CC BY
80
Труды Карельского научного центра РАН Выпуск 5. Петрозаводск, 2003. С. 89-99
ЛАНДШАФТНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ТАЕЖНЫХ ЛЕСОВ И ПЛАНИРОВАНИЕ МНОГОЦЕЛЕВОГО ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ЛАНДШАФТНОЙ ОСНОВЕ
А. Н. ГРОМЦЕВ
Институт леса Карельского научного центра РАН
Излагаются результаты 20-летнего цикла исследований структуры, спонтанной и антропогенной динамики таежных лесов северо-запада таежной зоны России на ландшафтной основе. Они базировались на специально разработанной классификации и карте географических ландшафтов, построенной по зонально-типоло-гическому принципу. Основным объектом являлась территория Карелии. Охарактеризовано строение лесного покрова на уровне биогеоценоза (фации), урочища, местности, ландшафта и таежного региона. Рассмотрена история хозяйственного освоения северо-запада таежной зоны России и проведен ретроспективный анализ антропогенной динамики лесов с ландшафтной интерпретацией материалов. Подробно описаны ландшафтные варианты пожарных режимов в первобытных лесах (по данным стратиграфического анализа торфяных залежей). Вскрыты ландшафтные закономерности различных стадий и построены схемы сукцессионных рядов лесной растительности. Обосновано представление о ландшафтном комплексе сукцессионных рядов. На ландшафтной основе проведено районирование лесов Карелии по экологическим, ресурсным и хозяйственным критериям. Обсуждена проблема целесообразности использования бассейновой основы (в сравнении с ландшафтной) при оптимизации многоцелевого (многоресурсного) лесопользования. На конкретных примерах показаны возможности внедрения элементов ландшафтно-экологического планирования в практику природопользования и охраны природы.
Такое крупное целенаправленное исследование ландшафтных закономерностей структурно-динамической организации лесов с прикладной интерпретацией материалов в европейской части таежной зоны проведено впервые. Полученные данные позволяют обозначить новое направление в лесоведении - ландшафтную экологию лесов.
А. N. GROMTSEV. LANDSCAPE PATTERNS OF STRUCTURAL-DYNAMIC ORGANIZATION OF TAIGA FORESTS AND PLANNING OF MULTI-PURPOSE FOREST USE ON LANDSCAPE BASIS
The results of 20-years landscape based research into the structure, spontaneous and antropogenic dynamics of taiga forests on landscape basis in north-west taiga zone of Russia are presented. The investigations were based on a specially developed classification and map of geographical landscapes, designed in accord with the zonal- typological principle. The structure of the forest cover was characterised at the biogeocenosis (facies), urochishche, terrain, landscape and taiga region levels. The history of economic development of the north-western taiga zone of Russia was considered and a retrospective analysis of the antropogenic dynamics of forests was carried out (with landscape interpretation of the data). The landscape variants of fire regimes in primeval forests were described in detail (using the data of stratigraphic analysis of peat deposits). The landscape patterns of various dynamic stages were revealed and schemes of successional series of the forest vegetation were constructed. The concept of the landscape complex of successional series was substantiated. Landscape based zoning of forests in Karelia by ecological, resource and economic criteria was carried out. The problem of the expediency of using of watershed (in comparison with the landscape approach) for optimising the multi-purpose (multi-resource) forest use was discussed. Specific examples were used to
demonstrate the opportunities for implementation of ecological-landscape planning elements (in the nature use and conservation practices).
This is the first time such a large purpose-oriented study of the landscape patterns in the structure and dynamic organization of forest including applied interpretation of the data was carried out in the european part of the taiga zone. The data obtained set the prerequisites for the development of a new line in the forest science - forest landscape ecology.
Введение
Во второй половине XX века исследования лесов успешно развивались на базе биогеоце-нотической концепции академика В. Н. Сукачева. Однако по мере накопления материалов все очевидней становилась необходимость исследования лесного покрова на надбиогеоценоз-ном уровне. Это связано с тем, что структура и динамика, функции и ресурсы лесов во многом определяются на уровне естественным образом организованных территориально-функциональных единств более высоких таксономических рангов, чем биогеоценоз. Необходимы исследования и прикладные разработки в области ландшафтной экологии лесов - экологии лесных массивов (биогеоценотических комплексов) в пределах географических ландшафтов и на субландшафтном уровне.
К началу 80-х гг. XX века проблемы выявления ландшафтных закономерностей структуры и динамики лесов в связи с оптимизацией многоцелевого (многоресурсного) лесопользования оставались сравнительно малоисследованными. Большинство работ, касающихся этого направления, носило либо частный характер, либо это были отдельные теоретические предположения. Целенаправленного, комплексного, многоаспектного исследования структуры и динамики лесных экосистем на основе специально разработанной классификации и карты ландшафтов до наших исследований не проводилось. Тем не менее нарастающее внимание к этим проблемам и начало широкого внедрения концепции ландшафтно-экологического планирования в практику лесопользования в странах Северной Европы подтверждали его очевидную актуальность и перспективность.
Методологическая основа, исследуемый регион и экспериментальный материал
В Карелии работы в этом направлении начались в рамках комплексных исследований таежных ландшафтов в Институте леса Карельского научного центра РАН во второй половине 1970-х гг. под руководством к. с.-х. н. А. Д. Волкова. В основу была положена предварительно разработанная оригинальная классификация и карта ландшафтов (табл. 1), совершенствуемая по мере инвентаризации территории. В состав
творческой группы входили специалисты не только по лесоведению и лесоводству, но и по геоморфологии, почвоведению, болотоведению, геоботанике, зоологии и охране природы.
Таблица 1. Классификация и карта ландшафтов Карелии (по: Волков и др., 1990, 1995)
Преобладающие Заболоченность территории типы лесных местообитаний (по сильная средняя слабая коренным форма- >50% 20-50% <20% _циям)_
I. Озерные, озерно-ледниковые и морские (м) равнины Еловые 1 2
Сосновые 3 4 5
II. Ледниковые (л) и водно-ледниковые (вл) холмисто-
грядовые
Еловые 6
Сосновые 7 8 9
III. Ледниково-аккумулятивные сложного рельефа Еловые 10
Сосновые 11
IV. Денудационно-тектонические холмисто-грядовые с комплексами ледниковых образований (л) и низкогорь-ями (г)
Еловые 12
Сосновые 13 14
V. Денудационно-тектонические грядовые (сельговые)
Еловые 15 16
Сосновые 17 18 VI. Скальные
Сосновые 19 20
Применительно как к познанию закономерностей строения, спонтанных и антропогенных изменений лесного покрова, так и к решению широкого круга прикладных задач многоцелевого (многоресурсного) лесопользования отечественная ландшафтная концепция территориальной организации природных систем тогда представлялась эффективным инструментом (рис. 1).
Исследуемый регион (северо-запад России) -один из наиболее репрезентативных в ландшафтном отношении в пределах обширных таежных территорий Европы, поэтому может быть успешно использован в качестве модельного объекта для решения перечисленных проблем.
Основной объем экспериментального материала включал натурные обследования практически всех предварительно выделенных 33 типов ландшафта. Было заложено 55 ландшафтных профилей общей протяженностью около 275 км. На профилях и при маршрутных обследованиях сделаны описания около 3 тыс. биогеоценозов.
©
Рис. 1. Иерархическая система естественной территориальной дифференциации лесного покрова на ландшафтной основе:
1 - ландшафтная страна, 2 - ландшафтная зона (подзона), 3 - ландшафтный район, 4 - ландшафт, 5 - местность, 6 -урочище, 7 - фация в пределах коренного биогеоценоза (см. табл. 2)
В торфяных залежах для стратиграфического анализа пробурено 800 скважин до минерального горизонта. Общая протяженность рекогносцировочных маршрутов при учете естественного возобновления леса составила величину не менее 500 км. Произведено дешифрирование аэрофотоснимков на 20 ключевых участках средней площадью 500 га и многое другое.
Итак, был проведен 20-летний цикл исследований структуры и динамики лесного покрова на ландшафтной основе с попыткой интерпретации результатов для использования в
практике природопользования. Все материалы изложены в монографии (Громцев, 2000). В данной статье представлены обобщенные итоги исследований с наиболее показательными фрагментами материалов.
Ландшафтные закономерности структуры и динамики таежных лесов
Под структурой лесного покрова понималась его территориальная дифференциация на составные части различного иерархического
Таблица 2. Иерархическая система естественной территориальной дифференциации лесного покрова на ландшафтной основе (курсивом приведены единицы, используемые в северо-западном Онтарио; по: (Засеу е! а1., 1996)
№ п/п Территориальная единица
Пример (см. № на рис. 2)
Площадь, га Принцип выделения
1 Ландшафтная (физико-географическая) страна, есо-гопе
2 Ландшафтная зона (подзона) физико-географической страны, есоргочтсе
3 Ландшафтный район, есогедюп
4 Ландшафт, есос/ю/г/сГ
Местность, есоэесИоп
6 Урочище, есовйе
7 Фация, коренной БГЦ, есое/е-теМ
Страна Балтийского кристаллическо- > 10 ООО ООО го щита (№ 1)
Северотаежная подзона Фенноскан-дии (№ 2)
Прибеломорская низменность (№ 3)
Озерные и морские сильнозаболоченные равнины с преобладанием еловых местообитаний (№ 4)
Морская сильнозаболоченная равнинная местность с елово-сосновыми местообитаниями (№ 5)
Абрадированные друмлины с ельни- >10-100
ками черничной группы на торфянисто-глеевых маршевых почвах (№ 6)
Сосняк скальный на абрадированн- < 10 ных друмлинах (№7)_________
> 1 000 000-10 000 000
> 100 000-1 000 000 > 10 000-100 000
> 1 000-10 000
Индивидуальный принцип - каждый объект в единственном числе,несхож с другими
Типологический принцип - объекты, сходные между собой, объединены в типы
Примечание. Страна Балтийского кристаллического щита (Фенноскандия) рассматривается в пределах государственных границ России: Мурманская область, Республика Карелия и часть Ленинградской области (Карельский перешеек).
уровня с устойчивыми взаимным расположением и связями, обособление которых определено комплексом геоморфологических, гидрологических, почвенных и климатических факторов.
Общие положения. Можно уверенно утверждать, что лесной покров европейской части таежной зоны естественным образом дифференцируется на семи уровнях (см. рис. 1, табл. 2): ландшафтная страна, ландшафтная зона (подзона), ландшафтный район, ландшафт, местность, урочище, фация (в пределах коренного биогеоценоза). Эта стройная иерархическая система структурных единиц лесного покрова, построенная с использованием концепции отечественного ландшафтоведения, адекватно отражает его природную организацию.
Весьма ярким доказательством этого утверждения является то, что в Канаде аналогичный подход применительно к вопросам классификации лесов и лесопользования разрабатывается уже с 50-х гг. совершенно независимо от российских подходов (Иасеу е1 а1., 1996 и многие др.). Сравнительный анализ показывает, что данная классификация поразительно совпадает с системой территориальных единиц лесного покрова, предложенной нами (см. табл. 2), если не принимать во внимание их английские аналоги (фация - есое1етеп1, урочище - есоБйе и т. д.). Полностью совпадает даже соотношение их линейных размеров. Это свидетельствует о том, что ландшафтный подход объективно отражает естественную структурную организацию лесного покрова.
В результате исследований на ландшафтной основе по зонально-типологическому принципу построен региональный кадастр лесных экосистем. Он включает количественную и качественную характеристику структуры и динамики лесов
16 типов среднетаежного и 17 типов северотаежного ландшафта с их оценкой по экологическим, ресурсным и хозяйственным критериям.
Ландшафтный подход в рассмотренной интерпретации является, по существу, безальтернативным при выявлении структурно-динамической организации лесного покрова на таежных территориях. Возможной альтернативой может быть использование бассейновой основы. Однако в процессе исследований было установлено, что водосбор любого ранга в экологическом и хозяйственном отношении «неупо-рядочен». В основном это связано с тем, что структура, а тем более динамика и ресурсный потенциал лесов непосредственно не определяются условиями стока, по крайней мере, не только ими. Они детерминированы всем ландшафтным комплексом факторов и условий -микроклиматом, рельефом, составом и мощностью четвертичных отложений, почвенным покровом, пожарным режимом и др., в том числе гидрологическими условиями.
Следует также заметить, что при попытке практического использования бассейновой основы существенную трудность представляет собой экологическая характеристика водораздельных пространств. В этом плане они часто бывают однородны, а линия водораздела расчленяет их. Причем данное утверждение справедливо для бассейнов любого ранга - от субконтинентального до элементарного. Например, в последнем случае в практической работе проблема усугубляется «необходимостью» отнесения смежных склонов однородного участка леса к разным водосборам. Поиски компромиссного варианта приводят к выделению внутрибассейновых структур. Однако при таком подходе нарушается сам принцип данного районирования.
Линейные размеры и границы территориальных единиц. В результате исследований были выявлены размеры лесных экосистем различного уровня организации (см. табл. 2). Следует заметить, что приводимые показатели вскрывают, скорее, соотношение линейных размеров данных объектов, чем конкретные значения их параметров. Это связано с очень широким варьированием площади лесных сообществ любого таксономического ранга. Средняя площадь коренного биогеоценоза в регионе обычно несколько гектаров (при средней ширине контура 110-115 м). Лишь в отдельных случаях значение этого показателя превышает 10 га.
Лесное урочище, как правило, включает 2-3 коренных биогеоценоза, занимающих площадь несколько десятков гектаров, а нередко и более 100 га (при средней ширине контура около 300 м). Местность объединяет урочища на площади в несколько тысяч гектаров. Площадь ландшафтного контура в условиях северо-за-пада таежной зоны России порядка 100 тыс. га, хотя может изменяться от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч гектаров. Это отражает большую гетерогенность ландшафтной структуры региона.
Таким образом, линейные размеры таежных экосистем при переходе от одного уровня к другому увеличиваются приблизительно на порядок. Исключением является переход урочище - местность, что связано с включением в состав таежных местностей болотных урочищ и водоемов. Их доля в общей площади таежных земель в среднем достигает почти 40%, широко варьируя в различных типах ландшафта. Кроме того, озера и открытые болота часто отличаются крупными размерами. Они, соответственно, более резко увеличивают общую площадь таежной местности.
Следует подчеркнуть, что вне зависимости от используемой терминологии (в нашем случае ландшафтоведческой) выделяемые структурные единицы лесного покрова на надбиоге-оценозном уровне имеют достаточно хорошо опознаваемые природные рубежи. Впрочем, их характер является дискретно-континуальным. На таежных территориях существуют как резкие переходы от одной экосистемы к другой, так и плавные (с образованием более или менее значительных по площади экотонных участков и зон). Такой двойственный характер границ обычен для таежных экосистем любого из рассматриваемых рангов. Более того, отмечается определенная подвижность этих рубежей. Она обусловлена как спонтанной динамикой лесного покрова в связи с глобальными колебаниями климата, так и его антропогенной трансформацией.
Территориальная сопряженность лесных сообществ. Под ней понималась степень контактности сообщества по периферии с другими экосистемами данного таксономического уровня. Выявлены ландшафтные закономерно-
сти территориальной сопряженности лесных сообществ, которая обусловливает всю систему межэкосистемных связей и взаимодействий, обеспечивающих существование лесного покрова как целого. Можно выделить, по крайней мере, три канала, через которые реализуется эта система:
1) прямые, в том числе транзитные, или сквозные, связи (например, обмен семенами между биогеоценозами, обмен веществом через внутри- и напочвенный сток, гидрографическую сеть и др.);
2) периферийные прямые контакты и взаимодействия (динамика экотонной зоны в результате болотообразовательного процесса и др.);
3) взаимообусловленность через совместное регулирование некоторых природных процессов и явлений (специфика микроклиматических условий и пожарного режима в зависимости от территориальной компоновки биогеоценозов внутри урочища и др.).
Пожарные режимы в первобытных лесах и их спонтанная динамика. По данным стратиграфических анализов торфяных залежей установлены ярко выраженные ландшафтные особенности пожарного режима в первобытных таежных лесах, по крайней мере, во второй половине голоцена (табл. 3). Поиски более древних пожарных слоев связаны с бурением очень глубоких торфяных залежей (до 10 м), которые на ландшафтных профилях не зафиксированы. Максимальный зарегистрированный возраст пожара - около 5,5 тыс. лет назад.
Таблица 3. Частота лесных пожаров в некоторых типах географического ландшафта Восточной Фенноскандии (фрагмент данных стратиграфического анализа торфяных залежей)
Сокращенное Максимальное число зафиксированных название ланд- пожарных слоев по данным отдельной шафта (по гене- скважины, в интервале лет назад
зису рельефа и преобладающим местообитаниям) <300 300-750 751- 1501-1500 2200 всего
Северотаежная подзона
Низкогорный
еловый* 0 0 0 0 0
Скальный со-
сновый 0 2 3 5
Водно-леднико-
вый сосновый 0 0 4 4 8
Среднетаежная подзона
Денудационно-
тектонический
еловый 0 0 2 0 2
Денудационно-
тектонический
сосновый 1 4 5 0 10
Водно-леднико-
вый сосновый 1 7 11 - 19
Примечание. * - следы пожаров фиксируются только на минеральных землях (1-2 в тысячелетие); возраст рекордной по числу пожарных слоев торфяной залежи не превышал 1500 лет.
Результаты наших исследований позволяют уверенно утверждать, что пожары были одним из ведущих экологических факторов, определяющих структуру и динамику лесного покрова на таежных территориях. В различных типах ландшафта складывался определенный вариант пожарного режима. При этом частота и интенсивность пожаров варьировали исключительно широко - от 1-2 низовых (напочвенных) в столетие до 1-2 повальных в тысячелетие. Последним подтверждением этого являются практически идентичные данные, полученные в низкогорном ландшафте с доминированием ели и пихты в Британской Колумбии (Канада). С помощью радиоуглеродного анализа угольных слоев в речных наносах там было зафиксировано 8 пожаров за последние почти 7 тыс. лет или приблизительно 1 пожар в тысячелетие (Sanborn и др., материалы полевой экскурсии на международной конференции «Disturbance dynamics in boreal forests», Prince George, 2002). Становится очевидным, что почти идентичные ландшафтные закономерности пожарного режима в первобытных лесах ярко проявляются даже на разных континентах.
Спонтанная динамика коренных таежных лесов была циклична. Принципиальная схема ее проста: околоклимаксовое состояние - катастрофа (пожар или ветровал) - серия восстановительных стадий - околоклимаксовое состояние. До антропогенного воздействия подавляющая часть первобытных лесов представляла собой различные стадии пирогенных сукцес-сий - от одновозрастных пионерных растительных группировок на гарях естественного происхождения до абсолютно разновозрастных лесных сообществ в климаксовом состоянии, сформировавшихся в условиях беспожарного периода в несколько столетий. Между этими крайними вариантами существовал целый спектр фитоценозов, находящихся на той или иной стадии пирогенной сукцессии. В каждом ландшафте формировались определенный спектр, соотношение и территориальная компоновка лесных сообществ на различных стадиях пирогенных сукцессий. Таким образом, структура коренных таежных лесов в состоянии спонтанного развития была адекватна разным ландшафтным вариантам пожарного режима.
Масштабы последствий антропогенной трансформации лесного покрова. Они предопределены ландшафтной структурой таежных регионов. Был проведен успешный поиск наиболее ранних архивных материалов, количественно характеризующих структуру лесов. Они датируются серединой XIX века (1847-1863 гг.). Их сравнение с современными данными позволило сделать три основных вывода.
Во-первых, за почти 150-летний период в целом не произошло существенных изменений в соотношении категорий земель, в том числе доли покрытой лесом площади. Впрочем, здесь не принимаются во внимание изъятие таежных земель для сельскохозяйственного про-
изводства, строительства населенных пунктов и т. п. На остальной территории даже после широкомасштабных сплошных рубок не происходило сокращения покрытой лесом площади благодаря успешному естественному восстановлению лесной растительности.
Во-вторых, с начала промышленного освоения лесов региона произошли крупные изменения их состава. Совершенно очевидные изменения возрастной структуры лесов здесь не принимаются во внимание. Сосновые леса оказались самым уязвимым к антропогенным воздействиям компонентом спонтанной тайги. Ориентировочные подсчеты с учетом соотношения основных типов ландшафта показывают, что за последние 1,5-2 столетия около 1/3 сосняков среднетаежной подзоны северо-запада России сменилось лиственными и еловыми лесами. Господствующая в прошлом сосновая формация перестала быть таковой. А между тем, по данным споро-пыльцевых анализов Г. А. Елиной (1981), «...около 1500 лет назад началась экспансия сосны, которая продолжается до настоящего времени, в результате чего произошло распространение сосновых лесов и вытеснение ельников на крайний юго-восток» (с. 145). Очевидно, антропогенный фактор вносит серьезные коррективы в этот природный процесс, по существу, обращая его вспять.
В-третьих, масштабы и тенденции изменения состава лесов четко обусловлены ландшафтной структурой таежных территорий. В одних типах ландшафта происходит глубокая трансформация естественной структуры лесного покрова (площадь сосняков сократилась почти на 60%), в других не наблюдается существенных изменений, третьи занимают различное промежуточное положение (рис. 2).
Ландшафтные комплексы сукцессионных рядов лесной растительности. Результаты исследований позволяют утверждать, что лесо-образовательный процесс в таежном ландшафте автономен, если не принимать во внимание глобальные колебания климата и процессы, связанные с расселением растений. До антропогенного воздействия в каждом ландшафте складывалась определенная система количественного соотношения и территориальной компоновки различных типов лесных сообществ. Спонтанная динамика этой системы была детерминирована комплексом абиотических условий, межэкосистемными связями и режимом естественных нарушений (пожарами и ветровалами). При относительной стабильности климата сукцессии в девственных лесах были цикличными. Период цикла и последовательность замещения одних лесных сообществ другими, в первую очередь, были обусловлены ландшафтным вариантом пожарного режима.
Ландшафтные особенности также проявляются на любой стадии антропогенных сукцессий. Причем чем более благоприятны эдафиче-
1847-1851
1976-1983
1848-1851
1982-1983
1848-1851
1982-1983
Среднезаболоченные ландшафты различного генезиса с преобладанием еловых местообитаний
Денутационно-тектонический грядовый (сельговый) среднезаболоченный ландшафт с преобладанием сосновых местообитаний
Ландшафты озерных и озерно-ледниковых средне- и сильнозаболоченных равнин с преобладанием сосновых местообитаний
□
сосновые
еловые
□
лиственные леса
Рис. 2. Антропогенная динамика состава лесов в различных типах среднетаежного ландшафта за 1847-1983 гг.
ские условия в пределах типа местообитания и ландшафта в целом, тем более заметна вариабельность сукцессионных рядов лесной растительности. Определенной мозаике (матрице) местообитаний в ландшафте соответствует и не менее определенная мозаика взаимосвязанных и взаимообусловленных серийных сообществ.
Более того, вариант сукцессии в конкретном эдафотопе в установленной мере определен его положением в лесных сообществах надбио-геоценозного ранга (урочища, местности, ландшафта). В таежных экосистемах этих уровней существует устоявшаяся или закономерно трансформированная антропогенным фактором система межэкосистемных связей, взаимодействий и влияний. Как уже отмечалось, они реализуются через обмен семенами, изменение площади и конфигурации контуров (в результате болотообразовательного процесса), пожарные режимы (обусловленные разной территориальной компоновкой водных, болотных и лесных экосистем) и др. Ландшафту присуща совокупность наиболее жестко детерминированных по спектру, количественному соотношению и территориальной компоновке сукцессионных рядов (в зависимости от субландшафтной структуры) - это ландшафтный комплекс сукцессионных рядов (рис. 3). Он отражает динамическую организацию или порядок, согласованность, взаимодействия структурных частей лесного покрова как целого в процессе спонтанного развития и антропогенной трансформации.
Ландшафтно-экологическое планирование таежного природопользования
Основой развития системы многоцелевого (многоресурсного) лесопользования на современном этапе представляется ландшафтно-экологическое планирование (ЛЭП). Это планирование природопользования на основе сбалансированного освоения всех видов природных ресурсов при минимизации его негативных экологических последствий, в том числе с учетом сохранения разнообразия биоты и рекреационных качеств ландшафта. Такой подход обеспечит создание единой управляемой системы: а) рационального освоения природного ресурсного потенциала, б) эффективного воспроизводства возобновимых ресурсов, в) достаточной по экологическим и приемлемой по экономическим критериям сети охраняемых и используемых в ограниченном режиме природных территорий. В пределах таежных регионов России основной территориальной единицей при ЛЭП является собственно географический ландшафт. Рассмотрим некоторые примеры практической реализации различных элементов ЛЭП.
Районирование лесов. Использование ландшафтной основы для экологической и хозяйственной оценки ресурсного потенциала лесов и планирования многоцелевого лесопользования представляется обоснованным и эффективным по трем причинам. Во-первых, многие качества, ресурсы и функции лесов на обширных таежных территориях могут быть в
КОРОННО* С ОС ИЛИ СО ИвРЧСОМ Е.Л1А
ПРШЗМШЕ СООЬШ.ЕСТЬРк 1ГЕ1ШШИ (60-100 ЛЕТ)
Прошше. сообщества 111ШРЩ1Ш 140- 20 ЛЕТ)
Р^НЯКИ, ОСМНШ ,ОМ>Ш*НИКИ
Рис. 3. Схема доминирующих сукцеосионных рядов в местообитаниях среднетаежных коренных сосняков зе-леномошных в различных типах ландшафта:
тип ландшафта: 1 - денудационно-тектонический холмисто-грядовый сильнозаболоченный с преобладанием сосновых местообитаний, 2 - денудационно-тектонический грядовый (сельговый) среднезаболоченный с преобладанием сосновых местообитаний, 3 - ледниковый холмисто-грядовый среднезаболоченный с преобладанием еловых местообитаний
полной мере выявлены и оценены только на надбиогеоценозном уровне (межэкосистем-ные связи, средозащитные и средообразую-щие функции лесного покрова, рекреационные качества таежных территорий, численность и плотность населения охотничьих животных и многое другое). Во-вторых, их необходимая территориальная дифференциация при таком подходе осуществляется по физико-географическим (ландшафтным) - естественным и наиболее стабильным природным рубежам. В-третьих, наличие карт, количественной и качественной характеристики лесных экосистем на разных таксономических уровнях позволяет с высокой степенью надежности экстраполировать данные, полученные на заранее определенном и ограниченном числе экспериментальных объектов. Их можно распространять на любую часть таежной территории, исходя из ее ландшафтной и субландшафтной структуры.
Впервые на примере крупного таежного региона на ландшафтной основе разработана целая серия карт с пояснительными записками, характеризующая природные особенности, экологический и ресурсный потенциал таежных территорий. Применительно к лесному покрову проведено районирование: 1) лесоти-пологическое, 2) по производительности лесов, 3) по интенсивности смены сосны и лиственных пород елью, 4) по тенденциям и особенностям естественного лесовозобновитель-ного процесса на вырубках и способам восстановления лесов, 5) пирологическое, 6) лесо-растительное, 7) по биологическим запасам лекарственных и пищевых растений (листа
черники и брусники, побегов багульника и лишайников, ягод черники и брусники), 8) рекреационное (рис. 4), 9) по экологической целесообразности ведения сплошных рубок главного пользования, 10) по степени разнообразия лесных экосистем, 11) по приоритетному направлению лесопользования.
Этот пакет карт является основой и практическими рекомендациями для сбалансированного по экологическим и хозяйственным критериям использования многоресурсного потенциала лесных экосистем, проектирования достаточной и репрезентативной сети охраняемых территорий, эколого-экономических экспертиз планов создания промышленных объектов на лесных землях и др.
Планирование многоцелевого лесопользования на модельных фрагментах территории. На примере пилотной территории площадью свыше 400 тыс. га и ее модельных фрагментов проведен комплекс работ по ландшафтно-эко-логическому планированию лесопользования. Сделано тематическое картирование пилотной территории в ГИС, описаны природные особенности структуры, спонтанной и антропогенной динамики лесного покрова, дана его экологическая и хозяйственная оценка, включая экологические последствия антропогенной трансформации. Выделены три модельных фрагмента средней площадью 6 тыс. га в сходных ландшафтных условиях: 1) с коренными лесами, 2) с вторичными лесами, сформировавшимися после традиционных тотальных рубок, 3) с действующей системой лесов различных категорий защитности. Все участки были обследованы по
Белое море
оз. Ладожское
Финляндия
«ЛИМ*^ л
¡■(Ш|рЯР
гь*
Онежское а..
Рис. 4. Рекреационное районирование Карелии на ландшафтной основе:
ландшафты: 1 - минимальных, 2 - низких, 3 - средних, 4 - высоких, 5 - выдающихся рекреационных достоинств
Рис. 5. Карта-схема модельного фрагмента (8 тыс. га) пилотной территории (400 тыс. га) на побережье Онежского озера для ЛЭП с некоторыми категориями участков (в центре фрагмента устье р. Тубы):
участки: 1 - рекреационного назначения, 2-е истоками ручьев, 3-е эталонными по производительности лесами, 4 -с сохранившимися коренными лесами, 5 - границы ботанического заказника, 6 - границы биотопов, наиболее ценных в зоологическом отношении, 7 - дополнительные водоохранные зоны, 8 - опытные участки с различными рубками и способами лесовосстановления
специальной программе группой экспертов КарНЦ РАН - специалистов в области ланд-шафтоведения, лесоведения и лесоводства, болотоведения, гидрологии, ботаники, зооло-
гии. Целью натурных работ было описание участков, выявление наиболее ценных природных объектов и, при сравнении двух первых фрагментов, оценка конкретных последствий антро-
©
погенной трансформации лесных и болотных экосистем.
На примере третьего фрагмента проанализирована российская система выделения лесов различных категорий защитности и оценена ее достаточность при ландшафтно-экологическом планировании (рис. 5). На этой основе проведено зонирование территории с выделением биотопов, наиболее ценных в лесоведческом, болотоведческом, ботаническом, зоологическом отношении (в минимальном и максимальном по площади вариантах), а также участков, имеющих средозащитное и рекреационное значение. На примере модельного фрагмента рассчитаны лесосеки по главному и промежуточному пользованию, оценены возможные экономические потери (в денежном эквиваленте) в связи с различными ограничениями лесопользования по экологическим критериям.
Обоснование сети особо охраняемых природных территорий (ООПТ) и сохранение биоразнообразия. Фундаментальным критерием, определяющим территориальную систему ООПТ, является ее ландшафтная репрезентативность. Это связано с тем, что именно ландшафтные особенности территории (рельеф и его генезис, состав горных пород, состав и мощность четвертичных отложений, степень и характер заболоченности территории, особенности гидрографической сети, состав почвенного покрова, микроклиматические условия и т. д.) определяют структуру биоты, ее разнообразие на уровне видов и сообществ. В этой связи идеальной представляется ситуация, при которой осуществляется, в том или ином виде, охрана части каждого из установленных типов таежных экосистем ландшафтного ранга.
В современный период первоочередными объектами для охраны на таежных территориях являются коренные (первобытные) леса. Их площадь стремительно сокращается и фрагменти-руется в результате широкомасштабных промышленных рубок (Громцев, 2002; и др.). Опираясь на принцип ландшафтной репрезентативности ООПТ, можно утверждать, что должны быть сохранены, по крайней мере, основные ландшафтные эталоны (образцы) первобытной тайги. Другими словами, необходимо создать территориальную систему фрагментов такой тайги на уровне различных - контрастных типов географического ландшафта. Например, для условий запада таежной зоны России можно выделить их несколько основных вариантов под условным названием: 1) «красная» тайга или сосновые массивы в условиях водно-ледниковых ландшафтов с ярко выраженным пирогенным генезисом, 2) «черная» тайга - массивы ельников в условиях низкогорных или моренных ландшафтов, 3) «светлая» тайга - смешанные елово-со-сновые массивы в условиях сельговых ландшафтов и т. д. Все эти ландшафты с различной - контрастной - структурно-динамической организацией лесного покрова кратко описаны в наших публикациях (Громцев, 2002; и др.).
В целом при создании сети ООПТ, опираясь на данные ландшафтного зонирования, необходимо выделять основные категории лесных массивов: 1 ) фоновые (доминирующие по площади), 2) редкие (встречающиеся на небольших площадях лишь в некоторых частях региона) и 3) уникальные (только в одном месте). Это будут своего рода основные природные образцы (эталоны) лесов, отражающие их естественное разнообразие.
Заключение
Ландшафтный подход создает универсальную основу для экологических исследований и оптимизации всей системы природопользования на таежных территориях. Ее ключевым звеном представляется многоцелевое (многоресурсное) лесопользование. Оно должно быть сбалансировано с сельскохозяйственным производством, разработкой недр, строительством и функционированием крупных промышленных предприятий (влияющих на состояние природной среды), организацией сети охраняемых территорий и туризма и др.
Все материалы исследований в различных вариациях представлены почти в 150 публикациях, включая две авторские монографии (Громцев, 1993, 2000), а также на всероссийских и международных конференциях и совещаниях (Финляндия, Швеция, Канада). Их результаты реализованы более чем в 25 прикладных разработках, выполненных по заказу административных и проектных организаций.
Цикл лекций «Ландшафтная экология таежных лесов» с 2000 г. читается студентам старших курсов по специальности «лесное хозяйство», а с 2003 г. - по специальности «география». К 2005 г. планируется издание одноименного учебника.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (02-07-97502-р2002 север-в).
Литература
ВолковА. Д., Громцев А. Н., Еруков Г. В. и др. Экосистемы ландшафтов северо-запада средней тайги (структура, динамика). Петрозаводск, 1990. 284 с. Волков А. Д., Громцев А. Н., Еруков Г. В. и др. Экосистемы ландшафтов запада северной тайги (структура, динамика). Петрозаводск, 1995. 194с. Громцев А. Н. Ландшафтные закономерности структуры и динамики среднетаежных сосновых лесов Карелии. Петрозаводск, 1993. 160 с. Громцев А. Н. Ландшафтная экология таежных лесов: теоретические и прикладные аспекты. Петрозаводск, 2000. 144 с. Громцев А. Н. Современное состояние и проблемы сохранения коренных лесов на западе таежной зоны России //Лесоведение. 2002. № 2. С. 3-7. Елина Г. А. Принципы и методы реконструкции и картирования растительности голоцена. Л., 1981. 158 с.
Racey G. D., Harris A. G., Jeglum J. K. et al. Terrestrial and wetland ecosites of Nortwestern Ontario. NWST Field guide FG-02. Ontario Ministry of Natural Resources, Ontario, 1996. 102 p.
