Перспективы развития урболесоведения в России

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ УРБОЛЕСОВЕДЕНИЯ В РОССИИ

Л.П. РЫСИН, член-корреспондент РАН, Институт лесоведения РАН,

С.Л. РЫСИН, проф. каф. лесных культурМГУЛ, канд. биол. наук

Характерной особенностью нашей эпохи является урбанизация - исторический процесс возрастания роли городов в жизни общества, связанный с индустриализацией и активным распространением городского образа жизни. Если в середине XIX в. в городах проживало только 2 % населения, в начале XX в. - 10 %, в 1970-х гг. -33 %, то сейчас более 50 %. В Германии горожане составляют 94 % населения страны, в Англии и Японии - 76 %, в России и США - 74 % [6]. Предполагается, что к 2025 г. в урбанизированном мире будет жить более 60 % населения планеты. Одновременно происходит значительная концентрация населения на ограниченных площадях; в России, например, городские территории составляют в общей сложности всего лишь 0,65 % от площади страны. За последние десятилетия Московский регион, объединяющий Москву и Московскую область, стал одним из наиболее урбанизированных регионов мира. Здесь на территории меньшей 0,3 % площади Российской Федерации проживает более 10 % населения страны (около 15 млн чел.). Регион перенасыщен промышленными предприятиями и производствами: в Москве их более

2,5 тыс., в области - более 1 тыс. Промышленнопроизводственные зоны занимают почти пятую часть площади Москвы, что значительно больше, чем в крупнейших европейских городах [15].

В конце XIX в. был открыт общий закон смещения термодинамического равновесия, более известный под названием принципа Ле Ша-телье: внешнее воздействие, выводящее систему из термодинамического равновесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. Принцип Ле Шателье предназначался для описания поведения неорганических систем, позднее он стал использоваться более широко, в том числе и для анализа систем биологических. Последние также стремятся к сохранению состояния равновесия (гомеостаза) и к его восстановлению в случае нарушения.

Природные экосистемы обладают способностью к саморегуляции, т.е. восстановлению внутренних свойств после какого-либо внешнего (природного или антропогенного) воздействия. Напротив, так называемые урбоэкосистемы (эко-

системы урбанизированных территорий) как правило не достигают состояния равновесия. Постоянно выполняемые строительные работы меняют не только рельеф, но и условия подземной среды; возникают локальные термопросадки, карстовые провалы, подтопление и т.д. Природные качества теряет почвенный покров. Промышленные предприятия и транспорт вызывают растущее загрязнение атмосферы и почвы, что, в свою очередь, пагубно сказывается на растительном и животном мире. Дополнительным фактором, имеющим существенное значение, становятся рекреационные нагрузки. Эти обстоятельства побудили сформулировать понятие «урбоэкосистемы» - природно-городской системы, состоящей из фрагментов природных экосистем, окруженных домами, промышленными зонами, автодорогами и т.д. Урбо-экосистема искусственно создается в результате деградации, уничтожения и/или замещения природных систем [16].

Говоря о урбоэкосистемах, не следует забывать о том, что термином «экосистема» принято обозначать единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные (неживые) компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии. Именно такой характер взаимоотношений между компонентами экосистемы обуславливает ее устойчивость и перспективы существования. Четверть века назад возникла идея создания «экополисов» - городов с сопряженным развитием природы и общества, и хотя реальных примеров воплощения этой идеи в жизнь пока нет, хочется надеяться, что это не утопия.

Несомненной необходимостью является сохранение на урбанизированных территориях природной биотической компоненты, в первую очередь лесных насаждений, значение которых для городского населения трудно переоценить. Лесные сообщества выполняют водоохранные и почвозащитные функции, создают более комфортные для человека мезоклиматические условия, задерживают пыль, поглощают избыток углекислого газа и насыщают воздух кислородом, являются местами отдыха горожан. Для сохранения лесных насаждений на урбанизированных тер-

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2007

45

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

риториях нужно учитывать специфику существования леса и его компонентов в условиях, не адекватных природной среде. Свои особенности должно иметь и ведение здесь лесного хозяйства. Эти задачи рассматривает урболесоведение - область науки о лесе, охватывающая все стороны жизни лесных насаждений в условиях города и его окрестностей. Структура и основные положения этого научного направления должны соответствовать традиционным (классическим) принципам лесоведения, но при исследованиях нужно учитывать специфику урбанизированной среды. Еще в конце XIX века В.В. Докучаев обращал внимание на необходимость детального естественно-исторического, физико-географического и сельскохозяйственного исследования С.-Петербурга и его окрестностей, для чего разработал разностороннюю комплексную программу.

Одним из ведущих направлений в урболе-соведении должно быть комплексное изучение ур-баногенного воздействия на лесную биоту как на организменном, так и на экосистемном уровнях. В этих уловиях на растения действует сложный комплекс факторов, к числу которых относятся: загрязненность воздуха и почв, несколько иные микроклиматические условия и световой режим (неестественное вечернее и ночное освещение), изменение многих показателей почвенных условий (влажность, аэрация, плотность, твердость, водопроницаемость, загрязнение тяжелыми металлами и др.), проявляющееся в той или иной форме рекреационое воздействие.

Давно изучается влияние техногенного загрязнения воздуха и почвы на лесообразующие породы. Оно отражается на жизнедеятельности всех древесных пород, но в неодинаковой степени, тем более, что характер воздействия и качественно, и количественно может быть разным. Различны химический состав токсикантов, их концентрация, продолжительность действия и т. д. При совместном действии разных загрязнителей последствия могут быть суммарными (аддитивными), взаимно усиливающими (синэнер-гическими) и антогонистическими. Атмосферное загрязнение затрагивает, в первую очередь, метаболические и физиологические процессы. Разрушаются ультрамикроскопические структуры клеток ассимиляционного аппарата растений, уменьшается интенсивность роста, меняется габитус, сокращается продолжительность жизни и т. д. Меняются конкурентноспособность и устой-

чивость деревьев разных пород, следствием чего может быть существенно иной характер взаимоотношений при их совместном произрастании. Проблеме техногенного влияния на лесные породы посвящена обширная литература как в нашей стране, так и за рубежом, поэтому мы не видим необходимости в обстоятельном обсуждении этой темы. Толерантность основных лесообразующих пород в условиях рекреационного лесопользования описана А.В. Абатуровым [1].

На состоянии нижних ярусов растительных сообществ особенно заметно сказывается рекреационное воздействие, которое проявляется в уплотнении верхних горизонтов почвы, в частичном или полном уничтожении растений. В результате меняются размеры и жизненность растений, интенсивность и тип размножения (семенное размножение может смениться вегетативным и т. д.). Например, типично лесной вид - копытень европейский - в деградирующих парковых сообществах приобретает формы и рост, отличные от ненарушенных условий. К их числу относятся «распластанная» форма с длинными слабоветвящимися корневищами и немногочисленными, далеко отстоящими друг от друга парами листьев (обычна при невысоком уровне деградации) и «компактная» форма с относительно короткими, многократно ветвящимися корневищами и сближенными парами листьев (возникает при значительной деградации). На интенсивное вытаптывание копытень реагирует также резким усилением семенной продуктивности [9]. Стратегия поведения и выживания различных видов растений заслуживает обстоятельного изучения, причем ответы на многие возникающие вопросы могут быть получены только с помощью стационарных многолетних наблюдений и экспериментов (например моделирование нормированных нагрузок и т. д.).

В настоящее время возрастает интерес специалистов к анализу процессов, протекающих под антропогенным влиянием. Особое внимание исследователей привлекает так называемая спонтанная (т.е. возникающая самопроизвольно) растительность городов. Этот вид растительности является составляющей автотрофного блока урбосистем, не требует материальных и трудовых затрат, играет заметную роль в поддержании городской среды, препятствует эрозии почв нарушенных местообитаний, нередко содержит в составе ценные лекарственные и редкие, нуждаю-

46

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2007

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

щиеся в охране виды. С другой стороны, в составе спонтанной растительности нередко появляются виды, вызывающие аллергические реакции у человека, а также злостные, в том числе карантинные, сорняки полей. В конечном итоге формируется своеобразная городская флора, в составе которой сокращается роль видов-аборигенов, но зато много синантропных видов, обязанных своим появлением и расселением человеку.

Состав и структура травяно-кустарничко-вого яруса в лесных насаждениях используются для индикации их состояния и оценки рекреационного потенциала лесопарковых ландшафтов [20]. Для большого числа видов травянистых растений (около 300) определена их толерантность к рекреационному воздействию [19, 21]. Собрана аналогичная информация относительно лишайников [4] и мохообразных [2].

Объектом исследований урболесоведения должен стать животный мир урбанизированных территорий, в частности орнитофауна. Значительная часть видов птиц, обитающих в городах и пригородах, связана с лесными насаждениями. Особый интерес представляют результаты многолетних наблюдений, отражающих динамику состава, численности и структуры орнитофауны. Выводы разных авторов далеко не всегда однозначны, хотя речь идет об одних и тех же видах. Например, К.В. Авилова и Г.С. Еремкин [3], анализируя динамику фауны птиц на территории Лесной опытной дачи МСХА им. К.А. Тимирязева за период с 1915 г., называют коршуна в числе видов, для которых характерно сокращение численности и даже исчезновение. Б.Л. Самойлов и Г.В. Морозова [23] также относят коршуна к группе наиболее «пугливых» хищных птиц. Напротив, по наблюдениям И.Л. Ирисовой [7], в Барнауле коршун, который прежде прилетал в город только для того, чтобы кормиться, теперь гнездится и к тому же очень плотно. В ЛОД МСХА численность скворца постоянно растет, а в Барнауле он исчез. В Москве численность серой вороны достаточно стабильна, а в Барнауле она быстро растет. Подобных противоречивых примеров можно привести немало, а это означает, что проблема городской орнитофауны нуждается в дальнейшем исследовании.

Даже в таком крупном городе, как Москва, в лесных сообществах сохраняются млекопитающие [8]. Если столетие назад в границах города были зафиксированы 53 вида млекопитающих,

то к настоящему времени здесь все еще остается около 40 видов, несмотря на то, что у многих из них численность и ареалы обитания значительно сократились. Исчезли крупные хищники - волк и барсук, лишь изредка удается увидеть лисицу. Сохраняются горностай, ласка, лесная куница, черный хорь. В городской части Национального парка «Лосиный остров» до сих пор живут лоси и кабаны.

Постоянным обитателем крупных лесопарковых массивов является заяц-беляк, есть и заяц-русак. Летучие мыши, которые в 40-х гг. прошлого века были довольно обычны, ныне стали очень редкими из-за того, что деградировали природные ландшафты. В некоторых лесопарках остается стабильной численность ежей, кротов, обыкновенной бурозубки. В том же Лосином острове встречаются типичные для Московского региона виды земноводных и пресмыкающихся, хотя в городских условиях они составляют одну из наиболее уязвимых групп животных, в первую очередь из-за повсеместного уничтожения необходимых для них условий местообитания [12]. Недавно опубликованная «Красная книга города Москвы» [11] дает почти исчерпывающее представление об обитающих на территории Москвы видах растений, грибов и животных, которым грозит исчезновение уже в ближайшее время.

Только в городских лесопарках, ботанических садах и парках сохраняются почвы, близкие к исходным, но даже и они испытали существенные антропогенные изменения [17]. В большинстве случаев почвы урбанизированных территорий (урбаноземы) представляют собой созданный человеком поверхностный слой мощностью более 50 см, полученный в результате подсыпки, перемешивания, погребения или загрязнения материалами урбаногенного происхождения [16]. Среди основных экологических функций, выполняемых почвами, наиболее чувствительными к антропогенной деятельности являются так называемые информационные функции; они меняются уже при незначительном воздействии на среду [10].

Изменяются все физические и многие химические параметры почвы, в поверхностных горизонтах накапливаются тяжелые металлы. Специфический характер приобретает и почвенная мезофауна [5, 25], меняются микробиологические свойства почв [24]. Асфальтовое покрытие «запечатывает» дневную поверхность почвы,

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2007

47

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

существенно ограничивая ее участие как в малом биологическом, так и в большом геологическом круговоротах веществ и энергии, переводя значительную часть почв урбанизированных территорий в биологически неактивные [16].

Большое значение для понимания процессов, происходящих в лесах на урбанизированных территориях, имеет организация лесного мониторинга. Полвека назад по инициативе академика В.Н. Сукачева в опытном Серебряноборском лесничестве, частично входящем в городскую черту, были заложены первые постоянные пробные площади, сохраняющиеся и поныне. К настоящему времени продолжительность периодических наблюдений на этих стационарных участках составляет 35-50 лет. В жизни леса этот срок относительно невелик, но, тем не менее, он позволил выявить определенные динамические тенденции как естественного, так и антропогенного происхождения [18].

Уже сейчас мы имеем основания для прогноза будущего состояния лесов разного породного состава на урбанизированных территориях, но очевидно, что его достоверность будет увеличиваться при систематическом продолжении наблюдений на постоянных пробных площадях. Обязательным компонентом этих наблюдений должен быть лесопатологический мониторинг [13].

Большое значение имеет совершенствование практики ведения хозяйства в лесных насаждениях городов и их окрестностей. На урбанизированные территории нельзя автоматически переносить ставшие привычными приемы ведения лесного хозяйства, например санитарных рубок или рубок ухода, не проведя предварительно соответствующей разъяснительной работы среди населения. Лесокультурные работы должны ориентироваться на рекреационное назначение будущих лесов [22]. Нередко заходит речь об обогащении городских лесов путем возвращения ранее обитавших здесь, но уже исчезнувших видов растений. Наш многолетний опыт показал, что сделать это крайне сложно и гораздо целесообразнее принимать меры для сохранения того, что еще осталось.

За рубежом давно существует и успешно развивается «urban forestry» - направление лесоведения и лесоводства, которое включает «искусство, науку и технологию управления деревьями и лесными ресурсами в пределах города и его окрестностях в интересах обеспечения фи-

зиологических, социологических, экономических и эстетических потребностей общества» (The Dictionary of Forestry, 1998). Впервые этот термин появился в США в 1894 г., но сама концепция этой научной области стала разрабатываться значительно позже, причем как в Америке, так и в Европе. Не сразу удалось преодолеть терминологические трудности, но к настоящему времени удалось достичь взаимопонимания специалистов разных стран. Американское общество лесоводов инициировало создание рабочей группы по проблемам городского лесоводства, предложив следующее определение: городское лесоводство - это специализированная отрасль, которая занимается посадкой и выращиванием деревьев для их современного и будущего участия в социальном и экономическом развитии городов. Одна из задач - образование населения относительно роли деревьев и сопутствующих им растений в состоянии городской среды. В широком смысле областями интересов городского лесоводства являются также сохранение участков дикой природы, рекреация, ландшафтное планирование. В 1973 г. был создан комитет городского лесоводства. С 60-х годов XX века во многих лесных колледжах США и Канады читаются курсы лекций по городскому лесоводству и готовятся соответствующие специалисты.

В России урболесоведение должно занять достойное место и в теоретических разработках лесоведения, и в решении проблем прикладного значения. С нашей точки зрения, основными разделами этой научной области должны быть:

1) различные аспекты и механизмы урба-ногенного влияния на лесную биоту (растительность, животный мир, грибы, микроорганизмы, почву);

2) стратегия поведения различных видов растений и животных в условиях урбанизированной среды;

3) урбаногенная трансформация лесных экосистем;

4) мониторинг лесной биоты в условиях урбанизированной среды (включая фитопатологический мониторинг);

5) технология ведения лесного хозяйства на урбанизированных территориях.;

6) технология лесовосстановительных мероприятий на урбанизированных территориях.

Нужны соответствующие учебные курсы и пособия, позволяющие готовить высококвали-

48

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2007

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

фицированных специалистов, потребность в которых несомненна.

Академик Н.Н. Моисеев [14] писал: «Человек не приспособлен к жизни в муравейнике. Эта чужеродность города природной сущности человека порождает множество разнообразных и опасных следствий. Но поскольку рост мегаполисов (гигантских городов) неизбежен, общество должно сформулировать определенную стратегию, способную, сохранив основные преимущества жизни в городах, в максимальной степени уменьшить ее негативные последствия». Научно обоснованная концепция урболесоведения должна стать важнейшей составной частью этой стратегии.

Библиографический список

1. Абатуров, А.В. Толерантность основных лесообразующих пород в условиях рекреационного лесопользования / А.В. Абатуров // Динамика и устойчивость рекреационных лесов. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. - С. 25-65.

2. Абрамова, Л.И., Игнатов, М.С. Мохообразные в условиях рекреационного лесопользования / Л.И. Абрамова, М.С. Игнатов // Влияние рекреации на лесные экосистемы и их компоненты. - М.: ОНТИ ПНЦ РАН, 2004. -С. 177-214.

3. Авилова, К.В., Еремкин, Г.С. Многолетняя динамика фауны городской природной территории на примере ЛОД МСХА им. К.А.Тимирязева / К.В. Авилова, Г.С. Еремкин // Экология фундаментальная и прикладная. Проблемы урбанизации. - Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2005. - С. 36-38.

4. Бязров, Л.Г Лишайники в лесных рекреационных насаждениях Москвы / Л.Г Бязров // Влияние рекреации на лесные экосистемы и их компоненты. - М.: ОНТИ ПНЦ РАН, 2004. - С. 149-176.

5. Грюнталь, С.Ю. Почвенные беспозвоночные в условиях рекреационного лесопользования / С.Ю. Грюнталь // Влияние рекреации на лесные экосистемы и их компоненты. М.: ОНТИ ПНЦ РАН, 2004. - С. 215-248.

6. Дементьев, Б.П. Экология и процесс урбанизации / Б.П. Дементьев // Экология фундаментальная и прикладная. Проблемы урбанизации. - Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2005. - С. 110-112.

7. Ирисова И.Л. Птицы городов Алтайского края / И.Л. Ирисова // Экология фундаментальная и прикладная. Проблемы урбанизации. - Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2005. - С. 141-142.

8. Карасева, Е.В., Самойлов, Б.Л., Морозова, Г.В. и др. Млекопитающие Москвы (исключая грызунов) за последние 100 лет / Е.В. Карасева, Б.Л. Самойлов, Г.В. Морозова, и др. // Природа Москвы. - М.: Биоинформсер-вис, 1990. .- С. 121-141

9. Карманова, И.В., Рысина, ГП. Поведение некоторых лесных видов в нарушенных лесных сообществах / И.В. Карманова, Г.П. Рысина // Изв. РАН. - Сер.биол. - 1995. - №2. - С. 231-239.

10. Колесников, С.И., Казеев, К.Ш., Вальков, В.Ф. Экологические функции почв и влияние на них загрязнения

тяжелыми металлами / С.И. Колесников, К.Ш. Казе-ев, В.Ф. Вальков // Почвоведение, - 2002. - № 12. -С. 1509-1514.

11. Красная книга города Москвы. - М.: АБФ, 2001. - 624 с.

12. Леонтьева О.А., Семенов Д.В. Земноводные и пресмыкающиеся на территории Москвы / О.А Леонтьева, Д.В. Семенов // Природа Москвы. - М.: Биоинформсер-вис, 1990. - С. 225-238.

13. Мозолевская, Е.Г Концепция мониторинга состояния насаждений и городских лесов / Е.Г. Мозолевская // Вестн. Моск. гос. ун-та леса - Лесной вестник. - 1998. -№ 3. - С. 5-13.

14. Моисеев, Н.Н. Проблемы мегаполисов - их возможное будущее / Н.Н. Моисеев // Экология большого города. Альманах. - М.: Прима-пресс, 1996. - С. 8-10.

15. Орлова, Д.В. Эколого-экономические проблемы развития Московской области / Д.В. Орлова // Устойчивое развитие административных территорий и лесопарковых хозяйств. Проблемы и пути их решения: материалы научно-практич. конф. 30-31 октября 2002 г. - М.:, МГУЛ, 2002. - С. 299-305.

16. Почва, город, экология. - М.: Фонд «За экономическую грамотность», 1997. - 320 с.

17. Раппопорт, А.В. Антропогенные почвы ботанических садов, крупных городов и факторы их устойчивости / А.В. Раппопорт, М.Н. Строганова // Влияние рекреации на лесные экосистемы и их компоненты. - М.: ОНТИ ПНЦ РАН, 2004. - С. 249-288.

18. Рысин, Л.П., Савельева, Л.И., Полунина, М.А. Опыт мониторинга городских и пригородных лесов Москвы / Л.П. Рысин, Л.И. Савельева, М.А. Полунина // Вестн. моск. гос. ун-та леса - Лесной вестник. - 1999. - № 2(7).

- С. 33-38.

19. Рысин, Л.П., Рысин, С.Л. Рекреационная толерантность травянистых растений / Л.П. Рысин, С.Л. Рысин // Влияние рекреации на лесные экосистемы и их компоненты. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2004. -С. 74-131.

20. Рысин, С.Л. Методология и методика изучения рекреационного потенциала лесопарковых ландшафтов / С.Л. Рысин // Мониторинг рекреационных лесов. - М.: ОНТИ ПНЦ РАН, 2003. - С. 115-135.

21. Рысин, С.Л. Фитоиндикация рекреационной толерантности травянистых растений в городских и пригородных лесах / С.Л. Рысин // Динамика и устойчивость рекреационных лесов. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. - С. 100-118.

22. Рысин, С.Л. Динамика и рекреационный потенциал искусственных насаждений на урбанизированных территориях / С.Л. Рысин // Динамика и устойчивость рекреационных лесов - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. - С. 142-164.

23. Самойлов, Б.Л. Влияние рекреационного лесопользования на животных / Б.Л. Самойлов, Г.В. Морозова // Природные аспекты рекреационного использования леса.

- М.: Наука, 1987. - С. 36-70.

24. Сидоренко, Н.Н. Особенности микробных комплексов городских почв / Н.Н. Сидоренко, Л.В. Лысак, П.А. Кожевин // - Вестник МГВУ - Сер. 17. Почвоведение.

- 1998. - № 2. - С. 45-49.

25. Стриганова, Б.Р. Животное население городских почв / Б.Р. Стриганова // Почва, город, экология. - М.: 1997.

- С. 111-125.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2007

49