CC BY
30
УДК:533.6:628.5
ПРОБЛЕМЫ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ В ПРИГОРОДНЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ЗЕЛЕНОЙ ЗОНЫ ГОРОДА ВОРОНЕЖА
В. В. Реуцкая, канд. биол. наук, доцент
Воронежский государственный технический университет, т. (4732) 437-670, e-mail: revera@yandex. ru
В статье рассмотрены проблемы утраты биоразнообразия под влиянием рекреационных нагрузок в зеленой зоне города Воронежа. Снижение биоразнообразия приводит к потере устойчивости лесных экосистем Среднерусской лесостепи.
Ключевые слова: зеленая зона, биоразнообразие, биоинтеграция.
Все мы разные, и в то же время все мы одинаковые. Наряду со сходством для живых существ характерно разнообразие. Разнообразие жизни проявляется не только между биологическими видами и их расами, но и в рамках естественных популяций.
Феномен биологического разнообразия (биоразнообразия) издавна привлекал внимание людей, прежде всего потому, что оно очевидно. Но научное понимание этого термина в значительной степени изменялось. Так, если в 19-м веке биоразнообразие означало лишь число видов, разновид-
ностей, изменчивость организмов, то позднее этот термин особенно активно использовался в рамках популяционной генетики при исследовании генетических вариаций (Hardy, 1908; Fisher, 1936; Wright, 1951, 1955; Li, 1967; Ли, 1978 и др.).
Биоразнообразие представляет собой уникальную особенность живой природы. Именно благодаря ему создается структурно-функциональная организация экологических систем, обеспечивающая их стабильность во времени и устойчивость к изменениям внешней среды, в том числе и в результате внешних воздействий.
Нива Поволжья № 4 (13) ноябрь 2009 95
А. К. Бродский отмечает, что когда мы говорим о биоразнообразии, то прежде всего имеется в виду видовое разнообразие, или таксономическое (species diversity, taxon diversity). Но термин биоразнообразие означает нечто большее, чем просто видовое разнообразие. Значительно разнообразие и внутри самого вида, т. е. генетическое разнообразие. Генетическое разнообразие - основа непрерывности эволюционного процесса. Генетическое разнообразие есть сумма генетической информации, содержащейся в генах всего живого, обитающего на Земле. Особой формой биоразнообразия является экологическое разнообразие - окружающая среда в непрерывном развитии. Т. е. жизнь на земле демонстрирует широкое разнообразие не только генов и видов. Виды объединяются в популяции, популяции в биотические сообщества, а они в свою очередь в экосистемы.
Логическое развитие идеи биоразнообразия привело к необходимости разработки интегральных оценок уровней биоразнообразия: альфа-разнообразие, характеризующее видовое богатство - разнообразие видов в пределах одного местообитания, одного биотопа, в пределах какого-либо сообщества; бета-разнообразие - сравнительное видовое богатство между различными сообществами или различными группами в пределах одного сообщества.
Гамма-разнообразие видов и сообществ -в пределах более крупных территориальных комплексов. Дельта-разнообразие характеризует динамику количественных и качественных изменений в видовом составе в связи с климатическими или антропогенными изменениями территорий.
Фактор разнообразия является одним из важнейших для обеспечения стабильной жизнедеятельности биологических систем, поскольку при этом возможно дублирование (замещение) при необходимости одних видов или рас другими. Но не любое разнообразие способно обеспечить стабильность биологической системы. Необходима интеграция биологических видов и рас, которая формируется в сообществах организмов в процессе естественного отбора.
Сокращение биоразнообразия занимает особое место среди основных экологических проблем современности. Происходит интенсивное уничтожение природных экосистем и исчезновение видов живых организмов. Природные экосистемы полностью уничтожены на пятой части суши. Под угрозой исчезновения находятся тысячи видов растений и животных.
Дальнейшее сокращение биоразнообразия может привести к дестабилизации биоты, утрате целостности биосферы и ее способности поддерживать важнейшие функции. В результате ее необратимого перехода в новое состояние условия жизни на планете могут оказаться непригодными для человека. Сохранение разнообразия живых организмов на Земле - необходимое условие выживания человека и устойчивого развития цивилизации.
Зеленые зоны - леса, выделенные постановлением Правительства, входящие в лесной фонд страны и управляемые органами лесного хозяйства субъекта Федерации. Подразделяются на лесопарковую и пригородную хозяйственную части. Зеленая зона г. Воронежа была выделена в 1944 г. в радиусе 30 км вокруг города. Ее основу составили естественные леса. В настоящее время в зеленую зону г. Воронежа полностью или частично входят лесные массивы пяти предприятий лесного хозяйства и одного заповедника. Площадь лесов зеленой зоны г. Воронежа составляет 84 735 га.
Большую группу естественных сообществ в пригороде Воронежа составляют леса, относящиеся к Среднерусской дубово-сосновой провинции, Боброво-Усманско-му округу, к Усманскому району зеленомош-ных сосновых и осоковых дубовых лесов.
Исследования с целью оценки экоси-стемного и видового разнообразия растительности и сукцессионной динамики лесных территорий проводились в трех типах леса, наиболее распространенных на территории Воронежской области. Это сосняк брусничный (травяно-мшистый) А2 (22,89 %), сосняк травяной суходольно-разнотравный с дубом В2 (43,65 %) и сосняк дубово-снытьевый С2 (13,16 %).
Поскольку напочвенный покров является самой уязвимой частью экосистемы по отношению к антропогенным нагрузкам, то по его состоянию можно оценить динамику и состояние всей системы. Поэтому внимание данных исследований было сосредоточено именно на состоянии данной части сообщества.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы при организации устойчивого лесопользования в целях сохранения и восстановления биоразнообразия.
Бор свежий А2, Сосняк брусничный (травяно-мшистый) Сбр.
Условия местопроизрастания. Почвы представлены слабо и среднеоподзолен-ными песками. Древостой - сосна с приме-
сью березы I-II-III бонитета 10С+Б, редко примесь осины, подлесок негустой, состоит из ракитника, дрока красильного, крушины ломкой и бересклета бородавчатого.
Всего нами было зарегистрировано 34 вида травянистых высших растений, принадлежащих к 20 семействам
К семействам, включающим наибольшее количество видов, относятся следующие. Семейство злаковых включает 5 видов (15,2 %). Семейства бобовых и осоковых - по 3 вида (по 9,1 %%). Семейства розоцветных, гвоздичных, сложноцветных, норичниковых, фиалковых и лютиковых включают по 2 вида (по 6,1 %о). Остальные семейства представлены одним видом растений - это фиалковые, маковые, крапивные, подорожниковые, зонтичные, крестоцветные, мареновые, бурачниковые, губоцветные, лилейные и брусничные. Из мхов обнаружены Pleurozium Schreberi Mitt и Di-cranum undulatum Ehrh., редко с вкраплениями Cladonia silvatica Hoffm..
Было зарегистрировано 5 видов грибов, принадлежащих к 4 семействам. 2 вида семейства трубчатые - козляк и моховик желто-бурый (съедобные), 1 вид семейства сыроежковые - сыроежка желтая (съедобен), 1 вид семейства мухоморовые - бледная поганка (ядовитый) и 1 вид семейства рядковые - ложная лисичка. Распределены они в основном единичными экземплярами или маленькими группами.
Также зарегистрировано 16 видов древесных растений, принадлежащих к 11 семействам.
По показателю обилия преобладают злаки и бобовые, высокая доля у семейства розоцветных.
Анализ эколого-фитоценотического состава растительности показал, что в напочвенном покрове сосняка брусничного наиболее многочисленна группа лесных видов 14 (41,1 %), 9 видов сорных (26,4 °%) и 11 видов луговых (32,3 %). В сумме луговые и рудеральные виды составляют 58,7 %.
Проективное покрытие колеблется в пределах от 60 до 10 % или менее.
В настоящее время в зависимости от антропогенной (в особенности рекреационной) нагрузки напочвенный покров представлен злаково-брусничной ассоциацией (с незначительным участием мхов) на ма-лопосещаемых участках и злаково-руде-ральной группой на интенсивно посещаемых участках. Повышенная рекреационная нагрузка вызывает увеличение общего видового разнообразия за счет появления луговых и рудеральных видов, постепенно
вытесняющих местные боровые виды. Усиление антропогенного воздействия приводит сначала к увеличению общего количества видов в травостое за счет сорных и луговых, дальнейшее увеличение нагрузок ведет к быстрому сокращению биоразнообразия и уменьшению обилия.
Суборь свежая В2, Сосняк травяной разнотравный с дубом Ссрт.
Исходные природные условия представлены сосной II, реже I бонитета с участием осины, березы, и во втором ярусе дуба, липы IV-V бонитета, на слабо - и среднеоподзоленных супесчаных почвах. Почвы свежие, а в местах с усиленной рекреационной нагрузкой - сухие, пылеватые. Подлесок средней густоты или редкий, состоит из клена татарского, крушины и бересклета.
Всего нами было обнаружено 35 видов травянистых высших растений. Наибольшее число видов включает семейство злаковых - 6 видов, семейства лилейных и губоцветных включают по 3 вида. Семейства бобовых, сложноцветных, розоцветных включают по 2 вида. Остальные семейства представлены одним видом растений - грушанковые, норичниковые, крестоцветные, бурачниковые, зонтичные. Мхи представлены 2 видами Pleurozium Schreberi Mitt. Dicranum undulatum Ehrh. Проективное покрытие от 70 до 10 % и менее.
Обнаружено 5 видов грибов. Семейство трубчатые 2 вида - желчный гриб и моховик желто-бурый. 2 вида семейство сыроежковые - сыроежка ломкая и сыроежка красная. 1 вид семейство ежовиковые -ежовик желтый.
Анализ напочвенного покрова сосняка травяного разнотравного выявил 3 эколого-фитоценотические группы травянистых растений: лесные 9 видов (25,7 °%) (бореаль-ная и опушечная группа), луговых 16 (45,7 %), преобладают опушечные, сорных 10 (28,6 %), в основном рудеральные виды.
В настоящее время в зависимости от интенсивности рекреационных нагрузок напочвенный покров представлен в основном ландышево-злаковой ассоциацией на малопосещаемых участках и злаково-рудеральной группой на интенсивно посещаемых, редко отмечается участие мхов.
Сосняк дубово-снытьевый Сдсн (Су-дубрава свежая) С2.
Почвы темно-серые супесчаные, свежие. Состав древостоя 1 ярус 10С+Б, Ос; 2 ярус 8Д10С 1 Лп, Кл, Б или сосна с примесью дуба, осины, липы, ясеня, клена, березы. Класс бонитета: С-!А-!, Д-III-IV. Подрост
Нива Поволжья № 4 (13) ноябрь 2009 97
из сосны, дуба, осины, клена остролистного, достаточно редкий. Подлесок представлен лещиной, кленом татарским, бересклетом бородавчатым средней густоты.
Всего было обнаружено 37 видов травянистых высших растений.
Из них злаковых и сложноцветных по 5 видов. Семейство лилейных - 3 вида. Семейства бобовых, розоцветных, мареновых, гвоздичных, подорожниковых, фиалковых, осоковых и кирказоновых по 2 вида. Остальные семейства представлены 1 видом растений. Зонтичные, крапивные, гру-шанковые, гераниевые, маковые, папорт-никовые, норичниковые.
Грибов было обнаружено 6 видов. 3 вида семейство трубчатые - желчный гриб, белый гриб и моховик зеленый. 1 вид семейство лисичковые - лисичка настоящая, 1 вид семейство сыроежковые - сыроежка красная, 1 вид семейство мухоморовые -бледная поганка.
Эколого-фитоценотический анализ напочвенного покрова сосняка дубово-снытьевого выявил 4 группы. Из обнаруженных видов наибольшее количество включает группа лесных - 17 видов (45,9 %); луговых - 10 (27 %); сорных - 7 (18,9 %), в основном рудеральные, и степных - 3 (8,1 %). Таким образом, в сосняке дубово-снытьевом сохраняется наибольшее количество лесных видов, сообщества изменены в меньшей степени. Даже в наиболее нарушенных местах сохраняются типичные лесные виды - сныть, седмичник европейский, земляника лесная, ландыш.
Анализ приведенных данных свидетельствует, что исследованные типы леса отличаются довольно высоким альфа-разнообразием. Флористическое разнообразие исследуемых экосистем обусловлено в основном группой луговых и руде-ральных видов (преобладание семейств злаковых и бобовых), не характерных для исходных лесных ценозов, как результат интенсивного рекреационного использования территории.
Основными эдификаторами изучаемых сообществ в условиях повышенной рекреационной нагрузки являются мятлик однолетний, вейник лесной, земляника лесная, лапчатка прямостоячая, вероника дубравная, сныть обыкновенная. Напочвенный покров сосняка брусничного и травяного разнотравного близок к деградации, напочвенные сообщества сосняка дубово-сныть-евого изменены в меньшей степени. Таким образом, в сосняке дубово-снытьевом сохраняются сообщества, более устойчивые к комплексу внешних факторов по сравнению с другими типами леса и наиболее приближенные к контрольным условиям (контроль проводился в Воронежском биосферном заповеднике).
В целом сокращение природного биоразнообразия происходит по причинам чрезмерного рекреационного пользования. Таким образом, биоразнообразие изучаемых сообществ должно быть сохранено от уничтожения в процессе расширения границ городов и чрезмерного рекреационного давления.
Проведенные исследования показывают, что напочвенный покров, являющийся одним из основных компонентов биоценоза, служит индикатором состояния всей экосистемы.
Литература
1. Ли, Ч. Введение в популяционную генетику / Ч. Ли. - М.: Мир, 1978. - 555 с.
2. Fisher, R. A. Note on the calculation of the frequencies of Rhesus allemorphis / R. A. Fisher // Ann. Eugen - 1947. - P. 223-224.
3. Li, C. C. The correlation between parents and offspring in random mating population / C. C. Li // Am. J. Hum. Genet. - 1954.
4. Hardy, G. H. Mendelian proportions in a mixed population / G. H. Hardy // Science, 28, 1908. - P. 49 - 50.
5. Wright, S. The relative importance of heredity and environment in determining the piebald of guinea pigs / S. Wright // Proc. Nat. Acad. Sci. - 1920. - P. 320-332.
