Лесные экосистемы города Королева как биоцентры локальной экологической сети

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

31. Fulmek, L. Parasitinsekten der Blattminierer Europas / L. Fulmek. - Den Haag: 1962. - 203 s.

32. Graham, A.R. Effectiveness of two introduced parasites of the larch casebearer Coleophora laricella (Hbn.) (Lepidortera, Coleophoridae) in Ontario / A.R. Graham // Annual report of the Entomological soc. of Ontario. - 1957. - Vol. 88. - P. 37 - 40.

33. Jagsch, A. Populations dynamik und Parasitenkomplex der Larchenminiermotte Coleophora laricella Hbn., im naturlichen Verbeitungagebiet der Europaischen Larsche, Larix decidua Mull / A. Jagsch // Z. angew. Entomol. - 1973. - Bd. 73. - H. 1. - S. 1 - 42.

34. Schaffner jr., I.U. The larch case bearer (Coleophora laricella Hbn.) / I.U. Schaffner // Mass. Forest park association. Tree pest leaflet. - 1937. - V. 12. - P. 4.

35. Schindler, U. Einfluss der Meisen (Peridae) auf die Populations dichte der Latchenmuniermotte (Coleophora laricella Hbn.) im Kalamitatsgebiet des Emslandes / U. Schindler // Ally: Forst. - 1972. - Lg. 143. - H. 1. S. 17 - 20.

36. Schremmer, F. Beobachtungen und Untersuchungen uber die Insekten fauna der Larche (Larix decidua) im ostlichen Randgebiet ihrer naturlichen Verbreitung, mit besonderer Berucksichtigung einer Grosstadtlarche / F. Schremmer // Z. ung. ent.. - 1959. - Teil 1 - 2. - V. 45. - S. 1 - 48, 113 - 153.

37. Sloan, N.F. Ecological implications of bird predators on the larch casebearer in Wisconsin / N.F. Sloan, N.C. Coppel. // L. econ. Entomol.. - 1968. - Vol. 61. - № 4. - P. 1067 - 1070.

ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ ГОРОДА КОРОЛЕВА КАК БИОЦЕНТРЫ ЛОКАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СЕТИ

А.А. ЛИХАЧЕВ, асп. каф. экологии и защиты леса МГУЛ

Уже к 90-м гг. прошлого века в экологическом сообществе достигнуто общее понимание недостаточной эффективности охраны отдельных природных объектов. Сформировались родственные, но не идентичные концепции экологической сети, экологического каркаса, природного каркаса, системы охраняемых природных территорий. Все эти концепции объединяет то, что охраняемые природные территории в большинстве случаев неэффективны поодиночке, не самодостаточны, а потому должны проектироваться таким образом, чтобы поддерживать устойчивое функционирование друг друга. Но наряду с ООПТ важна охрана экосистем, играющих связующую роль между особо ценными природными объектами. Такой подход отражен в концепции экологических сетей, которые представляют собой систему функционально взаимосвязанных экологических компонентов, предназначенных для сохранения естественных экологических систем, биологического и ландшафтного разнообразия, а также обеспечения непрерывности среды обитания объектов животного мира [11]. Компоненты сети выполняют три функции, а именно:

1. Ключевые территории обеспечивают оптимально достижимое качество и количество экологического пространства.

a.a.lihachev@gmail.com

2. Транзитные территории осуществляют необходимую связь между ключевыми территориями.

3. Буферные территории защищают ключевые и транзитные территории от потенциально опасных внешних воздействий [1].

Объектами настоящего исследования являются биоцентры локальной экологической сети. Биоцентр - это территориально замкнутый участок с природной либо близкой к ней растительностью, который сохраняет генофонд ландшафта, оптимизирует влияние на прилегающие территории. В урболандшафте роль биоцентров выполняют парки, лесопарки, скверы и др. Все эти участки отличаются от фона, т.е. прилегающих территорий, значительно большим биоразнообразием, хотя оно может быть далеким от некоторой природной нормы. То есть биоцентр - это природное ядро локальной экологической сети. Он функционирует как центр расселения и сохранения видов для ограниченных по площади участков [2].

Природные комплексы города Королева представляют собой единую систему связанных между собой и с пригородным окружением, посредством экологических коридоров, природных территорий и, в целом,

66

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

соответствуют понятию экологической сети. Разнообразие лесных экосистем на территории г. Королева определяется тем, что он включает различные по экологическим условиям природные территории и представляет собой неоднородную по характеру рельефа и степени антропогенной трансформации территорию, с достаточно сложной экологической ситуацией.

Учитывая небольшую (около 52 км2) площадь города, он является уникальной модельной территорией для исследования функционирования экосети локального масштаба. В предыдущих исследованиях [3, 4] устойчивость экосети оценивалась по критериям функционирования системы в целом (число биоцентров и экологических коридоров, природоохранный статус). С накоплением достаточного количества данных появилась возможность оценить устойчивость экосети исходя из внутренних закономерностей функционирования входящих в нее биоцентров. Поскольку лишь некоторые биоцентры существующей экосети (рис. 1) связаны между собой экологическими коридорами, утрата или существенное нарушение одного из них способно привести к разрушению всей системы. Поэтому была поставлена задача оценки сохранности лесной среды и видового богатства в городских экосистемах по интегральным показателям.

Методика исследования

В рамках исследования в 2010-2012 гг. были обследованы участки леса, лежащие в узлах городской экологической сети. На их территории были заложены площадки лесоэкологического мониторинга [5] с таким расчетом, чтобы максимально охватить различные типы леса в пределах биоцентров. Предварительные данные о характере распределения растительности в городских лесах были взяты из проведенных ранее исследований [6-8].

Всего было обследовано 6 природных объектов, лежащих в узлах экологической сети города: участки леса 45-й квартал, Сосновый бор, Комитетский лес, лес рядом с ж/д платформой «Валентиновка», лесные насаждения к югу от Мемориала Славы и территория лет-

них детских садов МГУ (рис. 2). В зависимости от размера природной территории (исследовались участки леса площадью от 7 до 29 га) и разнообразия растительных сообществ в каждом из биоцентров было заложено от 1 до 8 площадок лесоэкологического мониторинга. Всего было заложено 23 площадки

Собранные полевые данные позволили рассчитать значения индикаторных показателей: индекса состояния древостоя и индекса структурного разнообразия лесного биогеоценоза для различных типов леса.

В основе индекса состояния древостоя лежит интегральный показатель состояния древостоя, характеризующийся суммарной облиственностью древостоя, которая вычисляется по соотношению деревьев разных категорий состояния в насаждении, при этом доля каждой категории рассчитывается с учетом размеров (площади поперечного сечения деревьев) и их коэффициента облист-венности. Индекс состояния древостоя определяется как

ID = Q

где Q. - доля суммы площадей сечения деревьев -й категории состояния в общей сумме площадей поперечного сечения;

f - коэффициенты облиственности деревьев разных категорий состояния.

В качестве показателя, интегрирующего информацию о структурном разнообразии местообитаний, отражающем степень сохранности лесного видового разнообразия, был использован индекс структурного разнообразия лесного биогеоценоза, который определяется соотношением числа местообитаний разных категорий - ключевых элементов структурного разнообразия в лесном биогеоценозе. Его формула выглядит следующим образом

Я_

1 ^щ\т2\тъ\...т1\ М М\ ’

где m - значение /-го элемента структурного разнообразия в баллах,

M - суммарная оценка по всем структурным элементам биогеоценоза [9].

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

67

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

д '

Рис. 1. Схема (граф) экологической сети города

Рис. 2. Положение биоцентров локальной экологической сети г. Королева

68

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

Таблица 1

Интервальная оценка значений индекса структурного разнообразия

Количественные отметки на шкале желательности и желательность значения отклика Диапазоны значений экологических индикаторов Уровень рекреационной дигрессии

Индекс состояния древостоя Индекс структурного разнообразия

От 0,80 до 1.0: очень хорошо От 9,0 и более От 1,85 и более II-I

От 0,63 до 0,80: хорошо От 7,17 до 9,0 От 1,70 до 1,85 III

От 0,37 до 0,63: удовлетворительно От 5,23 до 7,17 От 1,55 до 1,70 III-IV

От 0,20 до 0,37: плохо От 4,0 до 5,23 От 1,45 до 1,55 IV

От 0 до 0,20: очень плохо До 4,0 До 1,45 V

Для диагностики состояния отдельных участков леса и экосистемы городского леса в целом использованы интервальные оценки значений экологических индикаторов, полученные О.В. Бедновой [10] на основе обработки результатов лесоэкологического мониторинга в городских лесных экосистемах c использованием метода функций желательности Харрингтона (табл. 1).

Состояние городских лесных экосистем г. Королева

В соответствии с приведенными диапазонами значений экологических индикаторов, были дифференцированы все показатели индекса состояния древостоя в лесных экосистемах г. Королева (рис. 3). В одинаковом числе биогеоценозов (по 10) отмечаются значения показателей, соответствующие диапазону

12

4,10 5,23 7,17 9,00

Величина индекса состояния древостоя

Рис. 3. Гистограмма распределения значений индекса состояния древостоя в лесных экосистемах г. Королев

значений «хорошо» и «удовлетворительно». Лишь в одном случае отмечается значение индекса состояния древостоя, соответствующее диапазону значений «очень хорошо». Практически не встречаются значения показателей значение индекса состояния древостоя, соответствующие диапазону значений «плохо», но в двух случаях индекс состояние древостоя попадает в диапазон «очень плохо».

Максимальное значение индекса состояния древостоя (9,53) отмечается в березняке злаково-разнотравном (лес рядом с ж/д платформой «Валентиновка»).

Аномально низкие значения индекса состояния древостоя на двух площадках связаны с локальным усыханием деревьев от болезней: в первом случае это окно вывала в очаге корневой губки, во втором - гибель елового древостоя в очаге короеда-типографа.

14

1,45 1,55 1,70 1,85

Величина индекса структурного разнообразия

Рис. 4. Гистограмма распределения значений индекса структурного разнообразия в лесных экосистемах г. Королев

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

69

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

Среднее значение индекса состояния древостоя для г. Королева составляет 6,54. Таким образом, в целом, состояние древостоя оценивается как удовлетворительное. При этом за период проведения исследований отмечены негативные тенденции, способные в ближайшие несколько лет изменить картину по состоянию древостоев.

Другую картину демонстрирует распределение значений индекса структурного разнообразия (рис. 4). Большинство значений показателей (12) попадает в интервал, соответствующий диапазону «хорошо». Вдвое меньше показателей соответствуют диапазону «удовлетворительно». В диапазон «очень хорошо» попадают согласно значению 3 значения индекса структурного разнообразия. По 1 значению приходится на диапазоны «плохо» и «очень плохо».

Максимальные значения индекса структурного разнообразия в городских лесах приурочены к старовозрастным разнотравным соснякам (1,94 - сосняк папортниково-разнотравный в биоцентре Сосновый бор, 1,89 - сосняк с елью разнотравный в лесу у платформы Валентиновка, 1,87 - сосняк с елью недотрогово-разнотравный в Комитетском лесу). Это наиболее ценные сообщества, формирующие ядра этих биоцентров.

Среднее значение индекса структурного разнообразия для лесных экосистем г. Королева составляет 1,76 («хорошо» по шкале желательности»). Анализ распределения значений индекса структурного разнообразия показывает, что в целом для городских лесных экосистем характерно сохранение лесной структуры.

По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы о функционировании лесных экосистем в условиях города.

1. В лесных экосистемах на территории г. Королева преобладают биогеоценозы, характеризующиеся показателями индекса состояния древостоя, соответствующими диапазону значений «удовлетворительно - хорошо» по шкале желательности. В целом лесные экосистемы города характеризуются удовлетворительным состоянием древостоя.

Однако при постоянном увеличении антропогенной нагрузки в городских лесах практически не проводятся мероприятия по экологически обоснованному благоустройству, что ведет к ухудшению состояния насаждений.

2. Большинство биоцентров характеризуется показателями индекса структурного разнообразия, соответствующими значениям «хорошо» по шкале желательности. Это говорит о достаточной в условиях города сохранности структуры лесных экосистем, что является предпосылкой для их устойчивого функционирования при сохранении существующего уровня антропогенной нагрузки. В связи с этим при планировании развития природных территорий города основное внимание следует уделить предотвращению их дальнейшей фрагментации и мероприятиям по упорядочиванию рекреационной нагрузки.

Библиографический список

1. Рабочая группа по экологическим сетям Северной Евразии (РГЭССЕ). Информационные материалы по экологическим сетям. Вып. 4. - Москва: ЦОДП, 2000.- 32 с.

2. Шеляг-Сосонко, Ю. Р. Концепция, методы и критерии создания экосети Украины / Шеляг-Сосонко Ю. Р., Гродзинский М. Д., Романенко В. Д. - Киев: Фитосоциоцентр, 2004. - 144 с.

3. Лихачев, А.А. Подсистема локальных ООПТ в системе экологической сети как основа устойчивого функционирования природной среды города (на примере г. Королев Московской области) / А.А. Лихачев, В.М. Феодоритов // Биология - наука XXI века: 14-я Пущинская международная школа-конф. молодых ученых (Пущино, 19-23 апреля 2010 г.) сб. тезисов. - Том 2. - Пущино, 2010. - С. 55.

4. Лихачев, А.А. Методика проектирования локальной экологической сети на основе городских лесных экосистем / А.А. Лихачев // Образование и наука для устойчивого развития. Международная научно-практическая конф. и научная школа молодых ученых и студентов: материалы конф. Ч. 2. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2012. -С. 58-62.

5. Беднова, О.В. Мониторинг биоразнообразия лесных и урбоэкосистем / О.В. Беднова // Мониторинг состояния лесных и городских экосистем: / Под ред. В.С. Шалаева, Е.Г. Мозолевской. - М.: МГУЛ, 2004. - С. 39-51.

6. Королева, Е.Г. Опыт планирования ООПТ местного значения на территории городского округа Королев Московской области / Е.Г. Королева,

70

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012