CC BY
350
ЭКОЛОГИЯ
го размножения типографа и гравера начала развиваться в 2010 г. При своевременном обнаружении была бы возможность вовремя ее остановить. Это же относится и к сосновому усачу и бактериальной водянке.
Библиографический список
1. Итоги работы Министерства лесного хозяйства Республики Татарстан в 2012 году. - Казань: Мин-во лесного хозяйства Республики Татарстан, 2013.
- 50 с.
2. Кузьмичев, Е.П. Болезни древесных растений. Болезни и вредители в лесах России. Справочник / Е.П. Кузьмичев, Э.С. Соколова, Е.Г. Мозолевская.
- М., 2004. - 120 с.
3. Леса Татарстана: осины, липы и березы // ЛесПромИнформ, № 1 (67) - М., 2010. - С. 48-51.
4. Маслов, А.Д. Защита леса от вредителей и болезней: Справочник / А.Д. Маслов, Н.М. Ведерников, Г.И. Андреева, П.А. Зубов и др. - М.: Агропромиз-дат, 1988. - 414 с.
5. Минкевич, И.И. Альбом болезней, пороков и аномалий развития древесных пород, используемых при озеленении городов и населенных мест Северо-Запада России / И.И. Минкевич, Е.Ю. Варенцова, Т.Б. Дорофеева, В.Ф. Ковязин и др. - СПб, 2007. - 55 с.
6. Мозолевская, Е.Г. Лесная энтомология. Учебник для вузов / Е.Г. Мозолевская, А.В. Селиховкин, С.С. Ижевский, А.А. Захаров и др. - М.: Академия, 2010. - 415 с.
7. Римский-Корсаков, М.Н. Лесная энтомология / М.Н. Римский-Корсаков, В.И. Гусев, В.Я. Шипе-рович, И.И. Полубояринов и др. - М.-Л., Гослес-бумиздат, 1949. - 507 с.
8. Тимофеев, В.П. Лесоводство / В.П. Тимофеев, Н.В. Дылис. - М.: Сельхозгиз, 1953. - 552 с.
9. Ткаченко, М.Е. Общее лесоводство / М.Е. Ткаченко. - М. -Л.: Гослесбумиздат, 1952. - 600 с.
10. Шелухо, В.П. Бактериальная водянка березы и эффективность мероприятий по борьбе с ней в насаждениях зон смешанных и широколиственных лесов / В.П. Шелухо, В.А. Сидоровю. - Брянск: БГИТА, 2009. - 117 с.
КОНЦЕПЦИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СЕТИ
на урбанизированной территории
О.В. БЕДНОВА, доц. каф. экологии и защиты лесаМГУЛ, канд. биол. наук,
А.А. ЛИХАЧЕВ, асп. каф. экологии и защиты леса МГУЛ
Методологические аспекты территориальной охраны природы опираются на классические основы теории островной биогеографии [20], теории метапопуляции [1], концепцию минимальной жизнеспособной популяции [2], которые обосновывают параметры размеров, конфигурации, степени изолированности особо охраняемых природных территорий (ООПТ).
По мере накопления практического опыта в сфере территориальной охраны природы формировались и концепции, обосновывающие необходимость территориальной связи между отдельными ООПТ. Наиболее известные из них - концепция поляризованного ландшафта Б.Б. Радомана [3], модель экологических пятен и коридоров (patch-and-corridor system), или биоцентрически-коридорно-мат-ричная модель, американских ландшафтных экологов Р.Формана и М. Годрона [21, 22], территориальная система экологической стабиль-
caf-ecology@mgul.ac.ru
ности ландшафта (TSES - the territorial system of ecological stability of landscape), разработанная ландшафтными экологами из Чехословакии [23]. Но прикладная востребованность этих концепций приходится на 90-е гг. прошлого века, когда сокращение биоразнообразия было осознано как глобальная экологическая проблема, и стал очевидным факт, что отдельные ООПТ, будучи изолированными друг от друга, далеко не всегда способны обеспечить необходимый природоохранный эффект, а наличие пространственных связей в преобразованных ландшафтах значительно снижает риск сокращения численности и вымирания видов, утраты ценных природных ландшафтов [4, 24]. В результате в природоохранной сфере получили признание экологические сети (ЭС) как способ смягчения эффектов изолированности ООПТ и фрагментации местообитаний.
Экологические сети - системы функционально взаимосвязанных экологических
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
131
ЭКОЛОГИЯ
компонентов, предназначенных для сохранения естественных экологических систем, биологического и ландшафтного разнообразия, а также обеспечения непрерывности среды обитания объектов животного мира [5, 6]. Выделяют три основные функциональные группы компонентов экосети: ключевые территории (заняты природными сообществами, способными к саморегуляции; отличаются повышенной «концентрацией живой природы» в ландшафте, обеспечивают оптимально достижимое качество и количество экологического пространства;) транзитные территории (осуществляют необходимую связь между ключевыми территориями); буферные территории - защищают ключевые и транзитные территории от потенциально опасных внешних воздействий [25]. Иногда при проектировании ЭС выделяют еще и зоны восстановления (экологической реставрации и экологической реабилитации). Это нарушенные участки, где наиболее целесообразно восстановление природных свойств и экологически полезных функций [7]. Реализация экосетевого природоохранного подхода возможна на территориях разного масштаба: трансграничного [26], национального [8, 27], регионального [9], локального [10].
В сфере экосетевого территориального планирования оформились специальные методологические подходы и соответствующая терминология. Они, главным образом, касаются критериев выделения территориальных элементов ЭС и типологии последних.
Наиболее разработан вопрос в отношении выделения ключевых территорий ЭС. В основе здесь лежат традиционные для локализации ООПТ подходы [4, 6]. Так, из биоэкологических критериев значимы популяционные (наличие ареалов (местообитаний) редких, реликтовых, эндемичных видов), ценотические (наличие редких биологических сообществ) нативность биоразнообразия (представленность биологических сообществ, репрезентативных по составу доминантов и эдификаторов с точки зрения биорегионального биоразнообразия). Из ландшафтных критериев - натуральность, уникальность, ландшафтное разнообразие, культурное зна-
чение. Важны и территориальные критерии - достаточность площади и территориальная целостность [7].
Подходы к выделению других элементов ЭС более вариативны и зависят от конкретных пространственных условий. Опыт природоохранного проектирования свидетельствует, что основные трудности могут быть связаны в первую очередь с проектированием не столько новых ключевых территорий, сколько экологических коридоров. Устройство последних сопряжено с необходимостью учета многих особенностей местного характера: каждый экокоридор достаточно уникален по условиям миграции и расселения видов, по специфике выполнения водоохранной, противоэрозионной, эстетической и других экологически полезных функций и т.д. И в целом критерии выделения экологических коридоров на настоящее время не определены столь конкретно по сравнению с ключевыми территориями. Но исходя из их функционального назначения (обеспечение связей между ключевыми территориями), логично, что ведущим критерием должно быть обеспечение условий для миграции видов, обитающих на ключевых территориях. А это возможно, если экокоридор имеет определенные параметры протяженности, ширины, эдафических условий (они должны быть близки эдафическим условиям ключевых территорий, которые он соединяет), территориальной целостности (связности). Так, из метрических особенностей экологических коридоров наибольшее значение имеет их ширина. Она определяет разнообразие эдафических условий экокоридора, число особей и видов, которые могут мигрировать по нему, наличие опушечного эффекта, а также возможность для отдельных особей и целых популяций поселяться внутри экокоридора не мигрируя за его пределы. По ширине различают линейные и полосные экологические коридоры (line and strip corridors) [22]. В экокоридорах линейного типа различия между его осевой зоной и периферийными практически не наблюдаются. Ширина полосных экокоридоров позволяет сформироваться и его специфической внутренней зоне, и периферийным, где ощущает-
132
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
ЭКОЛОГИЯ
ся краевой (опушечный) эффект. Данные ряда исследований [11, 21, 29]. свидетельствуют о том, что эффективно выполняют ряд экологически полезных функций (стокозадержания, ветроударную, являются каналом миграции и др.) полосы с природной растительностью шириной более 100 м. По характеру территориальной целостности, или связности, различают сплошные и архипелагоподобные (stepping-stones) экокоридоры [21]. Последние представляют собой удлиненный контур с расположенными в его пределах природными участками, между которыми есть или потенциально возможен обмен генетическим материалом.
Особенностью современного этапа территориальной охраны природы, помимо осознания необходимости ее реализации на основе экосетевого подхода, является рост ее востребованности в локальных условиях и, прежде всего, на урбанизированных территориях [12, 13]. Вопросы проектирования ЭС, начиная с методических аспектов выбора критериев выделения их территориальных элементов, используемых при этом индикаторов и параметров и заканчивая процедурами закрепления правового статуса ЭС, именно в условиях урболандшафта представляются на настоящее время наименее разработанными.
Для обозначения ключевых территорий применительно к экосетям локального масштаба используется термин биоцентр (в то время как ключевые территории трансграничных и региональных ЭС предложено обозначать соответственно - природное ядро и региональный центр биоразнообразия [7]). В урболандшафте роль биоцентров способны выполнять городские леса, лесопарки, парки, скверы и др. Эти участки отличаются от фона (т.е. прилегающих территорий), значительно большим биоразнообразием, хотя оно может быть и далеким от природной нормы. Интерпретация биоцентра как места концентрации живой природы в ландшафте выдвигает на первый план изучение тех его особенностей, которые и определяют эту его концентрирующую роль: площадь, эдафические условия, степень нарушенности, существующий при-
родоохранный статус и т.п. Дифференцирование биоцентров по этим характеристикам имеет значение для проектирования локальных экосетей [7].
Площадь биоцентра имеет особое значение, так как с ней достаточно тесно связаны видовое богатство, численность популяций и другие биоэкологические характеристики, включая оценку возможностей выживаемости видов. Типология биоцентров по площади разработана Р.Форманом [28]. В качестве критического размера биоцентра он предлагает принять площадь в 2 га: в биоцентрах меньшего размера резко уменьшается число видов в основном за счет сведения на нет дифференциации на внутреннюю и краевую (опушечную) зоны. Эту типологию можно принять за основу и при проектировании ЭС в условиях урбо-ландшафта (табл. 1).
Помимо размеров площади, функционально важной геометрической характеристикой биоцентра является форма его контура: она влияет не только на «жизнь» самого биоцентра, но и на особенности миграций особей в него и из него. В работе [7] на основе аналитических обобщений Р.Формана [28] приводится типология биоцентров по форме их контура (табл. 2):
Экологические коридоры в условиях локальной ЭС преимущественно небольшой протяженности и ширины. В агроландшафте это залесенные или залуженные склоны и днища линейных эрозионных форм (лощин, балок, оврагов), водоохранные зоны рек, сами речные долины и вообще любые удлиненные ареалы с природной растительностью [7]. В городском ландшафте функции экологических коридоров могут выполнять аллеи, бульвары, улицы, степень озеленения которых дает возможность мигрировать вдоль них птицам, насекомым от одного городского биоцентра к другому
Экокоридоры локальных экосетей могут быть как сплошными, так и архипелагоподобными (внутрирегиональные и межрегиональные экокоридоры практически исключительно архипелагоподобные). Последние фактически представляют собой в
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 6/2013
133
ЭКОЛОГИЯ
Таблица 1
Типология биоцентров по площади (по Forman, 1995 [28])
Тип биоцентра Размер в урболандшафте, га
Карликовый меньше 5
Маленький 5-10
Малый 10-50
Средний 50-300
Относительно большой 300-1000
Большой больше 1000
Таблица 2
Типология биоцентров по форме контура (по Forman, 1995[28])
Тип биоцентра Преимущества Недостатки
Округлый Наиболее благоприятный для видов внутреннего ядра биоцентра Наименьшее взаимодействие с окружением
Эллипсоидный Нет Малая площадь ядра биоцентра; слабое взаимодействие с окружением
Прямоугольный Нет Прямые границы подвержены риску эрозии, слабое взаимодействие с окружением
Шестеренчатый Наиболее благоприятный для «опушечных» видов, миграций животных Нет
Рассеченный Высокая генетическая изменчивость внутри биоцентра; хорошие условия для нейтрализации рисков внутри биоцентра Малая площадь ядра биоцентра
Лучистый Наиболее благоприятна для миграций в и из биоцентра; удобна для «опушечных» видов и видов ядра биоцентра Нет
3. Определение 4. Оценка
1. Выделение 2. Типология местоположения эффективности
локальных и оценка локальных имеющейся
биоцентров биоцентров экокоридоров экосети
5. Дополнение сети экокоридоров
6. Оценка Эффективности проектируемой экосети
7. Создание плана экосети в ГИС
Рис. 1. Общая стратегия проектирования локальной экологической сети
пространстве совокупность локальных экосетей, связанных между собой. В результате, в пределах внутрирегиональных и межрегиональных экокоридоров размещено множество биоцентров и локальных экокоридоров, и это должно обеспечить миграционную связность значительных по площади и протяженности участков. Следовательно, показатели степени связности могут быть индикаторами миг-
рационных возможностей ЭС как критерия эффективности ее функционирования и пространственной структуры. В первую очередь, связность определяется расстояниями между отдельными изолированными биоцентрами внутри экокоридора. Известно, что критическое расстояние между участками с природной растительностью, на которой еще возможен эффективный перенос пыльцы, спор, семян,
134
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
ЭКОЛОГИЯ
перелеты насекомых и некоторые другие межбиоцентрические взаимодействия, не превышает 200 м [14].
Стратегия проектирования локальной экосети должна учитывать принцип иерархичности экосетевого подхода - создаваемая экосеть должна стать частью региональной экосети [15].
Схематично стратегию проектирования локальной экологической сети можно представить следующим образом.
Проектирование ЭС на локальном уровне означает разработку ее детального плана. В окончательном варианте такой план должен явиться тем проектным документом, на основании которого выполняются практические работы по созданию сети экологических коридоров (отведение земель, подготовка территории, посадка деревьев, кустарников, подсев трав и т.п.).
Возможности для реализации изложенной выше концепции локальной ЭС мы рассмотрели на примере территории, занятой подмосковным городским округом Королев. Продемонстрируем их ниже.
Городской округ Королев является уникальной модельной территорией для экологического проектирования, сочетая многообразие ландшафтов и включая наряду с промышленными зонами и высоко урбанизированными районами, лесопарковую зону, районы малоэтажной застройки, водотоки и открытые пространства. Королев относится к большим городам [16] и при этом является городским округом, что означает вхождение в его состав помимо городского поселения территории, предназначенные для развития социальной, транспортной и иной инфраструктуры [17]. Полученные методические подходы в отношении Королева как модельной территории для проектирования локальной ЭС перспективны для применения к многочисленным категориям больших городов (91 город) и городских округов (517 поселений) России
Мы выявили основные элементы экосети городского округа Королев и исследовали их функциональные возможности в урбанизированном ландшафте. В соответствии с
приведенной выше стратегией (рис. 1), работа проводилась в несколько этапов.
Этапы 1 и 2. Выделение локальных
биоцентров, их типология и оценка
Критерии подбора объектов на роль биоцентров локальной экологической сети в урбанизированных условиях основываются на принципах выделения ООПТ, перечисленных выше. Но местонахождение территории в условиях сильной антропогенной трансформации накладывают на традиционный подход коррективы. Соответственно критерии выделения ключевых территорий здесь не могут иметь столь формального характера, как при обосновании природных ядер и региональных центров биоразнообразия. В этом случае многое решают местные особенности, в частности такие факторы, как общая лесистость территории, современное состояние участков с природной растительностью - их площади, степень внутренней фрагментации, типичность видового состава и т.п. Известные украинские специалисты в сфере экосетевого ландшафтного планирования [7] отмечают, что «для регионов, где растительный покров практически сведен, любой участок с растительностью, близкой к природной, может рассматриваться как биоцентр. И наоборот, в пределах территорий со слабо фрагментированным растительным покровом лишь наиболее ценные участки могут рассматриваться как биоцентры».
Основу современного природного каркаса ГО Королев составляют сохранившиеся участки лесных массивов. Но их функциональные особенности в качестве биоцентров локальной неравноценны: это различные по экологическим условиям природные территории и степени антропогенной трансформации.
Первичный отбор территорий для формирования экосети велся в соответствии с типологией биоцентров по размеру площади, приведенной в табл. 1. Городские леса городского округа Королев представлены участками леса площадью от 6 до 29 га, т.е. они представляют собой биоцентры маленькой и малой ландшафтной размерности.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
135
ЭКОЛОГИЯ
Таблица 3
Городские леса на территории ГО Королев как биоценты локальной ЭС
Типы лесных сообществ Экологические индикаторы
Индекс состояния древостоя Индекс структурного разнообразия
1. Сосновый Бор (18 га)
Сосняк папоротниково-разнотравный 6,64 1,94
Со сняк-кислично-гравилатный 7,67 1,72
Сосняк с липой разнотравный (восстановительная сукцессия) 5,26 1,6
Березняк с елью разнотравный 6,67 1,8
Липняк снытево-разнотравный 6,25 1,56
Березняк с елью и липой разнотравно-недотроговый 6,07 1,48
2. 45-й квартал (29 га)
Сосняк кисличник 7,49 1,82
Сосняк с елью кисличник 6,67 1,84
Сосняк разнотравный 8,5 1,63
Сосняк с ясенем кислично-недотроговый 7,59 1,66
Сосняк с липой снытево-волосистоосоковый 7,4 1,74
Сосняк разнотравный (кислично-недотроговый) 7,43 1,72
Сосняк кисличник 7,9 1,85
Окно вывала в очаге корневой губки 2,5 1,41
3. Лес за Мемориалом Победы (7 га)
Липняк с березой и кленом недотроговый 5,86 1,73
4. Территория детского сада МГУ (6 га)
Липняк широкотравный 7,17 1,79
5. Комитетский лес (20 га)
Сосняк с елью недотрогово-разнотравный (ядро биоразнообразия) 6,02 1,87
6. Валентиновский лес (19 га)
Сосняк с елью разнотравный 8,5 1,89
Ельник волосистоосоково-кисличный с недотрогой 0,7 1,61
Сосняк волосистоосоковый с недотрогой 8,71 1,67
Березняк злаково-разнотравный 9,53 1,73
Березняк с осиной злаково-разнотравный 7,78 1,76
Сосняк травяно-болотный 5,88 1,84
Далее были проведены исследования по оценке экологических средостабилизирующих функций и природоохранной ценности сохранившихся лесных экосистем. В их границах были заложены пробные площади для проведения исследований по программе лесоэкологического мониторинга с таким расчетом, чтобы максимально охватить различные типы представленных лесных сообществ. Всего было обследовано 6 природных объектов, лежащих в узлах экологической сети города (табл. 3). Затем на основе полевых исследований для каждого типа лесных сообществ были рассчитаны значения экологических индикаторов - индекса состояния древостоя (отражает средостабилизирующую экологическую функцию участка леса через
жизнеспособность древесного яруса) и индекса структурного разнообразия (отражает степень сохранности лесной среды, включая лесное видовое разнообразие).
Для индикации состояния городских лесных экосистем были использованы интервальные оценки значений экологических индикаторов (табл. 4), полученные на основе обработки результатов лесоэкологического мониторинга в городских лесных экосистемах c использованием метода функций желательности Харрингтона [18].
Диапазон значений индекса состояния древостоя по результатам обработки данных полевых учетов включает значения от 0,7 (большинство деревьев сухостойные) до 9,53 (преобладают деревья без признаков
136
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
ЭКОЛОГИЯ
Таблица 4
Интервальная оценка значений индекса структурного разнообразия
Количественные отметки на шкале желательности и желательность значения отклика Диапазоны значений экологических индикаторов
Индекс состояние древостоя Индекс структурного разнообразия
От 0,80 до 1.0: очень хорошо От 9,0 и более От 1,85 и более
От 0,63 до 0,80: хорошо От 7,17 до 9,0 От 1,70 до 1,85
От 0,37 до 0,63: удовлетворительно От 5,23 до 7,17 От 1,55 до 1,70
От 0,20 до 0,37: плохо От 4,0 до 5,23 От 1,45 до 1,55
От 0 до 0,20: очень плохо До 4,0 До 1,45
ослабления). Диапазон значений индекса структурного разнообразия составил от 1,41 (изреженный древостой, почти отсутствуют подрост и подлесок, 5 стадия рекреационной дигрессии) до 1,94 (структура лесного биогеоценоза не нарушена).
Экстремально низкое значение индекса состояния древостоя (0,7) отражает состояние участка елового леса - действующего очага короеда типографа в Валентиновском лесу. Но при этом значение индекса структурного разнообразия (1,61) находится на уровне «удовлетворительно» за счет сохранности элементов лесной среды. При содействии процессам естественного восстановления лесной среды или посредством адекватных лесокультурных мероприятий можно поддержать функциональную способность этого участка леса.
В зоне значений «очень плохо» как по индексу состояния древостоя, так и по индексу структурного разнообразия находится и небольшая часть лесного массива «45-й квартал», представляющая собой затухший очаг корневой губки. Но в настоящее время в окнах вывала идут демутационные процессы - заращивание осиной и березой, восстанавливается травянистый покров, участок функционирует как ремиза для кустарно-лесных птиц, т.е. он не потерян как фрагмент природной территории.
Преобладающая же часть территорий, занятых лесной растительностью, характеризуется довольно высокими значениями экологических индикаторов (табл. 3, 4). Практически все участки обследованных лесных массивов находятся в зоне рекреационной доступности, но большинство из них не пре-
терпело сильной антропогенной трансформации, и в каждом лесном массиве можно выделить ядра биоразнообразия, что дает хорошую основу для природоохранного планирования внутреннего пространства каждого лесного массива [19].
Таким образом, городские леса на территории городского округа Королев в сравнении с фоновым окружением обладают повышенной экологической эффективностью и концентрацией природного биоразнообразия. Согласно критериям природности и территориальной целостности участки лесов зеленой зоны являются биоцентрами на территории городского округа Королев.
Этап 3. Определение местоположения локальных экокоридоров
Существующие экологические коридоры функционально должны формировать связи между биоцентрами и при этом обладать растительностью, которая способна обеспечить миграционные биотические потоки.
В настоящее время в отношении территории городского округа Королев можно говорить о наличии двух крупных экологических коридоров: река Клязьма (вместе с комплексом пойменных ландшафтов) и Акуловский водоканал, объединяющих элементы экологической сети в устойчивую систему (рис 2). Все более крупные природные территории «нанизаны» на эту основу. При этом очень важно, что с юга город соседствует с территорией национального парка «Лосиный остров», и это придает устойчивость всей системе.
Акуловский водоканал и река Клязьма являются экокоридорами регионального зна-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
137
ЭКОЛОГИЯ
Рис. 2. Фактическая экологическая сеть на территории ГО Королев
чения. Акуловский канал имеет общую длину 28 км, из которых 7 пролегает в границах ГО Королев. Протяженность участка реки Клязьмы, протекающей по территории города, составляет около 11 км. Кроме того, в городском округе Королев представлены небольшие экокоридоры местного значения, обеспечивающие связь ряда природных территорий с НП «Лосиный остров» и представленные садовыми участками, в том числе и с заметными фитоценотическими фрагментами с доминированием коренных древесных пород.
В проектировании экокоридоров на территории городского округа Королев мы опирались на критическое расстояние между участками с природной растительностью, на которое еще возможен эффективный перенос пыльцы, спор, семян, перелеты насекомых и некоторые другие межбиоцентрические взаимодействия, которое не превышает 200 м [21].
Этап 4. Оценка эффективности имеющейся экосети
Этот этап разработки ЭС предполагает анализ существующей территориальной ситуации: насколько эффективна экологическая сеть на основе имеющихся биоцентров и экологических коридоров в пространствен-
ном отношении - нуждается ли ее структура в оптимизации?
Биологическое и ландшафтное разнообразие зависит от числа биологических центров и биологических коридоров в ландшафте и может быть измерено с использованием индексов графической связности. Эти индексы особенно полезны для планирования экологических сетей на местном уровне. Нами использована система показателей, которые косвенно характеризуют эффективность экологических сетей, исходя из того, что с формальной точки зрения эта сеть является графом. Его вершинами являются природные ядра (биоцентры), а ребрами - экологические коридоры. Поскольку основное назначение экокоридоров состоит в обеспечении связей между биоцентрами, то вся экосеть будет тем эффективнее обеспечивать эту функцию, чем более связной она является. Сама же связность графа определяется тем, насколько и как развита сеть его ребер.
Применение следующих показателей оценки связности графа позволило отобразить функционирование локальной экологической сети города.
1. Альфа-индекс - характеризует наличие и насыщенность экологической сети циклами: чем выше его значение, тем больше
138
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
ЭКОЛОГИЯ
альтернативных путей миграции из биоцентра и тем эффективнее экосеть в целом способна выполнять миграционную функцию. Оптимальное значение а-индекса - 1,0. Вычисляется по формуле
а -индекс = (E-V+1) / (2V-5), где V - число вершин графа (биоцентров));
E - число ребер графа (экокоридоров).
2. Бета-индекс:
в-индекс = E / V,
Оценивает степень развитости сети экокоридоров: при в < 1 экосеть не имеет ни одного цикла (то есть является графом-деревом), при в = 1 - только один, при в > 1 - несколько, при в = 3 все биоцентры объединяются экокоридорами в циклы, что и является признаком максимально возможной связности.
3. Гамма-индекс представляет собой отношение существующего (либо проектируемого) числа экокоридоров к их максимально возможному (для имеющегося числа биоцентров) числа
Y-индекс = E / 3(V-2).
Этот показатель характеризует степень альтернативности выбора путей миграции из одного биоцентра в другие. Чем выше его значение, тем короче (в топологическим смысле) длина миграции между двумя произвольно взятым биоцентрами. При у = 0 ни один из биоцентров не связан ни с какими другими, т.е. экокоридоров на данной территории нет вообще, при у = 1 каждый биоцентр непосредственно одним экокоридором связан со всеми остальными, что и может рассматриваться как оптимум.
4. Показатель дефицита графа - е-ин-
декс
е-индекс = E / (V-1).
Значение этого индекса достигает единицы для графа-дерева, которое из всех типов графов является наименее связным, т.е. конкретное значение индекса показывает, насколько близка экосеть к минимально связной. Эта оценка имеет смысл для экосетей, которые имеют изолированные биоцентры [7].
В фактическую экосеть (рис. 2) входит 13 ключевых территорий. Лишь некоторые из них связаны экокоридорами: всего насчиты-
вается 10 действующих экологических связей. Показатели оценки связности графа для этой ситуации следующие: значение а- индекса составляет-0,1, значение в-индекса - 0,77, значение у-индекса равно 0,3, е-ин-декса - достигает 0,83. Значения показателей свидетельствуют о пространственной неэффективности структуры экосети, ее неразвитости. Необходимо рассмотреть возможности улучшения ситуации.
Следует отметить, что рассмотренные показатели основаны на оценке связности графа экологической сети и являются топологическими, т.е. не учитывают метрических особенностей экосети.
Этап 5. Дополнение сети экологических коридоров с учетом недостатков в структуре фактической экосети
В системе проектироемой экосети ГО Королев возможно создание трех дополнительных экологических коридоров
1. Создание экокоридора на северовостоке города позволит решить две важнейшие природоохранные задачи задачи: включить значительные площади с находящимися на них старовозрастными насаждениями (ДО «Болшево», ДО «Новые горки», Центральный военный клинический госпиталь № 2) в систему экологической сети города и таким образом соединить локальную экологическую сеть с экосетью Пушкинского района, так как здесь город граничит с Ивантеевским лесом. Это приблизит интеграцию проектируемой локальной экосети в региональную экологическую сеть.
Создание экологического коридора возможно путем восстановления древесной растительности в пойме реки Клязьма (сейчас там расположены огороды-самозахват). Это позволит связать лесные сообщества правого и левого берегов Клязьмы. Нахождение территории в водоохраной зоне и хаотичное преобразование пойменных ландшафтов в настоящее время делают экологическую ре-билитацию этой территории одной из важнейших перспективных природоохранных задач в локальном масштабе. Планируемая длина экокоридора - около 400 м.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
139
ЭКОЛОГИЯ
Таблица 5
Графическая связность существующей и проектируемой экосетей
Индексы графической связности Фактическая сеть Проектируемая сеть
а-индекс -0,1 0,05
в-индекс 0,77 1
у-индекс 0,3 0,4
е-индекса 0,83 1,1
Рис. 3. Проектируемая экологическая сеть
Рис. 4. План экологической сети ГО Королев
140
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
ЭКОЛОГИЯ
2. Создание экокоридора на востоке города позволит придать устойчивость экосети, замкнув ее путем соединения пойменных липовых лесов на правом берегу р.Клязьма и Валентиновского леса. Целесообразно создание лесополосы из быстрорастущих аборигенных лиственных пород, проходящей по краю Бурковского поля.
3. Восстановление экокоридора вдоль железной дороги для соединения биоцентров «Комитетский лес» и «Валентиновский лес». Этот экокоридор пересекает весь город и является наиболее важным мероприятием по экологической реабилитации в условиях урболандшафта ГО Королев. Рекомендуется подсадка деревьев быстрорастущих лиственных пород, сосны обыкновенной (к востоку от ж/д станции Болшево), декоративных ягодных кустарников из числа аборигенных видов.
Локальная экологическая сеть с учетом этих изменений изображена на схеме (рис. 3).
Этап 6. Оценка эффективности проектируемой экосети
С учетом проектируемых дополнений системы экокоридоров вновь проведен расчет индексов графической связности (табл. 5), его результаты приведены. Сопоставление значений показателей для фактической (рис. 2) и проектируемой (рис. 3) экосетей свидетельствует, что создание дополнительных экологических связей позволит значительно увеличить пространственную эффективность экосети и повысить ее устойчивость.
На седьмом (заключительном) этапе был создан план экосети в ГИС.
Эффективным инструментом проектирования экологических сетей является использование геоинформационных технологий, которые предназначены для анализа и синтеза больших количеств пространственных данных. Анализ и визуализация результатов были сделаны в программном обеспечении Quantum GIS. В результате на карте (рис. 4) были отображены основные компонентами локальной экосети: экологические коридоры, биоцентры и интерактивные компоненты.
Восстановление экологических связей позволит включить локальную экосеть в систему региональной ЭС. А реализация концепции локальной экологической сети позволит решить природоохранные задачи местного масштаба:
- повышение экологической устойчивости городских лесных экосистем;
- сохранение участков с зональным биоразнообразием в условиях урбанизированной территории;
- поддержание здоровой окружающей среды для жителей городского округа.
Библиографический список
1. Хански. И. Ускользающий мир: экологические последствия утраты местообитаний: пер. с англ. / И. Хански - М.: КМК, 2010. - 340с.
2. Шафер, М. Минимальные жизнеспособные популяции: как быть с неопределенностью? / М. Шафер // Жизнеспособность популяций. Природоох-ранныеи аспекты / Под. ред М.Сулея. - М.: Мир, 1989. - С. 93-116.
3. Родоман, Б.Б. Поляризация ландшафта как средство сохранения биосферы и рекреационных ресурсов / Б.Б. Родоман // Ресурсы, среда, расселение.
- М.: Наука, 1974. - С. 150-162.
4. Бишоп, К. Говорим на общем языке. Система категорий охраняемых природных территорий МСОП и ее применение на практике. Пер с англ. А. Книжни-кова, М. Рубцовой / К. Бишоп, Н. Дадли, А. Филлипс, С. Столтон - М.: РВалент, 2006. - 172 с.
5. Критерии и методы формирования экологической сети природных территорий. Вып. 1.-2-е изд.- М.: Центр охраны дикой природы СоЭС, 1999.- 48 с.
6. Географические основы формирования экологических сетей в России и Восточной Европе. Ч. 1. Мат-лы электронной конф. (1-28 февраля 2011 г.).
- М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011.
- 308 с.
7. Разработка концепции экологических коридоров в трансграничных участках бассейна реки Днепр (Украина). http://www.undp-gef-dnipro.com/images/ stories/history/45.pdf
8. Шеляг-Сосонко, Ю. Р. Концепция, методы и критерии создания экосети Украины / Ю.Р. Шеляг-Сосонко, М. Д. Гродзинский, В.Д. Романенко - Киев: Фитосоциоцентр, 2004. - 144 с.
9. Соболев, Н.А. Региональная стратегия территориальной охраны природы / Н.А. Соболев // Критерии и методы формирования экологической сети природных территорий. Вып. 1. - 2-е изд. - М.: Центр охраны дикой природы СоЭС, 1999. - С. 3-8.
10. Басос, Н.Ю. Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова / Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес // Геополитика
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
141
ЭКОЛОГИЯ
и экогеодинамика регионов. - 2010. - Вып.1. -С. 32- 43.
11. Гродзинський, М.Д. Основи ландшафтно! екологи / М.Д. Гродзинський / К.: Либвдь, 1993.
12. Дежкин, В.В. Охраняемые природные территории в городах России / В.В. Дежкин, Б. Горелов // Использование и охрана природных ресурсов России.- 2007.- № 3 (93).- С. 49-53.
13. Тарасова, Н.П. Система городских особо охраняемых природных территорий и устойчивое развитие мегаполиса / Н.П. Тарасова, О.В.Беднова, В.А.Кузнецов // Экология урбанизированных территорий.- 2011.- № 3.- С. 12-17.
14. Соколов, Л.В. Филопатрия и дисперсия птиц / Л.В. Соколов. - Л.: Наука.- Труды ЗИН.- 1991. - Т 230.
- 233 с.
15. Соболев, Н.А. Экологичекий каркас центра России / Н.А. Соболев / http://old.de.msu.ru/~vart/ecocarkas
16. Численность населения районов и городских населенных пунктов субъектов Российской Федерации // Предварительные итоги Всероссийской переписи населения 2010 года: Стат. сб./Росстат. - М.: ИИЦ «Статистика России», 2011. - С. 32-86.
17. Федеральный закон от 6 октября 2003 г. № 131-ФЗ. «Об общих принципах организации местного самоуправления в РФ» (06.10.2003). - Редакция от 07.05.09.
18. Беднова, О.В. Использование функции желательности Харрингтона для оптимизации многокритериальной оценки состояния лесных экосистем в условиях урбанизированной территории / О.В. Беднова // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. -2011.- № 7(83). - С. 35-41.
19. Лихачев, А.А. Экологическое зонирование территории городского лесного массива с использованием ГИС (на примере г. Королева) / А.А. Лихачев // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2011.- № 4(80).
- С. 151-155.
20. MacArthur R.H., The Theory of Island Biogeography / R.H. MacArthur, E.O. Wilson.- Princeton, N.J.:
Princeton University Press, 1967.- 203 p. [2-е изд.
- Princeton Univ. Press, 2001. - xv, 203 p]
21. Forman R.T.T. Corridors in a landscape: their ecological structure and function / R.T Forman // Ekologia (Czechoslovakia), No 2 (1983) - P. 375387.
22. Forman R.T.T. Landscape Ecology /R.T. Forman, M. Godron - New York: Wiley & Sons, 1986.-620 р.
23. Bucek J. Territorial systems of the landscape ecological stability / J. Bucek. // VII-th Int. Symp. On the Problems of Landscape Ecological Research “The Topical Problems of Landscape Ecological Research and Planning”. October 22-25, 1985, panel 1. vol. 2. Bratislava, 1985. - P. 24-38.
24. Brooker L. Animal Dispersal in Fragmented Habitat: Measuring Habitat Connectivity, Corridor Use, and Dispersal Mortality / L. Brooker, M. Brooker, P. Cale //Conservation Ecology |[online] -1999. -3(1): 4.
- URL:http://www.consecol.org/vol3/iss1/art4/
25. Guidelines for the development of the Pan-European Ecological Network. Adopted by the Council for the Pan-European Biological and Landscape Diversity Strategy (STRA-CO) on 21April 1999. - Strasbourg: Council of Europe. - Committee of experts for the development of the Pan-European ecological Network (STRA-REP).
26. Jongman, R. Ecological Networks and Greenways: Concept, design, implementation / R. Jongman, G. Pungetti. - Cambridge: CUP, 2004 - 344 p.
27. Andreev A. Reteaua ecologica. Provocari. Solutii / A. Andreev O. Kazanteva, L Josan // Ch.: S. n., Tipogr. „Elena-V.I.”, 2012 - 20 p.
28. Forman R.T.T. Land Mosaics: The ecology of landscapes and regions / R.T.T. Forman.- Cambridge: Cambridge University Press, 1995.- 632 p.
29. Bleuten W. Minimum spatial dimension of forests from view of wood production and nature preservation. // VIIth Int. Symp. On Problems of Landscape Ecological Research “Spatial and Functional Relationships in Landscape Ecology”. Vol. 2. Bratislava, 1988. - P. 217.
БИОСТАНЦИЯ В БОЛШЕВО (от расцвета до заката)
Д.А. БЕЛОВ, доц. каф. экологии и защиты леса МГУЛ, канд. биол. наук, Н.К. БЕЛОВА, доц. каф. экологии и защиты леса МГУЛ, канд. биол. наук
В 1863 г. группой молодых ученых и студентов Московского университета (ныне Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова) было создано Общество любителей естествознания, антропологии и этнографии (далее Общество) для
belov@mgul.ac.ru
содействия развитию и распространению естественнонаучных знаний в России.
В 1868 г. Общество за высокие научные достижения стало именоваться Императорским обществом любителей естествознания, антропологии и этнографии. Оно объединяло
142
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2013
