CC BY
82
ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА состояния ГОРОДСКИХ И ПРИГОРОДНЫХ ЛЕСОВ МОСКВЫ
Л.П. РЫСИН, А.В. АБАТУРОВ, А.А. МАСЛОВ, М.А. ПОЛУНИНА, Г.А. ПОЛЯКОВА, Л.И. САВЕЛЬЕВА, Институт лесоведения РАН,
С. Л. РЫСИН, МГУ Л
Термин «мониторинг», введенный в обиход около четверти века назад Ю.А. Из-раэлем, сейчас понятен всем. Применительно к лесным экосистемам мониторинг означает систему регулярных наблюдений за их состоянием. Очень важно, с одной стороны, уметь обоснованно прогнозировать развитие, а с другой - вовремя обнаруживать те отклонения, которые могут считаться нежелательными или в экономическом, или в социальном отношении. Все лесные экосистемы непрерывно меняются: одни - более, другие - менее быстро, и мы должны понимать механизм этих изменений и причины их вызывающие. А это не просто, поскольку причины могут быть самые разные.
1. В лес все время вселяются новые виды, особенно в лес молодой, еще не сформировавшийся. Происходит заполнение организмами разных видов свободных экологических ниш (такой процесс носит название «сингенез»).
2. В лесу происходят изменения, вызываемые трансформацией абиотической (неживой) среды: меняется климат, может постепенно меняться рельеф (например, в результате развития русла реки и изменения базиса эрозии первая надпойменная терраса может стать второй, а это означает изменение гидрологического режима), меняются почвы в ходе почвообразовательного процесса (все эти изменения относятся к категории «экзоэкогенеза»).
3. Ряд изменений происходит в связи с развитием самого леса. Например, ель врастает в ярус соснового или лиственного древостоя. Сразу меняется фитоклимат (освещенность, влажность, температурный режим), и это индицируется (отражается) растительностью нижних ярусов (такой процесс называется «эндоэкогенезом»).
Но, конечно, очень многие изменения связаны с деятельностью человека. С одной стороны, лес может реагировать на ныне осуществляемую деятельность (вытаптывание, загрязнение, искусственное подтопление или осушение и т.д.), с другой - эта деятельность могла осуществляться в прошлом, а сейчас лес постепенно восстанавливается. Практически все ныне существующие леса Московской области являются вторичными и в настоящее время в них идут процессы восстановления (возвращаются на прежние позиции ель и липа, уходят сосна, береза, дуб).
Есть древний постулат - в одну реку нельзя войти дважды. Конечно, лес - не река, но и он постоянно меняется, и понять этот процесс очень важно для того, чтобы уметь предсказать будущее состояние леса.
Мониторинг лесных экосистем может осуществляться разными методами. Мы согласны с Ю.А. Израэлем [1], который считает, что мониторинг не следует рассматривать как принципиально новую систему наблюдений; он должен стать частью универсальной системы наблюдений, опираться на опыт уже существующих служб. С нашей точки зрения, основой лесного мониторинга должны быть материалы регулярно проводимого лесоустройства, обеспечивающего получение достоверной и разносторонней информации о состоянии лесов в рамках всего лесного фонда. Поскольку сбор данных идет по одной и той же (в основном) программе, эти данные вполне сопоставимы во времени и поэтому могут быть базой для выявления и наблюдения за динамическими тенденциями в состоянии лесных массивов.
Предстоит разобраться в «механизме» происходящих изменений, выявить обуславливающие их причины. И тут на по-
мощь приходит классический метод исследований - наблюдения на постоянных пробных площадях (ПИП), образующих в совокупности систему, которая обеспечивает репрезентативность получаемой информации. Другим условием должна быть значительная длительность и преемственность наблюдений, так как только тогда мы сможем получить надежные данные и обоснованно описать временные изменения [2].
Программа наблюдений ориентирована прежде всего на оценку состояния дре-востоев. На каждую ПИП составлен план с указаниями координат отдельных деревьев. Для каждого дерева отмечены его диаметр, высота, возраст, состояние. Одновременно дана характеристика растительности нижних ярусов, которые являются не только важными компонентами лесных экосистем, но и чуткими индикаторами их состояния и происходящих изменений.
На территории Московской области нами заложено в общей сложности около сотни ППП; их возраст 20-40 лет. Регу-
лярно накапливаемая информация позволяет говорить о том, что из лесов Москвы и Подмосковья уходит сосна; ее замещают лиственные породы, и происходит это оттого, что нарушен традиционный режим лесопользования. Липа постепенно вытесняет и дуб, который оказался менее конкурентоспособным. В связи с усилением роли лиственных пород происходит так называемая эвтрофикация - обогащение почвы, что находит свое выражение в изменении состава нижних ярусов растительности. Это - естественный процесс. Но в местах активного загрязнения и вытаптывания изменения природные становятся незаметными, поскольку приоритетным становится антропогенный фактор.
Методика закладки ППП и последующих наблюдений на них детально разработана [3] и поэтому нам было нетрудно включиться в работу по организации мониторинга лесных насаждений на территории Москвы. В 1997-1998 гг. нами создана система ППП в парках и лесопарках Москвы и лесопаркового защитного пояса. При формировании этой системы мы руководствовались следующими принципами.
/. Должны быть охвачены все основные ландшафты на территории региона.
Наша столица и се ближайшее окружение находятся на стыке трех природных районов: Смоленско-Московской моренной возвышенности (Клинско-Дмитровской гряды) - на севере и северо-западе, Москворец-ко-Окской моренно-эрозионной равнины -на юге и Мещерской зандровой низменной равнины - на востоке. Большую площадь в черте города занимает долина р. Москвы с тремя надпойменными террасами. Каждый район имеет специфический «набор» ландшафтов и типов лесных экосистем. Постоянные пробные площади должны представить максимально широкую гамму природных условий, поскольку от характера последних во многом зависит реакция лесной растительности на антропогенное воздействие. Заложенные нами ППП примерно в равной мере представляют все основные типы ландшафтов региона.
2. Должны быть представлены леса с различными лесообразующими породами.
Разные породы могут неодинаково реагировать на одно и то же антропогенное воздействие. На территории Москвы и ближнего Подмосковья растут сосна, ель, липа, дуб, ясень, клен, береза, осина, ольха серая и черная. В созданной нами системе ППП сосна является ведущей лесообразующей породой в 25 % случаев, липа - в 35 %, береза - в 12 %, дуб - в 10 %, ель - в 10 % и т.д. На многих пробных площадях совместно растут деревья нескольких видов (сосна и липа; сосна и дуб; осина, береза, дуб и липа; дуб, клен, липа и береза; липа, дуб и клен, береза и осина и т.д.). Такие участки леса особенно интересны для наблюдений, так как там динамические процессы во многом определяются взаимоотношениями древесных пород, меняющимися с возрастом дре-востоев.
3. Должны быть представлены различные типы лесных экосистем.
Леса с одной и той же лесообразующей породой могут произрастать в разных условиях рельефа, на разных почвообразующих породах и почвах и, следовательно, относиться к разным типам леса. Устойчивость лесов разных типов может существенно отличаться. Например, песчаные почвы практически не испытывают уплотнения при вытаптывании, но зато не противостоят эрозии, которая начинается в случае нарушения напочвенного покрова, особенно на склоновых участках. Напротив, рекреационные нагрузки на суглинистых почвах вызывает уплотнение верхних почвенных горизонтов, что отрицательно сказывается на состоянии всех ярусов растительности, вплоть до древостоя.
Заложенные пробные площади представляют различные типы насаждений, сосняк с липой разнотравный (Серебряноборское лесничество), сосняки с дубом кисличный и чернично-овсяницевый (Хорошовский лесопарк), сосняк с кленом зеленчуково-кисличный (лесопарк Покровское-Стрешне-во), сосняк кисличный (Измайловский лесопарк), липняк широкотравный в разных ва-
риантах (Серебряноборское лесничество, Измайловский лесопарк, Битцевский лес, Национальный парк Лосиный остров и т.д.), разные типы березняков (Серебряноборское лесничество, лесопарк Покров-ское-Стрешнево, Алешкинский лес), дубняк снытьевый (ГБС РАН, Хлебниковский лесопарк, Коломенское), ельник с дубом и кисличный (Красногорский и Пироговский лесопарки) и т.д. Можно сказать, что в созданной нами системе постоянных пробных площадей представлены все наиболее характерные и распространенные типы лесных экосистем.
4. Должны быть представлены лесные сообщества, находящиеся в разных условиях антропического воздействия.
Если мы будем наблюдать только за лесами, которые находятся вне сферы хозяйственной деятельности, то нельзя будет оценить значение этой деятельности. Если мы расположим пробные площади только в местах, в той или иной степени подверженных влиянию человека, то не сможем понять, какие изменения носят естественный характер, а какие - вызваны антропогенными причинами. Следовательно, нужно брать под наблюдения и насаждения с минимальным ан-тропическим воздействием (они обеспечат так называемый фоновый мониторинг, дадут параметры естественной динамики леса), и насаждения, испытывающие интенсивное антропогенное воздействие. По этому принципу опытные участки подбираются парами; один участок в этой паре характеризует «естественное» состояние и динамику леса, другой - состояние и динамику аналогичного по своим исходным показателям лесного сообщества, находящегося под «давлением» антропического пресса (вытаптывание, загрязнение и т.д.). Такие пары у нас есть и среди сосняков, и среди липняков, и среди березняков и осинников. Как правило, фоновый мониторинг осуществляется на пробных площадях, расположенных в удаленных или трудно доступных частях лесопарков, преимущественно, за пределами городской черты (в лесопарковом защитном поясе). Парные им пробные площади размещаются в местах
интенсивного посещения, рядом с крупными автомагистралями и т.д.
В настоящее время в непосредственной близости от МКАД в целях отслеживания значения техногенного загрязнения заложено около 10 пробных площадей, расположенных, в основном, на территории Серебряноборского лесничества, и две тран-секты, отходящие перпендикулярно от МКАД. Протяженность каждой трансекгы -200 м. Трансекты разбиты на двадцатиметровые квадраты, где положение каждого дерева закартировано, а на само дерево составлен паспорт с указанием видовой принадлежности, высоты, диаметра и состояния на момент обследования. На трансектах хорошо видно, как меняются состояние древо-стоев и состав растительности нижних ярусов по мере приближения к МКАД. Самые ближние 40-50 м - это «зона смерти», в которой деревья быстрыми темпами умирают, и нужно думать о выходе из положения. С одной стороны, нельзя оставлять полосу мертвого леса, а с другой стороны, нужно иметь в виду, что с годами она неизбежно будет расширяться. Решением этой проблемы мы намерены «вплотную» заняться в следующем году, необходимые начальные «наработки» у нас уже имеются, но нужны более глубокие и масштабные наблюдения.
Ряд ППП заложен в условиях повышенных рекреационных нагрузок. Для лесных экосистем принято различать пять последовательно сменяющих друг друга стадий рекреационной дигрессии, для которых в общих чертах характерно следующее:
1-я стадия - живой напочвенный покров состоит почти исключительно из лесных видов растений; тропинки отсутствуют;
2-я стадия - в составе живого напочвенного покрова появляются луговые и сорные виды; до 10 % поверхности почвы занимают тропинки;
3-я стадия - состав и структура живого напочвенного покрова, типичного для данной экосистемы, сохраняются примерно на 50-60 % площади;
4-я стадия - растения лесных видов сохраняются, главным образом, у стволов деревьев, где движение затруднено;
5-я стадия - растительность и почва нарушены на 80-90 % площади участка леса.
Разумеется, по мере нарастания дигрессии меняется не только живой напочвенный покров - изменения захватывают и древостой, и подлесок, и подрост. Влияние рекреации на деревья обнаруживается уже на начальных стадиях, но внешне оно не так заметно. На усиление рекреационных нагрузок древостой реагирует уменьшением прироста, снижением полноты и запаса, увеличением фаутности, худшим развитием ассимилирующих органов и т.д. Уплотнение верхних горизонтов почвы и связанное с этим изменение почвенной среды подавляет жизнедеятельность активных корней и уменьшает их массу. Следует иметь в виду, что реакция древостоев определяется не только характером, продолжительностью и интенсивностью нагрузок, но и особенностями почвы, а также эколого-биологическими свойствами и возрастом древесных пород.
Молодые древесные растения страдают и от механических повреждений, и от уплотнения почвы. В местах, интенсивно посещаемых, обычно сохраняется только крупномерный подрост; всходы массово уничтожаются.
Кустарники обламываются, вырубаются; некоторое время они способны удерживаться за счет новых побегов, возникающих из спящих почек, но если повреждения повторяются многократно, то порослевая способность угасает. Уплотнение почвы имеет отрицательные последствия и для подлеска.
Общая тенденция в изменении травя-но-кустарничкового яруса состоит в постепенном олуговении леса; перевес получают виды, обладающие большей антропотолерантностью.
Рекреагенная деградация лесной экосистемы обычно имеет следствием потерю ее способности к самовоспроизводству (в принятой нами схеме таким критическим порогом является третья стадия).
5. Должны быть представлены не только лесные сообщества, сформировавшиеся естественным путем, но и лесные культуры.
На территории Москвы есть посадки деревьев разного состава (чистые сосняки, сосна с березой, сосна с дубом, насаждения березы, посадки лиственницы и т.д.). Надо полагать, что созданию культур в будущем, по мере распада ныне существующих насаждений, будет уделяться все большее внимание. Поэтому сейчас важно оценить состояние уже созданных культур и выявить тенденции в их динамике для того, чтобы найти самые оптимальные способы и схемы посадок - достаточно устойчивых и, вместе с тем, обладающих значительными эстетическими достоинствами и высоким защитным, санитарно-гигиеническим и рекреационным потенциалом.
Несколько постоянных пробных площадей характеризуют культуры ели, сосны и березы, причем некоторые участки расположены в непосредственной близости от МКАД. Для оценки рекреационного потенциала искусственных насаждений разработана соответствующая методика.
Как и естественно сформировавшиеся лесные экосистемы, культуры по-разному реагируют на урбанизированную среду и обнаруживают разную степень устойчивости. Но совершенно очевидно, что посадки деревьев в условиях города и пригородов, где на первый план выходят рекреационные, защитные и санитарно-гигиенические функции зеленых насаждений, должны принципиально отличаться от собственно лесных культур, имеющих, в первую очередь, эксплуатационное назначение. Следовательно, актуальной задачей является разработка таких схем создания лесных культур на территории Москвы и ближнего Подмосковья, которые в наибольшей степени будут отвечать социальным потребностям населения мегаполиса.
6. Должны быть представлены участки старинных парков, являющихся нашим культурно-природным наследием.
Несколько зеленых массивов на территории Москвы заслуживают особого вни-
мания. Прежде всего, это те городские насаждения, которые имеют непосредственную связь с первичной лесной растительностью. На западе столицы это - Серебряный бор (леса опытного Серебряноборского лесничества и Хорошевского лесопарка), сохранившийся на древних надпойменных террасах р. Москвы. На востоке - Национальный парк «Лосиный остров», преддверие лесов Мещерской низменности, занимающей восточную часть Московской области и западные части Владимирской и Рязанской областей. На юге - Битцевский лес, растущий на склонах Теплостанской возвышенности. Не выходя за пределы города, москвичи могут познакомиться воочию с самыми разными лесными ландшафтами, полюбоваться красотой природы центральной России. Такая возможность дорого стоит и ее надо ценить.
К особо ценным лесным комплексам следует отнести те зеленые насаждения, которые территориально связаны с памятниками истории и культуры. Это уже не только природное, а культурно-природное наследие Москвы. Одним из примеров может быть Фили-Кунцевский лесопарк, протянувшийся узкой полосой по правому берегу р. Москвы; здесь сохраняется вековой дубово-липовый лес с богатейшей флорой. На склонах крутого берега не являются редкостью деревья, высота которых достигает 30-35 м, а диаметр приближается к метру. Глубокие овраги рассекают берег. Первое упоминание этой местности относится к середине XV века. Прежние владельцы Кунцево (Мстиславские, Нарышкины) вошли в историю России. Кунцевские парки помнят Карамзина, Тургенева, Герцена, Огарева, Некрасова, Достоевского, Толстого, художников Крамского, Перова и Врубеля, композитора Чайковского и многих других. Здесь воедино соединились и природа, и история, и культура. Мониторинг таких мест должен быть особенно четко продуманным, мы должны их сохранить навечно.
В пределах Москвы есть несколько музеев-заповедников, расположенных в старинных усадьбах, и целый ряд старинных парков. Наиболее крупные из них - Покров-
ское-Стрешнево, Коломенское, Кусково, Останкино, Фили-Кунцево, Царицыно. Здесь находятся самые старые древостой - 150-200 лет. В систему мониторинговых наблюдений включены:
- насаждения на территориях музеев-заповедников (Коломенское, Кусково, Царицыно),
- территории, на которых сохранились различные элементы композиции, примеры разных приемов садово-паркового искусства (Покровское-Стрешнево, Нескучное).
- территории, на которых сохранились наиболее редкие и ценные виды растений, как местные, так и интродуцированные (Коломенское, Покровское-Стрешнево, Останкино).
Таковы основные принципы, которыми мы руководствовались при создании мониторинговой системы постоянных пробных площадей в городских парковых и лесопарковых насаждениях.
Создание системы ППП как опоры мониторинга состояния городских и пригородных парковых и лесопарковых насаждений - это только первый этап большой и ис-
ключительно важной для города работы. В дальнейшем необходимо обеспечить постоянство и преемственность наблюдений. Только регулярное и своевременное получение высококачественной и многоаспектной информации и ее квалифицированный анализ смогут гарантировать успех в обеспечении экологического контроля и сохранность лесного наследия Москвы и Подмосковья.
Литература
1. Израэль Ю.А. Глобальные системы наблюдений. Прогноз и оценка состояния природной среды. Основы мониторинга // Метеорология и гидрология. - 1974. -№ 7. - С. 3-8.
2. Рысин Л.П. Использование постоянных пробных площадей в лесном мониторинге // Лесное хозяйство-1995. - № 3. - С. 33-35.
3. Рысин Л.П., Комиссаров Е.С., Маслов А.А., Петерсон Ю.В., Савельева Л.И. Методические предложения по созданию системы постоянных пробных площадей на особо охраняемых территориях. - М.: Наука, 1988. - 28 с.
Журнал «ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК»
объявляет подписку на 2000 год .
□ публикует статьи ученых высшей школы, руководителей предприятий отрасли, зарубежных специалистов, работников НИИ и инженеров; выходит четыре номера в год, объемом до 200 страниц каждый номер;
□ освещает работу научно-технических конференций, дает информацию о проводимых выставках, семинарах, приеме на учебу, подготовке и переподготовке специалистов;
□ информирует о новых технологиях, материалах, оборудовании.
Подписку и рассылку журнала «Лесной вестник» проводит Издательство МГУЛ в течение всего года.
По вопросам подписки и рассылки обращаться в редакцию.
Адрес-. 141005. Моск. обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1, Издательство МГУЛ. Тел. (095) 588-57-62, 588-53-^8.
