|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОЛОГИИ СРАВНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОСИСТЕМ ООПТ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ С ПОКАЗАТЕЛЯМИ ПРИРОДНЫХ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭТАЛОНОВстатья
- Авторы: Буйволова А.Ю., Буйволов Ю.А., Быкова Е.П.
- Сборник: Материалы VII Международной научной конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях»
- Год издания: 2017
- Место издания: "Политерра" город Белгород
- Первая страница: 397
- Последняя страница: 402
- Аннотация: Белгород 24-26 октября ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОЛОГИИ СРАВНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОСИСТЕМ ООПТ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ С ПОКАЗАТЕЛЯМИ ПРИРОДНЫХ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭТАЛОНОВ Буйволова А.Ю.1, Быкова Е.П.1, Буйволов Ю.А.2 1Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, Москва, Россия 2Приокско-Террасный заповедник, м. Данки, Московская область, Россия Начало 21-го века ознаменовалось стремительным ростом урбанизации. В настоящее время природа и общество переживают новый этап развития. По прогнозам ФАО ООН к 2050 году более 70% девятимиллиардного населения планеты будет проживать в городах. В России, согласно переписи 2010 года, показатель урбанизации достиг 73,7%. Заботясь о своем здоровье и качестве жизни, горожанин должен, прежде всего, заботится о сохранении природного комплекса внутри города. Поддержание здорового образа жизни человека, восстановление его трудоспособности в городе осуществляется путем использования рекреационных возможностей городских природных комплексов. Для этого создаётся не только нормативно-правовая основа сохранения природного комплекса, но и проводятся научные и мониторинговые исследования природных характеристик урбоэкосистем. Естественные (природные) экосистемы - это части природного комплекса городов, представляющие наибольшую экологическую ценность и обладающие наиболее широким спектром экосистемных услуг. Под естественными (природными) экосистемами мы понимаем «объективно существующую часть природной среды, которая имеет пространственно-территориальные границы и в которой живые (растения, животные и другие организмы) и неживые ее элементы взаимодействуют как единое функциональное целое и связаны между собой обменом веществом и энергией» (Федеральный закон…, 2002). В городах такому определению соответствуют леса ООПТ и других природных территорий, формирующиеся без прямого воздействия человека, в отличие от искусственных экосистем, являющихся результатом его деятельности. Необходимость общеэкологической оценки и сохранения естественных участков природы в городах подтверждается работами отечественных и зарубежных исследователей, а также законодательными актами и стратегическими документами развития мегаполисов по всему миру (Постановление…, 2014; McDonnell, 1997; Carreiro, 2008; UN, 2008, 2015). Естественные экосистемы- это база для биологической регуляции и стабилизации окружающей городской среды (литература). Главный фактор, который влияет на природный комплекс городов, в отличие от природных территорий - это антропогенный, самый динамичный фактор, действующий в биосфере. Хронические нарушения вследствие загрязнения или иного внешнего постоянно действующего фактора естественной экосистемы могут привести к ее трансформации и последующей необратимой деградации. Следовательно, важное значение приобретают исследования, направленные не только на изучение трансформации экосистем, но и на выработку научно обоснованные технологий для поддержания или восстановления естественных процессов в природных экосистемах городов. Но как разработать основы устойчивого развития природных комплексов в городах? Как заметить изменения на начальной стадии трансформации природной экосистемы? На небольших участках городской территории, занятых естественными экосистемами, не всегда можно выявить изменения общепринятыми методами. В последние годы активно развивается методология биоиндикации экосистем через изучение и установление локальных экологических норм (литература). Биотическая концепция экологического контроля наземных экосистем может позволить выявить изменения природной экосистемы даже на начальной стадии ее антропогенной трансформации, на которой формируются особенные, полуприродные экосистемы, отличающиеся от природных нарушением сбалансированности основных экологических групп животных (литература). В настоящее время такая концепция уже применяется для контроля качества пресноводных экосистем, и на регулярной основе осуществляется мониторинг состояния экосистем поверхностных вод России (литература). Однако экологические нормы для характеристики наземных экосистем пока только в стадии разработки. Настоящая статья имеет целью предложить методологию для разработки экологических норм экосистем для последующего обоснования правил содержания и восстановления природных и полуприродных экосистем на урбанизированных территориях. Методология основывается на сравнении показателей эталонных (ненарушенных) экосистем с показателями экосистем, находящихся под влиянием городской среды. Подобный подход широко используется для идентификации степени трансформации экосистем и является общепринятым при проведении экологических исследований. Чаще всего сравниваются отдельные компоненты экосистем, такие как почва, растительность, лишайники, беспозвоночные (Пчелкин А.В. 2002; Стаселько Е.А. 2007; Пилипенко Т.А. 2008; Мандра Ю.А. 2010). Существует большой пласт научной литературы, посвященный трансформации естественных экосистем в городах. Приведем лишь некоторые из них, на основании которых мы строили свою концепцию. Первые разработки по решению этой проблемы были предприняты Г.Т. Мустафаевым применительно к авифаунистическим комплексам (Мустафаев Г.Т., 1985). В работах Г.Н. Симкина и др. (Симкин Г.Н. 2000; Симкин Г.Н., Кавтарадзе Д.Н. и др., 2000) подчеркивалось, что развитие цивилизации, все чаще влечет за собой техногенное преобразование биосферы, ведущее к замене естественных природных экосистем конструкциями, исключающими возможность гармоничного сочетания природных объектов с антропогенным ландшафтом. Поэтому, методологическую значимость приобретают такие явления, как тотальность воздействия человеческой деятельности на природу планеты, оценка силы и глубины трансформации природных экосистем, скорость преобразования или распада природных комплексов, разработка научных основ прогнозирования старых и появления новых тенденций в изменениях живого покрова и всего лика Земли. Этим же вопросам посвящены работы Е.Г. Коломыц, А.С. Керженцева и О.В. Глебовой «Механизмы трансформации лесных экосистем в высокоурбанизированной среде». Авторы проводили исследования лесных экосистем Нижнего Новгорода, сравнивая их с эталонной территорией. Была выявлена общая тенденция урботехногенной аридизации лесных экосистем (Коломыц Е.Г., Керженцев А.С. и др., 2000). В продолжении данных работ ученые из города Дубна Московской области большое внимание уделили процессам деградации природных экосистем городов. Предложен метод наблюдения за состоянием экосистем методом биоиндикации хвои сосны (Керженцев, 2006; Дейнега Е.А., Савватеева О.А., 2012). Важно отметить, что большинство ученых, исследующих городские экосистемы, признавали их неизбежную трансформацию в силу высокой и разнонаправленной антропогенной нагрузки. Этот вывод, как правило, не зависит от географии проведенного исследования. В этом плане интересны посвященные преобразованию естественных экосистем в городе работы пермских ученых С.А. Бузмакова, Д.Н. Андреева ( Бузмаков С.А. 2011, 2012; Андреев Д.Н. 2012). В них представлена методология комплексной диагностики антропогенной трансформации экосистем, разработаны индикаторы антропогенной трансформации особо охраняемых природных территорий. В рамках работ исследованы геохимические, физиологические и ландшафтно-индикационные показатели сосновых экосистем. В статье С.А. Бузмакова (Бузмаков С.А, 2012) дана концепция антропогенной трансформации природной среды, показанная как последовательная смена деграда ционных и восстановительных стадий изменений экосистемы. Основной целью нашего исследования явилось выявление основных закономерностей трансформации естественных лесных экосистем особо охраняемых природных территорий города Москвы на примере природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино». В нашем исследовании трансформаций лесных естественных экосистем в городской среде в качестве методологии выбора ключевых участков мы остановились на методологии сравнения изучаемой экосистемы с природным региональным эталоном. В России уже в 1883 г. В.В. Докучаев в книге "Русский чернозем" (1883) говорит о значение эталонных территорий. В 30-х годах XX века русский советский эколог В.В. Станчинский, обосновывая важность заповедников для оценки происходящих под воздействием человека изменений, писал: «Чрезвычайно важное значение имеют заповедники, которые дают возможность сравнивать изменения, которые происходят в определенных хозяйственных условиях с тем, что происходит в природе» (1938). В 1970 г. на XVI сессии Генеральной конференции ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры) была принята международная программа «Человек и биосфера» - MAB («Man and Biosphere»). Биосферный резерват в рамках программы «Человек и биосфера» прежде всего создается для наглядной иллюстрации равновесия в отношениях человека и природы, развития межсекторального сотрудничества и внедрения «зеленых» технологий. Выполнение поставленных задач предполагает установление зонирование территории с выделением территории ядра заповедника, предназначенного для сохранения природы и имеющего существенные ограничения для хозяйственной и рекреационной деятельности. Ядро биосферного резервата, в нашем случае территория Приокско-Террасного государственного природного биосферного заповедника может использоваться в качестве эталона природы для природной зоны, точкой отсчета для оценки изменений в биосфере. Ядро заповедника окружено буферной зоной, необходимой для снижения антропогенного влияния на природное ядро. Для изучения трансформации городских природных экосистем были выбраны территории с охранным режимом. Исследования компонентов экосистем таких как почвы, растительный покров и почвенная мезофауна проводились на территории природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино» на участках с наименьшей антропогенной нагрузкой и в Приокско-Террасном биосферном заповеднике (далее – БЗ, в таблица ПТБЗ), как эталонной территории. Настоящим исследованием было показано, что наименее нарушенные антропогенным воздействием экосистемы П-ИП «Кузьминки-Люблино», расположенного внутри одного из самых крупных мегаполисов Европы, трансформируются под антропогенным воздействием (автомобильный транспорт, промышленные предприятия, рекреация), сохраняя преимущественно черты естественной экосистемы. Лесные экосистемы природно-исторического парка являются уникальными объектами исследования. В условиях увеличения роста урбанизации, природные экосистемы, попавшие в границы городов, будут распространяться по планете, занимая все большие территории. То есть, изученные ключевые участки, биоценозы, сформированные на них, могут стать отправной точкой для разработки мониторинга антропогенной нагрузки на биосферу, общего подобных экосистем. Исследование естественных экосистем на территории П-ИП «Кузьминки-Люблино» выявили основные закономерности их трансформации. Почва - фундамент для формирования экосистемы - не претерпели сильного структурного изменения, сохранив не только естественное расположение генетических горизонтов, но и физико-химические свойства, характерные для ржавоземов. Индикатором трансформации почв естественных лесных экосистем города можно считать: - увеличение скорости биологического разложения целлюлозы и стандартной подстилки; - уменьшение мощности или фрагментация лесной подстилки. Растительный покров - это менее устойчивый и более динамичный компонент экосистем. Сравнительный анализ древостоя изучаемых ООПТ выявил, что основные различия отмечены в подросте. Если подрост Приокско-Террасного БЗ представлен в основном дубом черешчатым (Quercus robur L.) и березой повислой (Betula pendula Roth), то в П-ИП "Кузьминки-Люблино" в подросте кроме дуба большую долю составляют клен остролистный (Acer platanoides L.) и адвентивный вид клен американский (Acer negundo L.). Несмотря на то, что геоботанические описания для изученных фитоценозов П-ИП "Кузьминки-Люблино" и Приокско-Террасного БЗ довольно различались (коэффициент Жаккара 0,24), формирование растительности на обоих ООПТ выровненное в отношении к экологическим факторам по шкале Элленберга. Индикаторами трансформации растительности естественных лесных экосистем города можно считать: - фрагментарность или отсутствие мохового яруса в сосновых лесах; - уменьшение мощности или фрагментация лесной подстилки; - увеличение контрастности показателей фитомассы травяно-кустарничкового яруса; - пространственное распределение адветивных видов и нитрофильных видов в травяно-кустарничковом ярусе: произрастает ли адветивные вид повсеместно (трансформация) или приурочен к местам гниения древесины (естественное распространение); - наличие клена остролистного в первом ярусе - увеличение сомкнутости крон за счет дехромации и дефолиации. Самый динамичный из изученных компонентов экосистем - почвенная мезофауна. Методом ручной разборки проб был проведен сравнительный анализ количественных показателей комплексов крупных почвенных беспозвоночных животных в приближающихся к естественным слабонарушенных биотопах природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино» и природных биотопах Приокско-Террасного биосферного заповедника, как эталонной территории. Показано, что почвенная мезофауна в лесах городского лесопарка также сохраняет свои естественные черты, претерпевая изменения в структуре комплексов. Индикатором трансформации почв естественных лесных экосистем города можно считать: - увеличение биомассы мезофауны за счет увеличения количества дождевых червей; - существенное сезонное изменение состава доминантных комплексов в П-ИП «Кузьминки-Люблино», в Заповеднике доминантный комплекс стабилен; - доминирование по обилию одной или двух группы в общем составе; - повышенная роль сапрофагов в трофической структуре. Таким образом, изученные естественные лесные экосистемы П-ИП «Кузьминки-Люблино» находятся на начальном этапе трансформации, на котором возможно поддержание ее естественных свойств. Поддержание и восстановление лесных экосистем городских парков должно проводиться человеком с учетом того, что естественная экосистема находится внутри города и подвержена определенным рискам, а также с учетом изменения климата. Такой подход не только улучшит свойства экосистем, но и уменьшит издержки на их поддержание. Следовательно, необходимо проводить биологический мониторинг её компонентов с целью обнаружения неблагоприятных тенденций изменения параметров экосистемы, что даст возможность человеку управлять ее состоянием. На основе полученных данных и собственных наблюдений по уходу за парком отметим основные рекомендации по благоустройству территории, занятой естественными лесными экосистемами природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино»: - использовать настилы для посетителей парка, которые не приводят к запечатыванию почвы - не удалять опавшую древесину из экосистем; - убирать твердые бытовые отходы; - организация покомпонентного экосистемного мониторинга, включающего методы биоиндикации
- Добавил в систему: Быкова Елена Пименовна