Мониторинг состояний лесных экосистем
Ю. В. Полюшкин, А. Д. Китов
Самый
распространенный вопрос, который задают географу встреченные в маршрутах
нормальные представители homo faber: “А зачем составлять карты вновь и вновь,
ведь на планете все давно открыто?”. И приходится напоминать древнюю истину:
нельзя дважды войти в одну и ту же реку. Состояние поверхности Земли со всеми
природными объектами изменчиво во времени, и людям всегда хотелось разобраться
в хитросплетениях показателей этой изменчивости, выявить ее устойчивые
закономерности, чтобы знать, «что было и что будет». Регулярные записи, съемки
и карты, отражающие эту динамику, в последние десятилетия принято называть
мониторингом.
Всем
памятна фраза Ф. Энгельса о цивилизациях, оставляющих после себя пустыню, если
они развиваются стихийно. Последнее столетие дало немало примеров экологических
катастроф, и похоже, что связка «если» окажется неуместной: стратегически
спланированное развитие общества потребления приводит к тому же результату
(правда, сначала в слаборазвитых странах). К сожалению, на ошибках истории
учатся немногие. Но ошибок было бы гораздо больше, если бы хроники и летописи
вообще не велись. Опыт прошлого — и отрицательный, и положительный — просто
необходим каждому новому поколению исследователей экосистем любого уровня
сложности.
Иркутская
область и районы Бурятии, прилегающие к озеру Байкал, являются самыми лесистыми
территориями страны. Они играют незначительную роль в заготовке древесины, но
представляют большой интерес для обеспечения жизнедеятельности на Байкале, а
также как рекреационный ресурс и фактор, обеспечивающий чистоту атмосферы и
влияющий на формирование климата в мировом масштабе. Коренные и малонарушенные
леса имеют огромное значение как эталоны лесов данной территории и участки
воспроизводства лесной растительности. Поэтому важно оценить степень
нарушенности лесов и провести их инвентаризацию.
Какими
качествами, пусть в первом приближении, должна обладать система мониторинга?
Прежде
всего — регулярностью, периодичностью. В их отсутствие наблюдения резко снижают
свою информативную, а значит, и прогнозную ценность. Кроме того:
•
нужна закрепленная в природе достаточно равномерно распределенная сеть
модельных полигонов, отражающая пространственное разнообразие;
•
необходимо единство методологии и методов реализации на всех объектах, для всех
сроков;
•
весьма желательно сплошное покрытие всей исследуемой территории и акватории.
Что
касается мониторинга лесных экосистем, то перечисленным требованиям в основном
отвечала хорошо налаженная во второй половине XX столетия государственная
служба лесоустройства (хороший обзор деятельности лесных служб Прибайкалья дает
Л. Н. Ващук в недавно вышедшей книге «Лесоустройство в Иркутской области»,
Иркутск. 2001).
Многолетней
практикой выработан набор оценочных (таксационных) показателей структуры лесных
сообществ. Возраст, высота, диаметр стволов, густота — вот лишь часть из
стандартного набора признаков, позволяющих оценить лесное сообщество не только
как запас древесины, но и с учетом многообразных видов полезности и функций
леса при условии его прижизненной эксплуатации.
В
связи с этим состояние лесных объектов можно оценивать с разных точек зрения, в
зависимости от специфики задач:
•
состояние зрелости, устойчивости к воздействиям, стабильности во времени;
•
состояние нарушенности, восстановленности, трансформированности по составу;
•
состояние полноты, насыщенности, плотности пространства лесного сообщества;
•
состояние жизненной силы, здоровья, способности к регенерации, возобновимости и
др.
Для
получения этих и многих других оценок состояния лесных экосистем кроме
лесотаксационных методов применяются более тонкие и специфичные подходы других
научных направлений (дендрохронология, фитоиндикация, например). Однако
первоочередной аспект оценок, на наш взгляд, — количественная характеристика
нарушенности структуры лесных сообществ.
Методика
работ была изложена ранее (Cм. Полюшкин Ю. В. Оценка нарушенности экосистем. //
Волна. 1999. № 3–4. C. 42–44). Поэтому коротко повторим лишь основные ее
моменты .
Нами
предложена 7-балльная шкала экосистем по критериям
нарушенности/восстановленности (Малышев Ю. С., Полюшкин Ю. В. Оценка состояний
экосистем — ключевое звено экологического мониторинга // Географические и
природные ресурсы. 1998. № 1. С. 37–42; Полюшкин Ю. В. Эскиз дифференциации
экохор Байкальского горного обрамления для последующей оценки их состояния //
Методология оценки состояния экосистем. — Новосибирск: Наука, 1998. С. 35–45), содержащая
минимальное число градаций, достаточное для надежного определения в натуре и по
материалам дистанционного зондирования. По признакам нарушенности эта шкала
использована для создания карты «Экосистемы по степени нарушенности» (см.
цветной вкладыш).
В
результате работы, проведенной по данным дистанционного зондирования
(космоснимкам) и другим материалам на уровне карт разного масштаба удалось
выявить основные экологические зоны окружения озера Байкал и степень их
нарушенности. На ключевых участках была проведена проверка анализа такой
дистанционно собранной информации. Работа велась на протяжении последних лет, а
в августе–сентябре 2001 г. она была проведена по северной части Байкала, более
труднодоступной и менее нарушенной. Одновременно со сбором полевого материала
велась работа с представителями особо охраняемых территорий по получению
подробной документации для создания ГИС (геоинформационных систем) по Байкалу в
рамках территории Участка Всемирного наследия.
Таким
образом была создана карта лесов Байкала, показывающая следующие степени
нарушенности: 1) коренные условно ненарушенные леса (экосистемы); 2) слабо и
средненарушенные экосистемы, главным образом за счет атмосферного загрязнения;
3) умеренно нарушенные, но возобновляющиеся леса без смены пород; 4) вторичные
леса с фрагментами нарушенности 3-го типа; 5) невозобновляющиеся лесосеки,
гари, т. е. экосистемы с эрозией почв; 6) разрушенные, но восстановленные
зеленые насаждения и сельскохозяйственные угодья городов и поселков; 7)
техногенные площади. По критерию восстановленности эта же шкала выглядит
следующим образом: 1) полностью восстановленные; 2) самовозобновляющиеся в
пределах одного возрастного цикла; 3) самовозобновляющиеся в пределах двух и
более циклов; 4) нуждающиеся в содействии естественному возобновлению; 5)
искусственно возобновляемые (лесокультуры); 6) искусственно возобновляемые
постоянно (ежегодно); 7) невозобновимые (реабилитация до исходного состояния
практически исключена).
С
каждым «шагом» увеличения степени нарушенности затраты общества,
заинтересованного в восстановлении исходных сообществ, резко возрастают, а
упущенная выгода от ежегодного недоиспользования всех видов полезности бывшего
коренного сообщества умножается на количество лет, необходимое для
восстановления структуры, близкой к исходной.
Предложенные
градации сопоставимы с отработанной в лесоустройстве 5-балльной шкалой оценки
жизненного состояния древостоя (Алексеев В. А. и др. Диагностика жизненного
состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51–57; Алексеев
В. А. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. Л.: Наука, 1990. 198 с.),
которая распространяется на лесные угодья и, следовательно, не включает
экосистемы «культурного» и «техногенного» ландшафтов. Взаимно соотносимы эти
системы также с классификацией состояний природных экосистем — 6-балльной
шкалой Н. Ф. Реймерса (1990), в которой также исключена антропогенная
(«неприродная») ступень.
Закончив
первый этап проделанной трехлетней работы (итогом которой явилась
представленная в приложении к журналу карта) следует отметить следующее.
1.
Новизна примененного нами нетрадиционного методического подхода к оценке
состояния экосистем заключается в том, что за «норму» принимается нуль отсчета
потенциального коренного состояния (а не усредненного по площади, регионального
или фонового). При таком подходе к нормированию (и последующей оценке степени
внешних воздействий) необходимо реконструировать характеристики бывшего
коренного сообщества на месте вторичных экосистем, что сопряжено с известными трудностями.
Кроме того, нормы в таком случае будут специфичны для гидроклиматических и
почвенных районов, высотных поясов. Это в корне меняет подходы к разработке
норм антропогенных нагрузок, исключает как необоснованное использование
«временно согласованных норм» на сбросы и выбросы загрязняющих веществ
предприятиями.
2.
Инвентаризация, выявление и уточнение контуров малонарушенных лесов с одной
стороны, и территорий с практически разрушенными, деградированными лесными
экосистемами — с другой способствует корректировке стратегии и тактики
природопользования с учетом пространственных вариаций лесных ресурсов.
3.
Сопряженный анализ карт исходного коренного и современного состояний дает
представление о динамике лесов за последние столетия, о наибольшей их нарушенности
в местах концентрации и миграции населения.
4.
Полученную информацию можно использовать для экологического, рекреационного,
медико-биологического, охотопромыслового и других видов районирований,
необходимых для щадящего использования и воспроизводства экосистем Байкальской
котловины.
В
настоящее время проводится комплексная оценка территории с учетом различных
тематических материалов и формируется база данных. Учитываются, например, такие
параметры (разбитые на две группы: геоструктурные и биологические), как
диапазон абсолютных высот, ориентация стока рек, обводненность, геологическое
строение, лесистость и др. Это позволит определить точное коренное состояние
лесов и, следовательно, степнь отклонения от него — нарушенность.
Полуторамиллионный
масштаб, в котором составлена обзорная карта, слишком мелок для практической
деятельности. Принципиальные подходы, реализованные при работе над ней, могут
быть использованы на модельных полигонах с детальным картографированием
экосистем в более крупном масштабе. Такие работы проводятся несколькими
академическими институтами на территории Иркутской области и Республики
Бурятия, а также в заповедниках, национальных парках и отдельных хозяйствах.
Так,
сотрудники лаборатории экологических проблем Байкала Института географии СО РАН
организовали и проводят комплексный мониторинг множества природных и
хозяйственных показателей на модельном полигоне в бассейне реки Голоустной.
Деловой,
неформальный симбиоз научных методов с возможностями практики, помноженный на
потенциал технологии ГИС и дистанционного зондирования, расширяет возможности
применения стратегий рационального природопользования при длительно устойчивом
состоянии лесных экосистем.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.baikalwave.eu.org