CC BY
18
ГЕОГРАФИЯ И ЭКОЛОГИЯ
УДК 504.062:379.8 (571.66)
Е.И. Голубева1, А.В. Завадская2
ТРАНСФОРМАЦИЯ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ КАМЧАТСКОГО КРАЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ РЕКРЕАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ3
Классифицированы виды рекреационных воздействий на природные комплексы Камчатского края, изложены результаты эколого-географических исследований в вулканических ландшафтах, направленных на выявление особенностей их деградации под воздействием рекреационных нагрузок. Приведена разработанная авторами шкала определения стадий рекреационной дигрессии для горных тундр на пепловых почвах, которую можно использовать для оценки состояния и последующего мониторинга рекреационных воздействий в уязвимых вулканических природных комплексах.
Ключевые слова: рекреационная дигрессия, вулканические природные комплексы, рекреационные нагрузки, горные тундры, Камчатка, Кроноцкий заповедник.
Введение. В последнее время наблюдается рост интереса к экологическому туризму, что обусловлено множеством причин, в том числе связанных и с экологизацией современного сознания. В целевых установках туристов все чаще преобладают намерения посетить "дикую, нетронутую природу", насладиться уединением вдали от мегаполисов, понаблюдать за животными в естественной среде их обитания или увидеть уникальные природные объекты. Особой популярностью пользуются путешествия в районы проявления активного вулканизма, классифицируемые некоторыми авторами в особый тип геотуризма — вулканический туризм [12]. Самый известный объект такого туризма в России — Камчатский край, основу рекреационного потенциала которого составляют малоосвоенные территории, уникальные и редкие природные объекты и явления, связанные с различными проявлениями вулканической деятельности.
Особая эстетическая и научно-познавательная ценность способствует интенсивному и достаточно длительному использованию вулканогенных ландшафтов Камчатки в рекреационных целях: наиболее высокие рекреационные нагрузки в регионе приурочены к горным экосистемам, расположенным главным образом в пределах Восточного вулканического пояса [3]. Однако из-за физико-географических особенностей (крутизна склонов, неравномерность распределения солнечного излучения и осадков и связанное с этим интенсивное развитие денудации и др.) рассматриваемые при-родно-территориальные комплексы (ПТК) обладают весьма низкой устойчивостью к антропогенным воздействиям и потому активно деградируют под рекреационным прессом. Стихийное увеличение потока
отдыхающих при отсутствии научно обоснованного планирования и регулирования развития рекреационного природопользования в уязвимых вулканических экосистемах порождает возникновение ряда экологических проблем (рис. 1), ставит под угрозу существование популярных объектов либо значительно снижает их эстетическую ценность [1, 3, 5, 6, 8].
Среди основных угроз сохранности экосистем Камчатки, связанных с развитием рекреационного природопользования, можно выделить следующие:
а) рекреационная дигрессия горных, тундровых и уникальных термальных ландшафтов, включающая как типичные последствия, так и специфичные для природных комплексов Камчатского края деградацию термофильных растительных сообществ, гидротермальных почв, альго-бактериальных комплексов и колоний синезеленых водорослей, разрушение гейзеритовых построек и др.;
б) увеличение фактора беспокойства охраняемых видов животных, что ведет к изменению территориального распределения популяций, трансформации поведения и гибели отдельных особей (наиболее существенно воздействие этого фактора на белоплечего орлана (Haliaeetuspelagicus), бурого медведя (Ursus arc-tos), дикого северного оленя (Rangifer tarandus), снежного барана (Ovis nivicola), сивуча (Eumetopias jubatus));
в) сокращение площади ненарушенных ПТК из-за развития дорожно-тропиночной сети и строительства туристской инфраструктуры.
Постановка проблемы. Для предотвращения дальнейшей деградации вулканических природных комплексов и снижения рисков утраты ценных природных объектов актуальны эколого-географические иссле-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра рационального природопользования, докт. биол. н., профессор; e-mail: [email protected]
2 ФГБУ "Кроноцкий государственный заповедник", канд. геогр. н., науч. с.; e-mail: [email protected]
3 Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 12-05-90812, 12-04-00272, 13-05-00870, 13-04-10037).
Рис. 1. Классификация основных видов и геоэкологических последствий рекреационного воздействия на природные комплексы Камчатского края. Сплошные линии — виды воздействия на природную среду; штриховые — реакция среды; серое — виды и последствия рекреационных воздействий, специфичные для вулканических геотермальных природных комплексов
дования, направленные на поиск пороговых значений рекреационной устойчивости вулканических экосистем, которые впоследствии можно использовать для мониторинга их экологического состояния и оптимизации пространственной структуры рекреационного природопользования.
К настоящему времени накоплена значительная информация об оценке изменения экосистем, находящихся в условиях рекреационных воздействий [4, 10, 13, 15]. В то же время работы по изучению экологического состояния рекреационных объектов Камчатского края немногочисленны.
Цель работы — выявление особенностей трансформации наиболее популярных вулканических природных комплексов Камчатского края под воздействием рекреационных нагрузок, что предполагало: 1) ретроспективно проанализировать рекреационную нагрузку на природные комплексы модельной территории, 2) изучить современное состояние экосистем в сфере воздействия линейных и площадных рекреационных нагрузок, 3) классифицировать стадии рекреационной дигрессии горных тундровых ПТК.
Материалы и методы исследования. Исследования выполнены на примере природных комплексов Узон-Гейзерного района Кроноцкого государственного природного биосферного заповедника, претерпевших существенную трансформацию в результате функционирования в 1962—1976 гг. Всесоюзного туристического маршрута № 264 в Долину гейзеров (рис. 2). Район работ находится в центре Восточного вулканического пояса и включает два высотно-зональных
типа ландшафта [2]: 1) горные мелколиственные леса и стланики; 2) горные тундры и стланики. 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 пеплопа-дов востока и юга Камчатки [7].
Всесоюзный туристический маршрут № 264 организован в 1962 г. В 1966 г. были построены туристическая база "Долина гейзеров" и ряд промежуточных туристических приютов и палаточных лагерей (на реках Пятая и Шумная, в кальдере влк. Узон, на Горном плато, в собственно Долине гейзеров и на р. Сестренка). Маршрут общей протяженностью около 160 км посещали пешие группы по 15—22 человека с июля по октябрь. За 10-летний период по маршруту прошло около 15 тыс. туристов. После нескольких лет эксплуатации в связи с возникновением ряда неблагоприятных экологических последствий, в первую очередь для природных комплексов Долины гейзеров, маршрут был закрыт. Однако, как показали наши исследования, воздействие туристической деятельности на вулканические горно-тундровые ПТК оказалось не менее серьезным.
Рис. 2. Район исследований и полевых работ
Для оценки изменения природных комплексов вулканических районов под воздействием рекреационных нагрузок в 2008—2012 гг. нами проведены детальные полевые исследования на 8 ключевых участках и наиболее нарушенном отрезке маршрута общей протяженностью 48 км (рис. 2). Оценка экологического состояния ПТК осуществлялась по методикам и набору показателей, предложенным в работах [9, 11, 14], 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 выполнено общее физико-географическое описание ПТК, заложен почвенный разрез и подробно определены характеристики почвенно-растительного покрова на учетных площадках (1x1 м), расположенных на участках с разной степенью нарушенности в пределах исследуемой пробной площади. На каждой учетной площадке (1 м2) проводились следующие работы: геоботаническое описание сообществ с выявлением флористического состава, определение общего проективного покрытия и высоты травяно-кустарничкового яруса, а также проективных покрытий, средней высоты и состояния (жизненности) каждого вида сосудистых растений; полевое обследование верхних корнеобитаемых горизонтов с выполнением их морфологического описания и измерением уплотненности верхних почвенных горизонтов прибором "Lang Penetrometer" (США) в условных единицах; в каждой точке сделано 10—15 измерений, на основе которых рассчитано среднее арифметическое значение, используемое при дальнейших оценках.
Обследование сопровождалось крупномасштабным картографированием (методом пикетажной съемки) нарушенных участков. Для сравнительной характеристики степени нарушенности ПТК на каждом ключевом участке определены фоновые характеристики состояния почвенно-растительного покрова. Для этого на относительно ненарушенном участке со схожими физико-географическими условиями закладывался почвенный разрез и по аналогии с нарушенными участками составлялось общее описание ПТК с подробным определением параметров почвенно-растительного покрова.
При исследовании линейных воздействий, помимо описанных выше показателей, описывали и измеряли морфометрические характеристики тропы (через каждые 200 м) и все встреченные эрозионные формы.
В результате полевых работ получены морфологические описания 12 почвенных разрезов; данные обследования верхнего корнеобитаемого 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 полученных полевых данных позволила выделить особенности трансформации природных комплексов под воздействием рекреационных нагрузок. При этом в качестве показателей экологического состояния ПТК выступали как абсолютные характеристики их компонентов, так и расчетные показатели степени их трансформации по сравнению с фоновыми условиями.
Результаты исследований и их обсуждение. Исследования показали, что в результате рекреационных воздействий увеличивается фрагментация природных комплексов, формируются ПТК с трансформированными растительными сообществами, отличающиеся от естественных структурой и видовым составом (обеднением или же, напротив, обогащением синантроп-ными видами). 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 условиях хорошо расчлененного рельефа и открытой местности при уничтожении растительного покрова на всех пепловых почвах начинают интенсивно развиваться процессы линейной эрозии (рис. 3).
В результате детального изучения общих закономерностей изменения свойств компонентов природных комплексов под воздействием линейных и площадных рекреационных нагрузок для горных тундр на пепловых почвах нами выделены 3 стадии рекреационной дигрессии, каждая из которых индицируется определенными значениями качественных и количественных показателей состояния растительного покрова и верхних почвенных горизонтов (таблица).
На 1-й стадии (слабая рекреационная дигрессия) рекреационное воздействие посетителей на 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, невелики и занимают не более 3—5% площади участка. Тропы представляют собой полотно шириной не более 25 см и глубиной до 15 см, визуальные признаки нарушения растительного покрова по обе стороны от тропы практически отсутствуют.
На 2-й стадии (средняя рекреационная дигрессия) рекреационное воздействие приводит (особенно на стоянках) к увеличению фрагментации ПТК, возрастает число луговых видов в сообществах; уменьшается мощность подстилки; появляются "окна вытаптывания", занимающие 10—15% площади участка. Тропы углубляются, что приводит к расширению зоны воздействия за счет формирования новых троп параллельно существующим, наблюдается развитие единичных эрозионных форм.
Показатели состояния почвенного и растительного покровов при разных стадиях рекреационной дигрессии в ПТК вулканических районов
(горно-тундровые ландшафты с пепловыми почвами)
Параметры состояния почвенного и растительного Значения параметров при стадиях рекреационной дигрессии
покровов и морфометрические характеристики тропы 1(слабая) 2 (средняя) 3 (сильная)
При площадных воздействиях
ь т с видовой состав травяно-кустарничкового яруса близок к фоновому (I = 0,3+0,55)* распространение луговых, синантропных видов (I = 0,55+0,75) преобладание луговых, синантропных видов (I> 0,75)
о н ь л е т и т аст СМ число видов в травяно-кустарничковом ярусе 4—8 (—10...20)** 6—9 (-20.40) 0—5 (-40.100)
общее проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса, % > 60 (-10.30) 30—60 (-30.65) < 30 (-65.100)
средняя высота травяно-кустарничкового яруса, см 30—50 (-10.20) 20—30 (-20.60) менее 20 (-60.100)
мощность подстилки, см 4—5 (-10.20) 2—3 (-20.50) 0—1 (-50.100)
Почва мощность гумусово-аккумулятивных горизонтов, см 10—16 (-10.20) 5—10 (-20.50) 0—5 (-50.100)
уплотненность, у.е. 5—7 (20.40) 7—9 (40.80) 9—12 (80.150)
Характеристики тропиночной сети на объекте несколько слабо-выраженных троп несколько выраженных троп разветвленная тропиночная сеть, занимающая > 15%
Площадь "окон вытаптывания", % < 5 5—15 > 15
При линейных воздействиях
о н глубина, см < 15 15—30 > 30
8 § § & ширина, см 25—35 35—50 > 50
с 64 уплотненность почв, у.е. 7—9 9—11 11—14
е ы § § наличие эрозионных форм на тропе отсутствуют присутствуют единичные формы присутствуют многочисленные развитые формы
ор зо О р глубина, см — 0—25 > 25
объем, м3 — 0—1 > 1
Стадия дигрессии области воздействия вокруг тропы (по шкале для площадных воздействий) 1 1, 2 2, 3
* I — коэффициент флористической неоднородности [11]: I = 0,5 X |Р[ - Р2|, где Р1 — нормированное значение проективного по-
крытия вида на нарушенном участке; Р2 — нормированное значение проективного покрытия вида на фоновом участке; ** в скобках — изменение значения параметра по сравнению с фоновыми условиями (%), рассчитанное по формуле: (а—Ь)/Ь-100%, где а — значение параметра на нарушенном участке, Ь — значение параметра на фоновом участке.
На 3-й стадии (сильная рекреационная дигрессия) рекреационное воздействие приводит к тому, что на стоянках площадь "окон вытаптывания" превышает 15% от общей площади участка; разреженный растительный покров представлен в основном луговыми и синантропными видами; подстилка встречается фрагментарно; наблюдается активное развитие дефляции. Тропы приобретают глубину более 30 см, что провоцирует сход с них и расширение области
сильного воздействия; на тропе или параллельно ей фиксируется развитие многочисленных и обширных эрозионных форм глубиной > 0,5 м. В целом наблюдается необратимая деградация природных комплексов с уничтожением их эстетических качеств, определяющих их привлекательность в качестве рекреационных объектов.
Граница устойчивости ПТК проходит между 2-й и 3-й стадией рекреационной дигрессии, соответ-
Рис. 3. Участки развития линейной эрозии на вулканических пепловых сухоторфянистых почвах
(фото А.В. Завадской, сентябрь 2008 г.)
ственно предельно допустимые изменения компонентов рассматриваемых ландшафтов под воздействием рекреационных нагрузок индицируются значениями показателей на 1-й и 2-й стадии.
В соответствии с приведенной шкалой 37% троп было отнесено к 3-й стадии дигрессии, главным образом из-за активного развития процессов линейной эрозии; большинство участков, на которых распространены площадные воздействия, 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:
— в результате рекреационных воздействий увеличивается фрагментация природных комплексов, формируются ПТК с трансформированными растительными сообществами, отличающимися от естественных структурой и видовым составом (обеднением или же, напротив, обогащением синантропными видами). 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;
— к основным факторам, обусловливающим интенсивную деградацию природных комплексов в вул-
канических районах под воздействием рекреационных нагрузок, относятся расчлененность рельефа, низкая противоэрозионная устойчивость пепловых и гидротермальных почв, высокая уязвимость тундровых растительных сообществ;
— в горных тундрах на пепловых почвах выделены три стадии рекреационной дигрессии, что подтверждает приводимые ранее в литературе закономерности изменения компонентов экосистем под воздействием рекреационных нагрузок;
— установлены значения количественных и качественных параметров компонентов ПТК при разных стадиях дигрессии, характерные для вулканических районов. По результатам аналитических работ для рассмотренных ПТК составлена шкала для определения стадий рекреационной дигрессии, которую можно использовать для оценки и последующего мониторинга последствий рекреационной деятельности;
— разработанная шкала и предложенные индикаторы стадий рекреационной дигрессии можно применять для экспресс-оценки состояния ПТК и мониторинга рекреационных воздействий на компоненты вулканических ландшафтов Камчатского края, которые во многом определяют специфику рекреационного природопользования в регионе;
— выявленные тенденции изменения вулканических ПТК необходимо учитывать в связи с перспективой увеличения рекреационной нагрузки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Голубева Е.И., Завадская А.В. Потенциал устойчивого развития рекреационного природопользования на особо охраняемых природных территориях Камчатского края // Вестн. Нац. академии туризма. 2012. № 4 (24). С. 25—28.
2. Гудилин И.С., Боголюбская Н.А., Гаврилюк А.Е. и др. Объяснительная записка к ландшафтной карте СССР масштаба 1 : 2 500 000. М.: Министерство геологии СССР, 1987. 101 с.
3. Завадская А.В. Геоэкологические аспекты развития рекреационного природопользования на особо охраняемых природных территориях Камчатского края: Автореф. канд. дисс. М., 2012.
4. Казанская Н.С. Изучение рекреационной дигрессии естественных группировок растительности // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1972. № 1. С. 52—59.
5. Лобков Е.Г. Фауна и население птиц // Растительный и животный мир Долины гейзеров. Петропавловск-Камчатский: Кн. изд-во "Камч. печат. двор", 2002. С. 139—257.
6. Мосолов В.И. Долина гейзеров и туризм: последствия и перспективы рекреационного освоения // Там же. С. 283—296.
7. Соколов И.А. Вулканизм и почвообразование. М.: Наука, 1973. 224 с.
8. Чернягина О.А. Флора термальных местообитаний Камчатки // Тр. КИЭП ДВО РАН. 2000. Вып. 1. С. 198—228.
9. Чижова В.П., Севостьянова Л.И. Экологический туризм: географический аспект. Йошкар-Ола: Марийский гос. техн. ун-т, 2007. С. 276.
10. Шатило И.В., Леман В.Н. Любительское и спортивное рыболовство на Камчатке: современное состояние, проблемы и подходы к их решению, перспективы развития: Проект программы развития ООН. Петропавловск-Камчатский, 2008. 80 с.
11. Cole D.N. Wilderness campsite monitoring methods: a sourcebook // Gen. Tech. Rep. INT—259 / Intermountain Research Station; U.S. Department of Agriculture, Forest Service. Ogden, UT, 1989. 57 p.
12. Erfurt-Cooper P., Cooper M. Volcano and geothermal tourism: sustainable geo-resources for leisure and recreation. L.; Washington, DC.: Earthscan, 2010.
13. Hammitt W.E., Cole D.N. Wildland recreation: ecology and management. 2nd ed. N.Y.: John Wiley, 1998. 361 p.
14. 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 Tachnical Information Service. Springfield, VA, 1976.
15. Settergen C.D., Cole D.M. Recreation effects on soil and vegetation in the Missouri Ozarks // J. of Forestry. 1970. Vol. 68. P. 231—233.
Поступила в редакцию 03.02.2013
E.I. Golubeva, A.V. Zavadskaya
RECREATION-INDUCED TRANSFORMATION OF VOLCANIC NATURAL COMPLEXES
IN THE KAMCHATKA KRAI
Recreation impacts on the natural complexes in the Kamchatka krai are classified and the results of ecological-geographical studies of volcanic landscapes aimed at the investigation of specific features of their degradation under recreational pressure are discussed. A scale to determine the stages of recreational digression of mountain tundra on ash soils has been elaborated and could be applied for the evaluation and further monitoring of recreational impacts within particularly fragile volcanic natural complexes.
Key words: recreational digression, volcanic natural complexes, recreational pressure, mountain tundra, Kamchatka, the Kronotsky Nature Reserve.
