Особенности рекреационной дигрессии вулканических природных комплексов (на примере Камчатского края)

Вестник ДВО РАН. 2013. № 5

УДК 504.062:379.8

А.В. ЗАВАДСКАЯ, Д.М. ПАНИЧЕВА

Особенности рекреационной дигрессии вулканических природных комплексов

Приведены результаты эколого-географических исследований в вулканических природных комплексах Камчатского края. Охарактеризованы два типа рекреационного воздействия на вулканические геосистемы, установлены особенности пространственного распределения обусловленных ими нарушений. Разработана шкала определения стадий рекреационной дигрессии для горных тундр на пепловых почвах, которая может использоваться для оценки состояния уязвимых вулканических природных комплексов и последующего мониторинга рекреационного воздействия на них.

Ключевые слова: рекреационная дигрессия, вулканические природные комплексы, рекреационные нагрузки, горные тундры, Камчатка, Кроноцкий заповедник.

Changes in volcanic ecosystems of Kamchatka under recreational impacts. A.V. ZAVADSKAYA, D.M. PANI-CHEVA (Kronotsky State Natural Biosphere Reserve, Yelizovo, Kamchatka).

The paper draws on some results of our research in volcanic areas of Kamchatka (on example of Kronotsky State Natural Biosphere Reserve), devoted to study of their transformation under recreational impacts. Two types of recreational impacts and patterns of their spatial distribution have been described and main features, influencing the susceptibility of volcanic ecosystems to recreational impacts have been detected. As a result the scale for defining condition classes for impacted tundra areas have been developed for the purposes of further environmental assessment and monitoring in vulnerable volcanic mountain tundra recreational areas.

Key words: recreational impacts, condition classes, volcanic ecosystems, mountain tundra, Kamchatka, Kronotsky Reserve.

В последнее время растет интерес к экологическому туризму, что связано с экологизацией общественного сознания [3]. В целевых установках туристов все чаще преобладают намерения посетить «дикую, нетронутую природу», насладиться уединением вдали от мегаполисов, понаблюдать за животными в их естественной среде обитания или увидеть уникальные природные объекты. Особой популярностью пользуются путешествия в районы активного проявления вулканизма, классифицируемые отдельными авторами как особый тип геотуризма - вулканический туризм [15]. Наиболее известный объект такого туризма в России - Камчатский край, рекреационный потенциал которого составляют малоосвоенные территории, уникальные и редкие природные объекты и явления, связанные с вулканической деятельностью [5].

Особая эстетическая и научно-познавательная ценность вулканогенных ландшафтов Камчатки способствует их интенсивному использованию в рекреационных целях. Наиболее высокие рекреационные нагрузки в регионе приурочены к горным экосистемам, расположенным в пределах Восточного вулканического пояса [4]. Однако вследствие физико-географических особенностей (крутизна склонов, неравномерность распределения

* ЗАВАДСКАЯ Анна Викторовна - кандидат географических наук, старший научный сотрудник, ПАНИЧЕВА Дарья Михайловна - кандидат сельскохозяйственных наук, начальник отдела (Кроноцкий государственный природный биосферный заповедник, г. Елизово, Камчатский край). * E-mail: anya.zavadskaya@gmail.com

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов № 12-04-00272, 13-05-00870, 13-04-10037.

солнечного излучения и осадков и связанное с этим интенсивное развитие денудации и др.) рассматриваемые природно-территориальные комплексы (ПТК) обладают низкой устойчивостью к антропогенным воздействиям и потому активно деградируют. Стихийное увеличение потока отдыхающих при отсутствии научно обоснованного планирования и регулирования развития рекреационного природопользования в уязвимых вулканических экосистемах либо уже поставило под угрозу существование ряда популярных объектов, либо значительно снизило их эстетическую привлекательность [1, 7, 11].

Для предотвращения дальнейшей деградации вулканических природных комплексов и снижения рисков утраты ценных объектов туризма нами проведены эколого-географи-ческие исследования, направленные на определение пороговых значений рекреационной устойчивости вулканических экосистем, которые впоследствии могут быть использованы для мониторинга их экологического состояния и оптимизации пространственной структуры рекреационного природопользования.

К настоящему времени накоплен обширный материал по изучению и оценке изменений экосистем, находящихся под рекреационным прессом [6, 16, 18 и др.]. В то же время работ, посвященных анализу экологического состояния рекреационных объектов Камчатского края, крайне мало [1, 4, 12]. Цель данного исследования - выявить особенности трансформации вулканических природных комплексов Камчатского края под воздействием рекреационных нагрузок. В процессе работы предполагалось решить следующие задачи: 1) выполнить ретроспективный анализ рекреационной нагрузки на природные комплексы модельной территории; 2) изучить современное состояние экосистем, испытывающих линейные и площадные рекреационные нагрузки; 3) установить пространственные особенности распространения нарушений; 4) разработать классификацию стадий рекреационной дигрессии горных тундровых ПТК; 5) выявить основные факторы трансформации ПТК под воздействием рекреации.

Район исследований

Исследования проводились в 2008-2012 гг. в Узон -Гейзерном районе Кроноцкого государственного природного биосферного заповедника, в природных комплексах, претерпевших существенную трансформацию в результате функционирования в 1962-1976 гг. Всесоюзного туристического маршрута № 264 в Долину гейзеров (рис. 1). Район работ находится в центре Восточного вулканического пояса и вмещает два высотно-зональных типа ландшафта: 1) горные мелколиственные леса и стланики; 2) горные тундры и стланики [2]. Растительный покров образован фоновыми орозональными (высотно-поясными) сообществами кедрового и ольхового стлаников на увалах и плато, кустарничковыми и лишайниково-кустарничковыми горными тундрами дренированных равнин, азональными низинными и переходными болотами переувлажненных низменностей, высокотравными и разнотравными лугами и интрапоясными каменноберезовыми рощами. На территории развиты слоисто-пепловые вулканические почвы, характерные для зоны интенсивных пе-плопадов востока и юга Камчатки [10].

В 1966 г. на маршруте были построены туристическая база «Долина гейзеров» и ряд промежуточных туристических приютов и палаточных лагерей на Пятой Речке и р. Шумная, в кальдере влк. Узон, на Горном плато, собственно в Долине гейзеров и на р. Сестрёнка. Маршрут общей протяженностью около 160 км посещали пешие группы по 15-22 чел. с июля по октябрь. За 10 лет по маршруту прошло около 15 тыс. туристов. Пик рекреационной нагрузки на ПТК наблюдался в 1971 г. (рис. 2). После нескольких лет эксплуатации в связи неблагоприятными экологическими последствиями, в первую очередь для природных комплексов Долины гейзеров, маршрут был закрыт.

о г »

илх^не стационары

I-."' ¡иучпшя л воздействий Всесоюзный маршрут участок детальных вых ряСхтт пак маршрутных на&пидений граиищ заповедника

ш вулкан * Пахший вулкан

Рис. 1. Район исследований и пространственная структура полевых работ в Узон-Гейзерном районе Кроноцкого государственного природного биосферного заповедника

Рис. 2. Рекреационная нагрузка на ПТК вдоль Всесоюзного маршрута № 264 в 1968-1972 гг. Составлено авторами по архивным данным

Материалы и методы

Для оценки изменений природных комплексов вулканических районов под воздействием рекреационных нагрузок нами были проведены детальные полевые исследования на 8 ключевых участках и наиболее нарушенном отрезке маршрута общей протяженностью 48 км (рис. 1). Оценка экологического состояния ПТК осуществлялась по набору показателей и методикам, предложенным в работах [12, 14, 18 и др.], и включала наблюдения за изменениями, происходящими при линейных (тропы, участки развития линейной эрозии) и площадных (места стоянок, смотровые площадки - так называемые окна вытаптывания) рекреационных воздействиях.

Для каждой пробной площади давалось общее физикогеографическое описание ПТК, закладывался почвенный разрез и подробно описывались характеристики почвенно-рас-тительного покрова на учетных площадках (1 х 1 м), расположенных в разнонарушенных областях исследуемой пробной площади. На учетных площадках проводили следующие работы:

геоботаническое описание сообществ с выявлением флористического состава, определением общего проективного покрытия и высоты травяно-кустарничкового яруса, а также проективного покрытия, средней высоты и состояния (жизненности) каждого вида сосудистых растений;

полевое обследование верхних почвенных горизонтов с выполнением их морфологического описания и измерением уплотненности почв прибором «Lang Penetrometer», США. В каждой точке производилось 10-15 измерений, на основе которых рассчитывалось среднее арифметическое значение, используемое в дальнейших оценках.

Обследование сопровождалось крупномасштабным картографированием нарушенных участков методом пикетажной съемки. Для определения фоновых характеристик состояние почвенно-растительного покрова по той же методике и в тех же объемах изучалось также на относительно ненарушенных участках со схожими физико-географическими условиями.

При исследовании линейных воздействий дополнительно через каждые 200 м производилось описание и измерение морфометрических характеристик тропы и всех встречаемых эрозионных форм.

В результате полевых работ были получены морфологические характеристики 12 почвенных разрезов, данные обследований верхнего слоя почв и геоботанические описания травяно-кустарничкового яруса на 8 ключевых участках и 219 учетных площадках (204 -на ключевых участках, 15 - на тропах), а также морфометрические характеристики троп и эрозионных форм на маршруте.

Последующая статистическая обработка полевых данных позволила выявить особенности трансформации природных комплексов под воздействием рекреационных нагрузок. При этом в качестве показателей экологического состояния ПТК выступали как абсолютные характеристики их компонентов (6 показателей), так и расчетные данные по степени их трансформации в сравнении с фоновыми условиями.

Результаты и обсуждение

Установлено, что в результате рекреационных воздействий увеличивается фрагментация природных комплексов.

Растительный покров трансформируется следующим образом. Рекреационные воздействия приводят к формированию ПТК с растительными сообществами, которые отличаются от естественных угнетенным состоянием и обедненным видовым составом или развитием синантропных видов. В результате действия антропогенных факторов площадь тундровой растительности сокращается, наблюдается смена тундровых сообществ луговыми, а также

синантропизация растительных сообществ. Различные степень интенсивности и характер рекреационного воздействия приводят к увеличению мозаичности фитоценозов. При этом практически повсеместно при переходе от нарушенных участков к ненарушенным развиваются вейниковые фитоценозы.

В трансформации почвенного покрова выявлены следующие особенности. Значительные модификации морфологических признаков почв выражаются, в частности, в деградации подстилки, уплотнении верхних почвенных горизонтов, упрощении структуры почвенного профиля. Механическое воздействие приводит

Рис. 3. Развитие процессов дефляции при рекреационном воздействии на вулканических пепловых сухоторфянистых

к активизации процессов минерализации органического вещества: фоновые сухоторфя-нистые почвы при вытаптывании сменяются перегнойными аналогами. При уничтожении естественного растительного покрова, отсутствии подушки кустарничков в условиях хорошо расчлененного рельефа активно развиваются процессы дефляции. По неглубоким котлам выдувания могут формироваться линейные эрозионные образования, которые, постепенно углубляясь, превращаются в глубокие «рытвины» (рис. 3). Уничтожение растительного покрова на пепловых почвах способствует интенсивному развитию процессов линейной эрозии (рис. 4).

Рис. 4. Участки развития линейной эрозии на вулканических пепловых сухоторфянистых почвах. Слева - участок туристической тропы Долина гейзеров - кальдера влк. Узон; справа - участок туристической тропы кальдера влк. Узон - влк. Бурлящий. Фото А.В. Завадской (сентябрь 2008 г.).

Рис. 5. Распределение ПТК разных категорий состояния

Пространственное распределение нарушений в результате рекреационных воздействий соответствует линейно-сетевому принципу, описанному Б.Б. Родоманом [9]. Структура изучаемых объектов позволяет отнести их к хорионам [8] двух типов - с ядрами-скоплениями (стоянки, смотровые и вертолетные площадки) и ядрами-потоками (тропы, дороги). Область распространения воздействия ядер-скоплений в обследованных ПТК составляет 5-12 м (без учета шумового фактора). Средняя ширина оболочки ядер-потоков (туристических троп) - 0,7 м по каждую сторону от тропы. Установлено, что благоустройство территорий значительно (на 30-80%) снижает распространение и интенсивность нарушений.

По мере удаления от ядра воздействия выделяется 5 категорий состояния ПТК, различающихся степенью трансформации их компонентов по сравнению с фоновыми условиями (рис. 5).

Для ядра воздействия (5-я категория состояния) характерно отсутствие растительного покрова или наличие группировок угнетенных синантропных видов (Agrostis кыёв1, Plantago camtschatica и др.), исчезновение или значительная деградация подстилки (снижение мощности на 90% по сравнению с фоном), уплотнение почв. Зона минимальных антропогенных трансформаций (1-я категория состояния) представлена фоновой растительностью на практически неизмененных слоисто-пепловых почвах; средняя высота травяно-кустар-ничкового яруса составляет 35-40 см, общее проективное покрытие - более 60%.

В результате изучения сочетаний и пространственных распределений разных категорий состояния для горных тундр на пепловых почвах выделены 3 стадии рекреационной дигрессии, каждая из которых индицируется определенными значениями качественных и количественных показателей состояния растительного покрова и верхних почвенных горизонтов (см. таблицу).

1-я стадия. Рекреационное воздействие на туристических стоянках выражается в формировании редкой сети тропинок, появлении среди тундровой растительности незначительного количества луговых видов, подстилка находится в начальной фазе разрушения. Участки, лишенные растительного покрова, занимают не более 3-5% площади участка. Тропы имеют ширину не более 35 см и глубину до 15 см, визуальные признаки нарушения растительного покрова по обе стороны от тропы практически отсутствуют.

2-я стадия. На стоянках увеличивается фрагментация ПТК, возрастает число луговых видов в сообществах, уменьшается мощность подстилки, появляются «окна вытаптывания», занимающие 5-15% участка. Тропы углубляются, что приводит к расширению зоны воздействия за счет прокладывания новых троп параллельно существующей. Наблюдается развитие единичных эрозионных форм.

3-я стадия. Разреженный растительный покров представлен в основном луговыми и синантропными видами. Площадь «окон вытаптывания» превышает 15% общего размера участка. Подстилка встречается фрагментарно. Наблюдается активное развитие дефляции. Тропы приобретают глубину более 30 см, что провоцирует туристов прокладывать рядом новые тропы. Таким образом область сильного воздействия расширяется. Вдоль троп фиксируется развитие многочисленных и обширных эрозионных форм глубиной более 0,25 м. В целом наблюдается необратимая деградация природных комплексов с уничтожением их эстетических свойств, определяющих привлекательность рекреационных объектов.

Граница устойчивости ПТК проходит между 2-й и 3-й стадиями рекреационной дигрессии. Соответственно, предельно допустимые изменения компонентов рассматриваемых

Состояние почвенного и растительного покровов на различных стадиях рекреационной дигрессии ПТК вулканических районов Камчатки

Параметры состояния почвенного и раститель- Стадия рекреационной дигрессии

ного покровов и морфометрические характери- 1 - слабая 2 - средняя 3 - сильная

стики тропы

При площадных воздействиях

Видовой состав Близок Распростране- Преобладание

к фоновому ние луговых и луговых и

(I* = 0,3-0,55) синантропных синантропных видов

видов

й Количество видов 4-8 6-9 0-5

с о

н ь Проективное покрытие, % > 60 30-60 < 30

£

ти Средняя высота, см 30-50 20-30 < 20

Рч

Мощность подстилки, см 4-5 2-3 0-1

Мощность гумусово-аккумулятивных 10-16 5-10 0-5

а горизонтов, см

в р Уплотненность, усл. ед. 5-7 7-9 9-12

с

Характеристика тропиночной сети Несколько Несколько Разветвленная

слабовыра- выраженных троп тропиночная сеть,

женных троп более 15% участка

Площадь «окон вытаптывания», % < 5 5-15 > 15

При линейных воздействиях

Глубина, см < 15 15-30 > 30

а с о Ширина, см 25-35 35-50 > 50

£ Уплотненность почв, усл. ед. 7-9 9-11 11-14

е Степень развития Отсутствуют Присутствуют Имеются

л н единичные многочисленные

н § 3 формы развитые формы

п 8 о & Глубина, см 0 0-25 > 25

ро Объем, м3 0 0-1 > 1

Стадия дигрессии области воздействия вокруг

тропы (по шкале для площадных воздействий) 1 1, 2 2, 3

Примечание. В скобках указано процентное изменение значения параметра по сравнению с фоновыми условиями, рассчитанное по формуле: (а - Ь) / Ь х 100%, где а и Ь — значения параметра на нарушенном и фоновом участках, соответственно.

*1 - коэффициент флористической неоднородности (по: [14]): I = 0,5 х Р1 - Р21, где Р1 и Р2 - нормированные значения проективного покрытия вида на нарушенном и фоновом участках, соответственно.

ландшафтов под воздействием рекреационных нагрузок индицируются значениями показателей на 1-й и 2-й стадиях.

В результате исследований установлено, что 37% троп имеют 3-ю стадию дигрессии, наблюдается активное развитие процессов линейной эрозии. Большинство участков распространения площадных воздействий находится на 2-й стадии дигрессии. Самые значительные нарушения приурочены к открытым и возвышенным пространствам плато и связаны с активизацией процессов дефляции и водной эрозии.

Выводы

Проведенное исследование показало, что в результате рекреационных воздействий увеличивается фрагментация природных комплексов, формируются ПТК с трансформированными растительными сообществами, отличающимися от естественных структурой и обедненным видовым составом или, напротив, видовым составом, обогащенным синантропами. Рекреационное воздействие на почвы приводит к активизации процессов минерализации органического вещества (фоновые сухоторфянистые почвы сменяются перегнойными), изменению структуры почвенного профиля, деградации подстилки, уплотнению верхних почвенных горизонтов.

В горных тундрах на пепловых почвах выделяется три стадии рекреационной дигрессии. Наши исследования подтверждают описанные в литературе [6, 13, 17, 19, 20 и др.] закономерности изменения компонентов экосистем под воздействием рекреационных нагрузок, дополняя указанные работы количественными и качественными параметрами компонентов ПТК на различных стадиях дигрессии, характерными для вулканических районов. Предложенные нами индикаторы и шкала определения разных стадий дигрессии ПТК могут использоваться для экспресс-оценки состояния ПТК и мониторинга рекреационных воздействий на компоненты вулканических ландшафтов Камчатского края, которые во многом определяют специфику природопользования в регионе.

Основными факторами, обусловливающими интенсивную деградацию природных комплексов вулканических районов под воздействием рекреационных нагрузок, являются: расчлененность рельефа, низкая противоэрозионная устойчивость пепловых и гидротермальных почв, высокая уязвимость тундровых растительных сообществ. Эти особенности необходимо учитывать при планировании развития туристической деятельности на Камчатке.

ЛИТЕРАТУРА

1. Голубева Е.И., Завадская А.В. Потенциал устойчивого развития рекреационного природопользования на особо охраняемых природных территориях Камчатского края // Вестн. Национальной академии туризма. 2012. № 4 (24). С. 43-47.

2. Гудилин И.С., Боголюбская Н.А., Гаврилюк А.Е., Герасимова Л.В., Запорожец В.А., Пармузин И.Ю., Сыпачева К.С. Объяснительная записка к ландшафтной карте СССР масштаба 1 : 2 500 000. М.: Мин-во геологии СССР, 1987. 101 с.

3. Дроздов А.В. Экологический императив и рекреационная география // Изв. РАН. Сер. геогр. 1998. № 4. С. 92-94.

4. Завадская А.В. Геоэкологические аспекты развития рекреационного природопользования на особо охраняемых природных территориях Камчатского края: автореф. дис. ... канд. геогр. наук. М.: МГУ, 2012. 27 с.

5. Завадская А.В., Сажина В.А. От природного к устойчивому туризму: результаты социологических исследований в ООПТ Камчатки // Рос. журн. экотуризма. 2012. № 4. С. 22-30.

6. Казанская Н.С. Изучение рекреационной дигрессии естественных группировок растительности // Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1972. № 1. С. 52-59.

7. Мосолов В.И. Долина гейзеров и туризм: последствия и перспективы рекреационного освоения // Растительный и животный мир Долины гейзеров / под науч. ред. Е.Г. Лобкова. Петропавловск-Камчатский: Камчат. печатный двор, 2002. С. 283-296.

8. Ретеюм А.Ю. Земные миры. М.: Мысль, 1988. 226 с.

9. Родоман Б.Б. Поляризованная биосфера. Смоленск: Ойкумена, 2002. 336 с.

10. Соколов И.А. Вулканизм и почвообразование. М.: Наука, 1973. 224 с.

11. Чернягина О.А. Флора термальных местообитаний Качатки // Тр. КИЭП ДВО РАН. Петропавловск-Камчатский: Камчат. печатный двор, 2000. Вып. 1. С. 198-228.

12. Чижова В.П., Севостьянова Л.И. Экологический туризм: географический аспект. Йошкар-Ола: Марийский гос. техн. ун-т, 2007. 276 с.

13. Cole D.N. Experimental trampling of Vegetation. II. Predictors of Resistance and Resilience // J. Appl. Ecol. 1995. Vol. 32. P. 215-224.

14. Cole D.N. Wilderness campsite monitoring methods: a sourcebook: Gen. Tech. Rep., INT-259 / Intermountain Res. Station; U.S. Department of Agriculture, Forest Service. Ogden, UT, 1989. 57 p.

15. Erfurt-Cooper P., Cooper M. Volcano and geothermal tourism: sustainable geo-resources for leisure and recreation. London; Washington, DC.: Earthscan, 2010. 378 p.

16. Hammitt W.E., Cole D.N. Wildland recreation: ecology and management. 2nd ed. N.Y.: John Wiley, 1998. 361 p.

17. Holmes D.O., Dobson H.E.M. Ecological Carrying Capacity Research: Yosemite National Park. Pt I. The Effect of human trampling and urine on subalpine vegetation - a survey of past and present backcountry use and the ecological carrying capacity of wilderness / U.S. Department of Commerce, National Tеchnical Information Service. Springfield, VA, 1976. 147 p.

18. Leung Y., Marion J.L. Recreation Impacts and Management in Wilderness: A State-of-Knowledge Review // Wilderness science in a time of change conference / eds D.N. Cole et al. 1999, May 23-27. Vol. 5. Wilderness ecosystems, threats, and management; Missoula, MT. Proceedings RMRS-P-15-VOL-5. Ogden, UT: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, 2000. P. 23-48.

19. Settergen C.D., Cole D.M. Recreation Effects on Soil and Vegetation in the Missouri Ozarks // J. Forest. 1970. Vol. 68. P. 231-233.

20. Zavadskaya A.V. Recreation monitoring of resource conditions in the Kronotsky State Natural Biosphere Reserve (Kamchatka): an initial assessment // Geography, Environment, Sustainability. 2011. Vol. 2 (4). Р. 47-58.

Новые книги

Казаченко И.П., Мухина Т.И. Корневые галловые нематоды рода Meloidogyne Goeldi (Tylenchida: Meloidogynidae) мировой фауны.

Kazachenko I.P., Mukhina T.I. Root knot nematodes genus Meloidogyne Goeldi (Tylenchida: Melodogynidae) of the world.

Владивосток: Дальнаука, 2013. - 307 с. ISBN 978-5-8044-1366-9.

Биолого-почвенный институт ДВО РАН)

690022, Владивосток, просп. 100-летия Владивостока, 159

Fax: (423) 231-01-93. E-mail: ibss@ibss.dvo.ru

В работу включены 97 видов нематод рода Meloidogyne, которые сопровождаются описанием и рисунками самок, самцов и личинок II стадии развития, диагностические признаки видов, данные о растениях-хозяевах и географическом распространении. Приводится краткая историческая справка о становлении рода Meloidogyne, сведения об общей морфологии самцов, самок, личинок II стадии, биологии развития, основные методы профилактики и борьбы с этими паразитами. Карты географического распространения публикуются впервые. Предлагаемая монография является обобщением результатов описания и рисунков видов мировой фауны.

Книга предназначена для агрономов, специалистов по защите растений, работников карантинной службы, студентов и преподавателей агрономических и биологических факультетов.

In the work included 97 species, which are accompanied Ьу а description and pictures of males, females and larvae II stage of development, of the diagnostic features, data оп host plants and geographical distribution. In addition, given а brief history of the formation of the genus Meloidogyne, information оп the general morphology of the males, females and larvae stage II, developmental biology. The basic methods of prevention and control of these pests. Geographic distribution maps published before. This monograph is а generalization of the description and drawings of the world fauna in the same work.

The book is intended for agronomists, specialists in plant protection, quarantine service workers, students and teachers of agronomic and biological departments.