CC BY
0Часть 1
УДК 913+574.4
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-36-40
ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ РЕЛИКТОВЫХ УЧАСТКОВ
КУНГУРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ
ORGANIZATION OF RESEARCH FOR THE CONSERVATION OF RELIC AREAS OF
THE KUNGUR FOREST-STEPPE
Абдулманова И.Ф., Бузмаков С.А.
Abdulmanova I.F., Buzmakov S.A.
Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия Perm State National Research University, Perm, Russia
E-mail: a.ir-flora@mail.ru
Аннотация. Кунгурская лесостепь представляет собой самый северный лесостепной комплекс Евразии. Её расположение в зональной полосе смешанных широколиственно-хвойных лесов связано с участками простирания интенсивно карстующихся нижнепермских пород. С явлениями карста на этой территории связаны не только её степные особенности.
Кунгурская лесостепь - уникальный природный район со слабо развитой сетью особо охраняемых природных территорий. С целью разработки проекта геоэкологического каркаса и развития сети ООПТ Кунгурской лесостепи необходимо решить ряд исследовательских проблем. К таким проблемам относятся: отсутствие определения феномена Кунгурской лесостепи; невыясненная история формирования её природной среды; отсутствие общепринятых границ лесостепного района; неоднозначность характера отклика природных систем на антропогенное воздействие; отсутствие исследований влияния современных климатических изменений. Для решения указанных проблем составлена программа исследований, включающая в себя инвентаризацию степных участков, остепненных сосновых и березовых лесов, карстовых биотопов; установление границ Кунгурской лесостепи; изучение сукцессионных рядов лесостепных сообществ; разработку методики установления фаз деградации и восстановления экосистем; разработку адаптированного к условиям Кунгурской лесостепи подхода при рекультивации нарушенных в процессе недропользования земель.
Ключевые слова: Кунгурская лесостепь, карст, геоэкология, особо охраняемые природные территории, антропогенная трансформация.
Abstract. The Kungur forest-steppe is the northernmost forest-steppe complex in Eurasia. Its location in the zonal strip of mixed broad-leaved and coniferous forests is associated with areas of intensively karsting rocks. Not only its steppe features are associated with karst phenomena in this territory.
The Kungur forest-steppe is a unique natural area with a poorly developed network of specially protected natural areas. In order to develop a draft geoecological framework and develop a network of protected areas of the Kungur forest-steppe, it is necessary to solve a number of research problems. Such problems include: lack of definition of the phenomenon of the Kungur forest-steppe; the unclear history of the formation of its natural environment; lack of generally accepted boundaries of the forest-steppe region; lack of understanding of the ambiguous nature of the response of natural systems to anthropogenic impact; lack of research into the impact of modern climate change. To solve these problems, a research program has been drawn up, including an inventory of steppe areas, steppe pine and birch forests, karst biotopes; establishing the boundaries of the Kungur forest-steppe; study of succession series of forest-steppe communities; development of a methodology for establishing the phases of degradation and restoration of ecosystems; development of an approach adapted to the conditions of the Kungur forest-steppe for the reclamation of lands disturbed in the process of subsoil use.
Key words: Kungur forest-steppe, karst, geoecology, specially protected natural areas, anthropogenic transformation.
Введение. Кунгурская лесостепь - природный район, распо ложенный в западных предгорьях Среднего Урала, известный как самый северный крупный лесостепной комплекс Евразии, практически достигающий 58° с.ш. Многие виды лесостепного флористического комплекса встречаются и значительно севернее по береговым обнажениям осадочных горных пород южной экспозиции, образуя уникальные реликтовые ценозы. Но для ковылей перистого (Stipa pennata L.) и красивейшего (Stipa pulcherrima C. Koch), образующих на юго-востоке
Пермского края варианты ковыльных степей, ряда других степных растений и некоторых представителей степной фауны беспозвоночных, Кунгурская лесостепь является северным пределом распространения [1].
Специфичные растительные сообщества Кунгурской лесостепи представлены каменистыми степями, луговыми степями и кустарниково-степными группировками, парковыми березовыми лесами, березовыми лесами с кустарниковым ярусом из вишни и степным разнотравьем, березовыми лесами с примесью широколиственных пород, березовыми и осиновыми лесами с лесо-луговым разнотравьем, «горными» сосняками [2]. Их распространение в зональной полосе смешанных широколиственно-хвойных лесов связано с участками простирания интенсивно карстующихся пород и преимущественно склонами западной и южной экспозиции. Сильное развитие карста на данной территории происходит в нижнепермских отложениях, образованных известняками, гипсами, ангидритами и доломитами.
На юго-востоке Пермского края выделено семь карстовых районов [3]. Четыре карстовых района относятся к восточной окраине Восточно-Европейской платформы и прилегающих частей Предуральского прогиба. Это Нижнесылвенский, Иренский, Кишертский районы, являющиеся по литологичексому типу сульфатными, карбонатно-сульфатными, а также карстовый район Уфимского плато, характеризующийся карбонатным типом карста. Три района относятся к Юрюзано-Сылвенской депрессии Предуральского прогиба: Осинцевский район с сульфатным, соляным типом карста, и Ачитский, Кордонский районы, карст которых по литологическому типу является сульфатным.
Нижнесылвенский является карстовым районом с наибольшими показателями плотности распределения объектов карста среди выделенных в Пермском крае [4]. Практически все известные местообитания ковыля перистого и адониса весеннего (Adonis vernalis L.) расположены в пределах Нижнесылвенского и Иренского карстовых районов [5]. Вероятно, это обусловлено тем, что только в этих районах юго-востока Пермского края карст по условиям залегания на части территории является голым, задернованным, что способствует сохранению ксерофитной степной растительности.
К выходам карстующихся пород приурочены места обитания узколокальных степных эндемиков: бобовых растений астрагала кунгурского (Astragalus kungurensis Boriss.) и остролодочника кунгурского (Oxytropis kungurensis Kniaz. subsp. kungurensis), а также паука алопекозы кунгурской (Alopecosa kungurica Esyunin). С явлениями карста в Кунгурской лесостепи связаны и другие особенности этой территории. За пределы Нижнесылвенского карстового района не выходит исключительно узкий ареал стигобионта крангоникса Хлебникова (Crangonyx chlebnikovi Borutzky). Болотные фитоценозы, формирующиеся в карстовых воронках в местах залегания гипсов и ангидритов кунгурского яруса пермской системы, отличаются от всей территории Пермского края и имеют общие черты с болотными формациями Зауралья. В составе флоры некоторых из таких болот отмечено присутствие северных реликтов. Высокую ценность представляют и сами объекты, образовавшиеся в результате карстовых процессов, такие как, Кунгурская ледяная, Ординская, Бабиногорская пещеры и др., расположенные в Нижнесылвенском и Иренском карстовых районах [1].
Лесостепи Евразии являются одними из наиболее сложных нетропических наземных экосистем, знания о которых до сих пор ограничены. Лесостепи представляют собой естественные или почти естественные мозаично распределенные растительные комплексы древесных и травянистых компонентов в умеренной зоне, где сосуществование лесов и лугов обеспечивается в первую очередь полузасушливым климатом, дополняемым сложными взаимодействиями биотических и абиотических компонентов [6]. Такая мозаичность увеличивает пространственную неоднородность, способствует поддержанию видового разнообразия, экосистемных услуг и экологической стабильности [7].
Кунгурская лесостепь является образцом прошлых и происходящих геологических, геоморфологических, биологических, экологических процессов, является ценным объектом с точки зрения сохранения биоразнообразия, обладает высокой эстетической ценностью. При этом обеспеченность Кунгурской лесостепи особо охраняемыми природными территориями (далее ООПТ) составляет только 0,8% от площади природного района [8], что значительно ниже показателей, рекомендуемых специалистами природоохраны на федеральном и международном уровне. В то же время уровень антропогенной трансформации ее сообществ характеризуется как высокий [9, 10]. В связи с этим природоохранные вопросы в этом районе обстоят остро.
Основная часть. Существуют серьезные пробелы в природоохранных знаниях, прослеживающиеся на континентальном, национальном, региональном и местном уровнях при определении целевых состояний экосистем в лесостепных районах и оптимальных стратегий управления ими [6]. Для организации эффективных природоохранных мероприятий необходимо решить ряд исследовательских проблем, касающихся природы феномена Кунгурской лесостепи.
Дискуссии по поводу того, какой характер имеет Кунгурская лесостепь - естественный или антропогенный - свидетельствуют о том, что на сегодняшний день нет четкого понимания природы этого феномена [11]. Анализ различных гипотез формирования природных комплексов Кунгурской лесостепи в антропогене показывает, насколько сложен этот процесс. Более того, до сих пор нет однозначных ответов на вопрос о том, как формировался биоценотический покров современной территории России и Урала в частности в условиях изменяющегося климата в четвертичное время: существовали ли так называемые «плейстоценовые степи» или уместнее говорить о широко распространенных в Евразии «мамонтовых степях» [12]. Существовали ли в периоды оледенений рефугиумы широколиственных лесов и черневой тайги на Урале [13]. Является ли современное деление скального ценокомплекса Урала на «северный» и «южный» вариант маркером древних границ между зоной типичных перигляциальных тундростепей в районах вечной мерзлоты и «остепненных тундростепей» на территориях вне ее развития, сформировавшимся в позднем плейстоцене, а не результатом формирования уральской флоры в голоцене [14]?
Исследование голоценовой истории природных комплексов Пермского края в целом и Кунгурской лесостепи в частности методами палеоэкологических реконструкций в настоящее время активно развивается [11]. Материалы этих исследований позволяют оценить характер влияния человеческой деятельности на растительные сообщества и характер взаимоотношений основных компонентов растительного покрова (сосновых и березовых лесов) Кунгурской лесостепи в голоцене.
Антропогенная трансформация природной среды в районе Кунгурской лесостепи характеризуется многосторонностью своих проявлений. Под воздействием человека изменилась структура растительного покрова, животного мира, характер процессов почвообразования, происходит сглаживание рельефа.
Установлено, что человеческая деятельность сдерживает развитие зональной хвойно-широколиственной растительности и способствует сохранению и распространению ряда степных видов организмов [15], тогда как для других видов степной биоты антропогенный фактор является лимитирующим. Таким образом, на экстразональные лесостепные комплексы антропогенное воздействие оказывает неоднозначное влияние, поскольку характеризуется и негативными, и протективными чертами своих последствий.
Проведенная оценка пространственной взаимосвязи природных компонентов и антропогенной составляющей [5], свидетельствует о решающей роли геологического и гидрологического факторов в характере освоенности и формировании современного биоценотического покрова Кунгурской лесостепи, что на наш взгляд в совокупности с полученными в недавнее время данными о голоценовой истории Кунгурской лесостепи [15] свидетельствует о взаимодополнении, а не взаимоисключении естественной и антропогенной концепций происхождения Кунгурской лесостепи. В связи с чем можно говорить о том, что Кунгурская лесостепь имеет реликтово-антропогенный характер.
На сегодняшний день нет общепринятых границ Кунгурской лесостепи. Наиболее часто для определения её пространственных характеристик используются границы ботанико-географического района, выделенные С.А. Овесновым [2], а в исследованиях особо охраняемых природных территорий - границы природного района, выделенные А.А. Зайцевым [16].
При использовании методик оценки состояния фитоценозов, опирающихся на степень их синантропизации, существует проблема субъективности, которая особенно затрудняет процесс оценки степени деградации степных и остепненных сообществ северных лесостепей [17]. С точки зрения развития природоохранных исследований важно определить характер отклика природных комплексов Кунгурской лесостепи на антропогенное воздействие, степень значимости антропогенного фактора в факте ее существования и охарактеризовать вторичные сукцессионные ряды.
Актуальным является и изучение влияния современных климатических изменений на природные комплексы. Проявления глобального изменения климата и отклик природных систем на него неоднородны в пространстве и во времени. Сценарии изменения климата должны быть
включены в стратегическое планирование развития систем особо охраняемых природных территорий регионов и страны в целом.
Все эти вопросы прочно взаимосвязаны. Следствием их нерешенности является несовершенство системы особо охраняемых природных территорий Кунгурской лесостепи.
Заключение. Таким образом, сохранение ландшафтного и биологического разнообразия Кунгурской лесостепи требует срочного создания репрезентативной сети ООПТ. Для этого необходимо инвентаризировать сведения о наличии степных участков (в продолжение более раннего исследования [18]), остепненных сосновых и березовых лесов, карстовых биотопов. Определить их наличие по данным дистанционного зондирования и прямым обследованием. Выявить уникальные и типичные биогеоценозы природного района, предложить создание новых ООПТ. Установить границы Кунгурской лесостепи по географическим, геоботаническим, карстовым и геофизическим данным. В различных частях природного района определить модельные участки для проведения сплошных обследований с помощью беспилотного летательного аппарата для установления географических закономерностей пространственной структуры лесостепных участков.
Антропогенная нагрузка в форме использования и восстановления недр, земель, лесов влечет за собой деградацию природной среды. Для определения ее уровня необходимо изучить сукцессионные ряды сообществ Кунгурской лесостепи и на этой базе разработать методику для объективного установления фаз деградации и восстановления экосистем.
Кроме того, необходима разработка адаптированного к условиям Кунгурской лесостепи подхода при рекультивации нарушенных в процессе недропользования земель. С этой целью запланировано проведение электронно-зондовой микроскопии почв различных ценозов, определение строения, структуры и вещественного состава частиц межзернового и порового пространства в почвах, грунтах, породах методом сканирующей электроннозондовой микроскопии.
На основании полученных материалов необходима разработка геоинформационной базы данных о ландшафтных и биологических особенностях участков природного района и разработка проекта геоэкологического каркаса Кунгурской лесостепи для адаптации сети ООПТ, биотических компонентов природных систем к климатическим изменениям в регионе.
Список литературы
1. Абдулманова И.Ф. Некоторые особенности биоразнообразия и антропогенное воздействие на природные системы Кунгурской лесостепи // Геология, география и глобальная энергия. 2022. № 4 (87). С. 108-121. DOI 10.54398/20776322_2022_4_108.
2. Овеснов С.А. Местная флора Пермского края и ее анализ. Пермь: Перм. гос. ун-т., 2009. 215 с.
3. Катаев В.Н., Максимович Н.Г., Мещерякова О.Ю. Типы карста Пермского края // Vestnik Immanuel Kant Baltic Federal University. 2013. № 1. С. 56-66.
4. Безматерных Е.О., Кадебская О.И. Организация геотуристического пространства путём создания геопарка «Сылвенский» // География и туризм. 2021. № 1. С. 50-56.
5. Абдулманова И.Ф. Пространственная взаимосвязь природных компонентов и антропогенного фактора в Кунгурской лесостепи // Экологическая безопасность в условиях антропогенной трансформации природной среды: Материалы всеросс. науч. конф. молодых ученых, посвящ. памяти Н.Ф. Реймерса и Ф.Р. Штильмарка (Пермь, 20-21 апреля 2023 г.) / Под ред. С.А. Бузмакова. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский ун-т, 2023. С. 11-13.
6. Erdös L. et al. The edge of two worlds: A new review and synthesis on Eurasian forest-steppes // Applied Vegetation Science. 2018. Vol. 21. No. 3. P. 345-362.
7. Erdös L. et al. Beyond the Forest-Grassland Dichotomy: The Gradient-Like Organization of Habitats in Forest-Steppes // Frontiers in Plant Science. 2020. Vol. 11. DOI: 10.3389/fpls.2020.00236.
8. Санников П.Ю., Бузмаков С.А. Перспективы развития сети особо охраняемых природных территорий Пермского края. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский ун-т, 2015. 173 с.
9. Национальный атлас почв Российской Федерации. М.: Астрель: АСТ, 2011. 632 с.
10. Шуваев Н.С., Зайцев А.А., Бузмаков С.А. Анализ и оценка состояния особо охраняемых природных территорий Кунгурской лесостепи Пермского края // Геология, география и глобальная энергия. 2014. № 1 (52). С. 195-206.
11. Шумиловских Л.С., Санников П.Ю. История Кунгурской лесостепи в голоцене: проблематика, подходы и первые результаты // Научные ведомости. Серия Естественные науки. 2018. Т. 42. № 4. С. 487-496.
12. Калякин В.Н. О причинах и последствиях распада мамонтовых фаун // Успехи современной биологии. 2014. Т. 134. № 1. С. 81-96.
13. Князев М.С. Бобовые (Fabaceae Lindl.) Урала: видообразование, географическое распространение, историко-экологические свиты: специальность 03.02.01 «Ботаника»: Дисс. ... д-ра биол. наук. Санкт-Петербург, 2014. 607 с.
14. Князев М.С. Скальная флора долин рек Урала // Ботанический журнал. 2018. Т. 103. № 6. С. 695-726. DOI 10.1134/S0006813618060029.
15. Shumilovskikh L. et al. Long-term ecology and conservation of the Kungur forest-steppe (pre-Urals, Russia): case study Spasskaya Gora // Biodiversity and Conservation. 2021. Vol. 30. Iss. 13. P. 4061-4087. DOI 10.1007/s10531-021-02292-7.
16. Зайцев А.А. Современное состояние особо охраняемых природных территорий регионального значения в Пермском крае: специальность 25.00.23 «Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов»: дис. ... канд. геогр. наук. Пермь, 2012. 176 с.
17. Абдулманова И.Ф. Некоторые вопросы оценки степени деградации растительности особо охраняемых природных территорий регионального значения в Пермском крае // Научные исследования на ООПТ Урала и Поволжья: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., посв. 40-летию ФГБУ «Государственный заповедник «Басеги» (Пермь, 25-28 октября 2022 г.) / Гл. ред. С.А. Бузмаков. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский ун-т, 2022. С. 115-122.
18. Санников П.Ю., Гатина Е.Л., Назаров А.В. Сохранение Кунгурской лесостепи // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2014. № 2. С. 30-40.
