report 03

Ресурсная и экологическая направленность устойчивого и неистощительного лесопользования, учитывающего сохранение разнообразия видов и структурно-функциональную организацию природных экосистем, имеет важное значение при разработке национальной лесной политики. Неотъемлемой составной частью этой проблемы является мониторинг биоразнообразия лесов, подразумевающий наблюдение за состоянием лесных территорий с целью выявления, анализа и составления прогноза возможных изменений на фоне естественных процессов и под влиянием антропогенных факторов.

Сложность по организации мониторинга лесов в условиях большого объема имеющихся данных по измерению отдельных параметров лесных экосистем объясняется отсутствием унифицированных методов и универсальных единиц оценки разных аспектов биоразнообразия, а также интеграции таких оценок для биосистем разного пространственного уровня.

В методологическом плане при решении этих проблем осуществлялись работы в следующих направлениях:

1. Разработка концептуального подхода к мониторингу биоразнообразия лесов, включающего представление о структурной перестройке лесных экосистем в процессе лесовосстановительного процесса;

2. Разработка методических подходов, обеспечивающих возможность сбора, систематизации и обобщения накопленных данных по биоразнообразию лесов России, включающая ряд сопряженных задач:

обоснование необходимого и достаточного числа параметров, используемых для оценки биоразнообразия лесных сообществ, как с помощью дистанционных методов, так и наземных исследований;
разработка методов оценки сукцессионного состояния лесных сообществ и выявление основных закономерностей лесовосстановительного процесса в условиях различных физико-географических зон;
разработка синтетической классификации лесных экосистем;
унификация терминологии и разработка принципов формирования базы данных по основным типам леса;
создание ГИС в целях осуществления мониторинга биоразнообразия лесов для трех базовых уровней с формированием серией электронных тематических карт;

3. Отработка методов мониторинга биоразнообразия с применением выделенных параметров и индексов биоразнообразия в конкретных условиях модельных регионов.

По результатам работы текущего года был сформулирован ландшафтно-экологический подход к мониторингу биоразнообразия лесных территорий, позволяющий исследовать лесные экосистемы в процессе их возрастной динамики в пределах определенных природно-территориальных комплексов различной величины и сложности. Накопленный опыт в изучении разнообразия биологических систем на уровне отдельных видов, популяций и сообществ позволяет перейти к обобщению материалов на уровне территориальных единиц разного масштаба и характеризовать пространственно-временную динамику изменения лесных территорий в условиях возрастающего антропогенного воздействия. В этой связи была определена иерархия пространственных масштабов и приняты следующие пространственные уровни учета биоразнообразия лесных территорий: локальный, региональный и федеральный. На рисунках 1-4 дано представление о базовых уровнях мониторинга лесов с использованием космических изображений.

Рис. 1. Электронная карта основных типов растительности России

Рис. 2. Схема мезорегионов по А.Г.Исаченко (1990)

Рис. 3. Центральная часть Красноярского края

Обоснованы основные процедуры мониторинга биоразнообразия лесного покрова, включающие методы сбора полевых данных, данных дистанционного зондирования, а также методы интерполяции рассчитываемых значений индикаторов разнообразия на территорию более высокого топологического уровня.

На основе зарубежного и отечественного опыта обоснованы общие принципы, методология и практическая оценка биоразнообразия лесов Северной Евразии. Проведен анализ параметров биоразнообразия лесов, используемых для территорий федерального и регионального уровня России в сопоставлении с общеевропейскими, принятыми в рамках Монреальского, Хельсинского процессов и в проекте BEAR. В результате предложен и обоснован перечень параметров и индикаторов, рекомендуемый для мониторинга биоразнообразия лесов, включая использование дистанционных наблюдений.

Данные космического мониторинга лесов рассматриваются в качестве важнейшего компонента информационного обеспечения региональных моделей естественной и антропогенной динамики лесного покрова. На основе анализа ряда ландшафтных индексов, получена интегральная оценка сложности строения поверхности территории, определяющая биоразнообразие наземных экосистем (рис. 4).

Рис. 4. Северо-восточная часть Костромской области с разным уровнем ландшафтного разнообразия, выявленным с помощью космических изображений

Анализ литературы по типологии лесов был выполнен при разработке подходов к обоснованию классификационных систем растительности и растительного покрова с целью оценки экосистемного разнообразия лесов на примере европейской России. Проведено сопоставление классификационных единиц, используемых в отечественной литературе при картировании крупных территорий, как между собой, так и с синтаксонами флористической классификации (классификация Браун-Бланке). Предложен макет классификации единиц высокого ранга, основанный на экологических свойствах видов-эдификаторов, географических признаках ландшафта и флористических характеристиках сообществ.

На основе анализа отечественной литературы создана картотека основных групп лесных сообществ в таежной зоне европейской России, проведена унификация терминологии русских названий. Собрана и проанализирована литература и геоботанические описания, которые позволили собрать воедино большую часть фактических данных по синтаксономии лесов европейской России в диапазоне от северной тайги до лесостепи и выявить недостающие звенья в этом материале. Сформирована компьютерная база данных PRODROMUS, которая включает перечень синтаксонов лесной растительности европейской России и база полевых геоботанических описаний лесов FORUS. Предложена форма и начато формирование базы данных по основным типам леса европейской России.

В разработке методологических подходов мониторинга лесов обоснована важность идентификации сукцессионного цикла и оценки степени отклонений конкретных экосистем от исходного (устойчивого) состояния. Дано определение и выявлены основные признаки климаксовых лесных экосистем европейской России как эталонных объектов. Дается утверждение, что в современном лесном покрове климаксовые экосистемы не имеют широкого распространения, а доагрикультурные климаксовые лесные экосистемы практически отсутствуют. Выделены шесть основных групп ключевых видов, определяющие состав и строение климаксовых сообществ лесной зоны (темнохвойные и широколиственные виды деревьев, почвенные беспозвоночные-гумификаторы, насекомые филофаги и ксилофаги, древоразрушающие грибы, крупные млекопитающие-фитофаги).

Разработаны методы оценки сукцессионных стадий лесных сообществ в соответствии с их эталонным статусом. Для определения степени сукцессионных отклонений (сукцессионного статуса) конкретных лесных экосистем от климаксовых сообществ разработана система балловых оценок. Произведены оценки диагностических характеристик, основанные на относительной представленности в лесной экосистеме видов и популяций растений определенных эколого-ценотических групп. Даны представления о региональных особенностях мониторинга биоразнообразия лесных экосистем на примере модельных территорий в разных физико-географических условиях с различной степенью антропогенной нарушенности (Костромская и Мурманская области, Карелия и Дальний Восток). Выявлены основные факторы изменения биоразнообразия лесов в результате хозяйственной деятельности (рубок леса, промышленного загрязнения, пожаров и др.) и их представленность в модельных регионах. Описаны основные природные и антропогенные условия формирования региональной биоты, современное состояние биоразнообразия лесного покрова и конкретные схемы дегрессионных и демутационных процессов (рис. 5).

Разработана схема региональной ГИС биоразнообразия лесных экосистем, обеспечивающая проведение мониторинга и оценку антропогенного воздействия на природно-территориальные системы. Отработан алгоритм поэтапного создания тематических карт биоразнообразия лесов на региональном уровне. Начато создание комплексной базы типовых информационных материалов и данных по биоразнообразию лесов России.

Исходя из условий поставленных задач мониторинга биоразнообразия лесных экосистем на первом этапе, была разработана комплексная методологическая основа регионального мониторинга биоразнообразия лесов. Она базируется на концептуальном подходе проведения мониторинга биоразнообразия с точки зрения пространственно-временной динамики лесообразовательного процесса и современного состояния лесов.

Решен ряд научно-методических задач, обеспечвающих использование имеющихся данных по биоразнообразию лесов в сфере лесной экологии, природопользования и устойчивого управления биологическими ресурсами.

Региональные экологические шкалы для лесной растительности Дальнего Востока. Комарова Т.А., Тимощенкова Е.В., Прохоренко Н.Б., Яковлева А.Н., Судаков Ю.Н. Владивосток: Дальнаука, 2003. 277 с.

Разнообразие биоты Карелии: условия формирования, сообщества, виды». Ред. Громцев А.Н., Китаев С.П., Крутов В.И., Кузнецов О.Л., Линдхольм Т., Яковлев Е.Б. Петрозаводск, 2003. 262 с.

Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность. Отв. редактор О.В.Смирнова. М.: Наука. 2003 (в печати)

Статьи

Исаев А.С., Коровин Г.Н. Крупномасштабные изменения в бореальных лесах Евразии и методы их оценки с использованием космической информации // Лесоведение. 2003. № 2. С.3-9.

Заугольнова Л. Б., Браславская Т. Ю. Анализ ассоциаций мезофильных широколиственных лесов в центре европейской России // Растительность России. № 4. 2003.

Носова Л.М., Тихонова Е.В. География и экология кисличных групп типов леса // Лесоведение. № 1. 2003. С. 21-28.

Смирнова О.В. с соавт. Формирование и развитие восточноевропейских широколиственных лесов в голоцене // Бюлл. МОИП. 2003.

Черненькова Т.В., Бочарников В.Н. Комплексная оценка и организация данных в системе биомониторинга лесных территорий // Лесоведение. № 1. 2003. С.37-47.