют смены (сукцессии) в ходе которых формируются длительно, устойчиво и необратимо производные леса [3], формируются новые условия жизнедеятельности. Формирующиеся по вышеуказанному сценарию антропогенные лесные экосистемы, ставят задачу в оценки состояние природной среды и лесорастительных условий региона. Пришло время принятия экстренных мер по мало лесистым районам Среднего Поволжья с целью сохранения биоразнообразия на данных территориях. Приходиться констатировать, что: спелые ельники практически исчезли и вероятно произрастать на севере Республики Татарстан больше не могут. Отличное состояние и рост молодых культур ели это только подтверждается экологическими исследованиями. Сосняки наиболее продуктивная лесная формация для условий региона, но сосна здесь порода почти серийная. Сосновые леса на богатых почвах замещаются липой, а на бедных почвах - берёзой. Перспективы устойчивости культур сосны в Республике Татарстан требуют дополнительного исследования. Судьбу ельников региона в наше время готовы разделить местные дубравы. Ценопопуляции дуба отличаются от ели, по своему фитоценотипу [8], что сказывается на различном состоянии их культур. Деградируют хвойно-широколиственные леса Среднего Поволжья, особенно заметно в полосе с дубом выделенной ещё С.Ф. Курнаевым [7]. Работами, проведенными сотрудниками кафедры таксации и экономики лесной отрасли установлено, что без должного ухода (высокополнотные) древостои сосны искусственного происхождения с 30 летнего возраста находятся в ослабленном состоянии и предрасположены к гибели. В таких культурах сосны анализ хода роста модельных деревьев даёт снижение (после 30-40 лет) показателей абсолютного среднепериодического (текущего) и среднего объёмного приростов, что (по Н.П. Анучину и др.) свидетельствует о наступлении стадийной спелости древостоев. Поспевшие к 30-40 годам высокополнотные древостои сосны с ослабленным естественным отбором, в отсутствии конкуренции, минимизированными взаимоотношениями, находятся в процессе перехода от антропогенного «псевдо- сообщества» к стадии формирования лесного сообщества, когда резко активизируются конкурентные внутривидовые взаимоотношения. Сосновые древостои на данной стадии часто приобретают форму «жердняка». Важным фактом является то, что в «жердняках» сосны не срабатывает в должной мере индивидуальный отбор. Разбалансировка механизма элиминации неприспособленных особей, вероятно, связана с пионерным - эксплерентным обликом (фитоценотипом) культурных сообществ сосны. Общее ослабление всех высокополнотных молодых сообществ сосны (жердняков) свидетельствует о включении механизмов группового отбора, что приводит если не к гибели всего сообщества, то к кардинальной смене стадии- серии- этапа его развития. Переход от индивидуального к групповому отбору, отмеченный нами при формировании лесных сообществ, заслуживает более детального исследования. Данными ранних исследований отмечаются большие масштабы повреждения высокополнотных культур сосны. В возрасте от 30 до 60 лет практически все культуры сосны повреждены корневой губкой или ветровалами. После 60 лет изреживание древесного полога обусловило инвазию в сосновые сообщества новых пород и даже новых поколений сосны, придав насаждениям необходимую сложность, смешанность, близость к условно-коренному состоянию, т.е. устойчивость. Практически все древостои сосны старших возрастов имеют смешанный состав и сложную возрастную структуру До настоящего времени сохранение и повышение биоразнообразия экосистемы региона базируется на трех основных критериях: биогеографические различия между основными экосистемами страны; степень угрозы или деградации ресурсов; и высокие показатели разнообразия или эндемизма видов. Репрезентативность систем таких районов серьезно ограничена как отсутствием информации о распределении видов, так и давлением, оказываемым другими видами освоения земель. Кроме того, даже охраняемые районы не всегда обеспечивают защиту биоразнообразия, поскольку они часто охватывают ограниченные площади поверхности и делятся подчас случайным образом. В малолесистых районах и лесных фрагментах уменьшение размеров местообитаний приводит к усилению вредных краевых эффектов и уменьшению численности популяций растений и животных, что, в свою очередь, может снизить жизнеспособность популяции и генетическую изменчивость. Негативные последствия фрагментации и изоляции лесов, как ожидается, будут усугубляться другими антропогенными угрозами, такими как пожары, в частности в свете глобальных климатических изменений. Параллельно с утратой лесов и фрагментацией лесов обезлесение, внутренняя деградация лесов изменяют структуру лесов и растительные сообщества, ставя под угрозу биоразнообразие, способность к регенерации и жизнеспособность лесов. Одновременное снижение как количества, так и качества лесов, как ожидается, приведет к массовому вымиранию многих видов, обитающих в лесных биотопах. Для широкого спектра таксонов, включая деревья и кустарники, птиц, беспозвоночных и насекомых, амфибий, крупных млекопитающих, ящериц, жуков и летучих мышей, биоразнообразие значительно сократилось в течение градиента деградации лесов. Утрата биоразнообразия лесов может серьезно угрожать функционированию лесных экосистем (т. е. деятельности, процессам или свойствам лесов, таким как разложение органического вещества, круговорот питательных веществ в почве и удержание воды) и, следовательно, способности лесов предоставлять экосистемные услуги. Экосистемные услуги определяются как выгоды, которые люди получают от экосистем и были разделены на четыре широкие категории. Очевидно, что роль лесов как заповедников биоразнообразия и поставщиков экосистемных услуг трудно переоценить. Однако в свете роста численности населения сохранение оставшихся лесов и их биоразнообразия, функций и услуг лесов вряд ли будет достаточным. Чтобы удовлетворить растущий спрос на экосистемные услуги лесов восстановление лесов - это, наверное, единственное решение, которое будет эффективным в долгосрочной перспективе. Создание короткооборотных одно - или многовидовых насаждений на деградированных почвах, восстановление насаждений во вторичных лесах или вспомогательная регенерация в выборочно вырубленных лесах - вот несколько примеров широкого спектра подходов к восстановлению малолесистых экосистем и повышения биоразнообразия таких территорий. Их объединяет то, что они состоят из управленческих мероприятий, направленных на восстановление экосистем, деградированных, поврежденных или разрушенных в результате деятельности человека. Таким образом, экологическое восстановление является важной практикой, которая может повысить уровень биоразнообразия в измененных человеком экосистемах и может смягчить воздействие изменения климата. С этой целью экология восстановления заимствовала идеи как из экологии сообщества, так и экосистемы, а в последнее время и с точки зрения комплексного функционирования биоразнообразия и экосистем. Сохранение многообразных малолесистых природных комплексов Среднего Поволжья на уровне высокой освоенности территории - это сохранение биологического разнообразия некоей территории, в практическом аспекте - это сохранение внутривидового, видового и экосистемного разнообразия. Наиболее показателен, легко исследуем и зачастую единственно практически доступен - мониторинг видового разнообразия. Далее стоит вопрос комплексного районирования малолесистых территорий относится к наименее разработанным. В то же время имеются начальные и укрупненные разработки специалистов, занимающиеся систематическими или экологическими группами, которые создали ряд гипотез разделения территории в соответствии с почвенно-географическим районированием. В пределах изучаемого района желательно выделить и определить ценотический ландшафт района в едином территориальном комплексе, где есть преобладание определенного типа ценотических территориальных комплексов флоры, сформированное в процессе взаимодействия биотических и абиотических факторов. Необходимо отметить, что вышеуказанное районирование допускает несовпадение границ. С целью повышения биоразнообразия возможно введение в биоценоз новых для данной местности видов. Существенными условиями среды, ограничивающим рост древесных видов вводимых искусственно, например в лесостепи Среднего Поволжья, являются возможность суровой зимы и засухи. Сочетанное действие этих двух факторов становится основной причиной гибели неустойчивых видов. Выбирая интродуцентов важно учесть степень засухо- и зимостойкости видов и выявить связь с географическим происхождением их. Виды интродуцеты рекомендуется подбирать с помощью модифицированной методики балльной оценки перспективности интродуцентов с высокой устойчивостью в районе интродукции [6]. Это виды с регулярным цветением, плодоношением, самосевом, сохранившие естественную форму роста в условиях Среднего Поволжья. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Сохранение биоразнообразия мало лесистых природных комплексов Среднего Поволжья в условиях высокой техногенной нагрузки и освоенности территории в практическом аспекте - это мониторинг видового разнообразия. На базе данных мониторинга провести комплексное районирование малолесистых территорий во взаимосвязи с систематическими или экологическими группами, которые созданы в соответствии с почвенно-географическим районированием территории. В пределах изучаемого района желательно выделить и определить ценотический ландшафт района в едином территориальном комплексе, где есть преобладание определенного типа ценотических территориальных комплексов флоры, сформированное в процессе взаимодействия биотических и абиотических факторов. Вместе с этим возможно одним из путей в этом направлении может стать введение в биоценоз интродуцентов, подобранных с учетом, например, регулярности цветения, плодоношения, самосева и т.п. в условиях Среднего Поволжья.

作者简介

Radik Gibadullin

Kazan State Agricultural University

Email: gibadullinradik777@gmail.com
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of Taxation and Economics of the Forest Industry

Il’fir Galiullin

Kazan State Agricultural University

Email: ilfir79@mail.ru
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of Forest Inventory and Forest Sector Economics, Senior Researcher

Il’yas Habibullin

Kazan State Agricultural University

Email: glushkj@mail.ru
Graduate Student

Irek Shakirov

Kazan State Agricultural University

Email: tasat@mail.ru
Graduate Student

Airat Akhmadullin

Kazan State Agricultural University

Email: ahmadullin@gmail.com
Graduate Student

参考

补充文件