Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

Особенности парцеллярной структуры парковых биогеоценозов

06.03.03 - Лесоведение и лесоводство,

лесные пожары и борьба с ними

кандидата сельскохозяйственных наук

Смертин Виктор Николаевич

г. Архангельск - 2009

Работа выполнена на кафедре лесных культур и ландшафтного строительства ГОУ ВПО «Архангельский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Петрик Виталий Васильевич

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Грязькин Анатолий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Цветков Василий Фролович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Дрожжин Дмитрий Петрович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Поморский государственный университет им. М.В. Ломоносова».

Защита состоится 28 октября 2009 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.03 при ГОУ ВПО «Архангельском государственном техническом университете», по адресу: 163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17, главный корпус, ауд. 1228; е-mail: harz@аgtu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Архангельского государственного технического университета.

Автореферат разослан « » сентября 2009 года

Учёный секретарь

диссертационного совета Тутыгин Г.С.

растительный антропогенный фитоценоз парковый

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. В современных условиях взаимоотношения человека и природы все чаще носят потребительский характер. Это относится и к освоению природных ресурсов отдыхающими. Научно обоснованные нормы рекреации разработаны еще недостаточно. Нет обоснования величины предельно допустимой нагрузки на структурные элементы парковых биогеоценозов.

Городские парки, являясь местами массового отдыха населения, имеют социальное и градообразующее значение. Любой элемент городской системы озеленения выполняет множество функций:

- обеспечивает рекреационные потребности населения;

- защищает от шума, выхлопных газов автотранспорта и пыли;

- формирует благоприятный фитоклимат и т.д.

Актуальность темы исследования диктуется практической значимостью садов и парков, особенно - для крупных городов. Решение проблемы рационального использования парков невозможно без выверенной теории рекреационного лесопользования.

Цель диссертационного исследования заключается в оценке особенностей парцеллярной структуры парковых биогеоценозов в условиях чрезмерной рекреационной нагрузки. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- изучение, анализ и обобщение сведений, отражающих функционирование растительных систем в условиях антропогенного воздействия различной интенсивности;

- выявление особенностей парцеллярной структуры парковых сообществ, функционирующих в условиях чрезмерной рекреации;

- сравнительная оценка состояния отдельных элементов парковых фитоценозов и динамики их основных показателей;

- обоснование превентивных мероприятий, направленных на повышение устойчивости элементов парковых фитоценозов к рекреации.

Научная новизна. Установлена парцеллярная структура парковых фитоценозов, функционирующих в условиях рекреационной нагрузки различной интенсивности. Выявлена динамика изменения состава и состояния структурных элементов парковых фитоценозов в условиях чрезмерного рекреационного давления. Установлена взаимосвязь состояния растений с величиной парцелл и интенсивностью рекреации. Изучены структурная организация и функциональные особенности фитоценозов в крупнейшем парке Санкт-Петербурга. Предложены мероприятия, направленные на повышение устойчивости основных элементов парковых фитоценозов.

Теоретическое и практическое значение. Усовершенствованы методы учета растительности нижних ярусов парковых сообществ. Выявлена устойчивость структурных элементов парковых биогеоценозов к рекреационной нагрузке различной интенсивности на уровне парцелл. Полученные теоретические и практические результаты могут быть использованы в зеленом строительстве, на предприятиях садово-паркового хозяйства Санкт-Петербурга и в аналогичных субъектах хозяйствования.

На защиту выносятся следующие положения:

- особенности парцеллярной структуры парковых сообществ в условиях различного рекреационного давления;

- динамика состава и состояния структурных элементов парковых фитоценозов в условиях чрезмерой рекреационной нагрузки;

- видовое разнообразие живого напочвенного покрова, подлеска и подроста на участках парка, испытывающих различное рекреационное давление;

- сравнительная устойчивость парковых фитоценозов к рекреационной нагрузке в разных типах леса.

Апробация основных положений исследования. Основные положения были представлены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии имени С.М. Кирова с 2000 по 2008 гг., на международной конференции в 2007 г. (Москва), на международной конференции в 2008 г. (Владикавказ).

Отдельные положения диссертационного исследования длительное время используются в качестве лекционного материала и при проведении практических занятий со студентами лесотехнической академии.

По теме диссертации опубликовано семь печатных работ, в том числе в периодических изданиях, включенных в перечень ВАК России.

Структура и объем диссертации. Общий объем работы - 189 страниц. Диссертация иллюстрирована 37 рисунками и включает 56 таблиц. Библиографический список содержит 212 наименований.

1. Состояние вопроса

В обзоре литературы делается вывод о том, что в городских парках и садах наблюдается резкое снижение разнообразия видов. Биогеоценозы в зонах отдыха населения менее устойчивы и менее продуктивны, чем естественные экосистемы.

Отмечается, что работ по изучению состояния парковых фитоценозов довольно много, однако публикаций, содержащих материалы по устойчивости структурных элементов (парцелл) к рекреационной нагрузке, существенно меньше.

2. Программа, методы и объекты исследований

Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:

1. Изучить состав и состояние парковых фитоценозов.

2. Выявить особенности структуры парковых фитоценозов.

3. Выявить причины и тенденции реструктуризации растительных сообществ.

4. Оценить степень воздействия рекреации на структурные элементы парковых сообществ.

5. Установить закономерности изменения состава и численности отдельных видов растений в условиях интенсивной рекреации.

6. Оценить значение хозяйственных мероприятий для улучшения санитарного состояния парковых фитоценозов.

7. Предложить меры для предотвращения деградации парковых комплексов.

Методы исследований. Основная часть полевых и камеральных работ выполнена с использованием стандартных методик (Загреев и др., 1992; Методы изучения…, 2002). Распределение деревьев по категориям состояния осуществляли на основании «Санитарных правил …» (2007).

Работы по учету нижних ярусов растительности осуществлялись в соответствии с методикой, разработанной кафедрой лесоводства Санкт-Петербургской лесотехнической академии (патент РФ № 2084129 от 10.06.1994). На круговых учетных площадках радиусом 1,78 м в соответствии с этой методикой проводили описание подроста и подлеска по породам, возрасту, высоте и состоянию.

Жизнеспособность молодого поколения (индекс состояния) оценивали по протяженности кроны, доле сухих ветвей, характеру охвоения, величине прироста, степени повреждения растений. При этом выделяли следующие категории подроста: «сухой», «нежизнеспособный», «поврежденный», «жизнеспособный».

Проективное покрытие (в процентах), видовой состав и встречаемость преобладающих видов в живом напочвенном покрове определяли на тех же круговых площадках, на которых изучали подрост и подлесок.

Для изучения горизонтальной структуры сообщества вся поверхность опытных участков разбивалась на квадраты размером 5х5 м или 10х10 м в зависимости от величины рекреационной нагрузки, и затем по Н.В.Дылису (1969) выделялись дискретные парцеллы разного размера.

Все выделяемые парцеллы были сгруппированы по размерам: мелкие - до 25 м², средние - до 225 м², крупные - более 225 м².

По величине нагрузки было выделено три группы объектов:

1. Фитоценозы, испытывающие слабую рекреационную нагрузку (не более 20 парцелл на 1 га).

2. Фитоценозы, испытывающие среднюю рекреационную нагрузку (от 21 до 40 парцелл на 1 га).

3. Фитоценозы, испытывающие высокую (чрезмерную) рекреационную нагрузку (более 40 парцелл на 1 га).

Геоботаническое описание объектов проводили по Г.Вальтеру (1982). Для каждой опытного участка вычисляли значения коэффициентов рассеивания видов (К_Р) и коэффициентов пестроты сложения живого напочвенного покрова (К_П) по А.П.Шенникову (1964):

К_р = N/n ; К_п = 100n/a ,

где N - общее число видов на объекте, экз.; n - среднее число видов на учетной площадке, экз.; a - количество учетных площадок.

Классификация лесопарковых ландшафтов на объектах исследования, их важнейшие характеристики получены с использованием нормативов, приведенных в «Основных положениях организации и ведения лесопаркового и лесного хозяйства в пригородной зоне Ленинграда» (1987).

Характеристика объектов исследований. Городской парк «Сосновка» создан в послевоенные годы. Основная часть территории - бывший военный аэродром. Преобладающая часть древостоев имеет возраст не более 70 лет. Общая площадь парка составляет около 303 га.

Весь парк разбит на кварталы, хорошо развита дорожно-тропиночная сеть. Эти элементы организации лесного фонда и мелиоративные канавы использованы в качестве естественных границ объектов исследования.

Выбранные объекты характеризуются чистыми и смешанными по составу древостоями. Главный компонент фитоценоза представлен низкобонитетными, низкополнотными сосновыми древостоями (табл. 1 и 2).

Общая численность подроста под пологом сосняков долгомошников (преобладает подрост сосны) в несколько раз меньше, чем в сосняках черничниках (преобладает подрост лиственных пород). По состоянию преобладает поврежденный подрост.

Живой напочвенный покров сложен неравномерно, отличается мозаичностью. Величина коэффициента пестроты сложения (К_П) составляет от 0,52 до 0,66 под пологом сосняков долгомошных и от 0,63 до 0,75 под пологом сосняков черничных. В условиях высокой рекреационной нагрузки проективное покрытие живым напочвенным покровом составляет менее 50%. Флористическая насыщенность объектов - 132 вида растений.

Таблица 1. Таксационная характеристика сосняков долгомошных (2006 год)

Номер объекта	Состав	Высота/ диаметр, м/см	Класс бонитета	Относительная полнота	Запас, м3/га
Высокая рекреационная нагрузка
1	7С 3Б	12,1/13,2	V	0,50	72
2	7С 3Б	11,4/12,4	V	0,46	56
3	8С 2Б	12,7/13,5	V	0,48	62
4	7С 3Б	12,0/13,0	V	0,52	81
5	8С 2Б	10,1/11,2	IV	0,61	79
6	8С 2Б	9,3/10,1	V	0,60	72
Средняя рекреационная нагрузка
7	9С 1Б	11,1/10,3	IV	0,57	76
8	8С 2Б	12,0/12,7	V	0,64	78
9	9С 1Б	11,4/10,4	V	0,53	73
10	8С 2Б	12,5/13,7	V	0,60	79
11	9С 1Б	13,0/13,9	IV	0,71	92
12	9С 1Б	9,1/10,0	V	0,63	86
Низкая рекреационная нагрузка
13	9С 1Б	11,9/11,2	IV	0,61	82
14	10С	11,6/10,8	IV	0,70	84
15	9С 1Б	12,8/11,6	IV	0,72	89
16	10С	12,4/13,2	IV	0,68	89
17	9С 1Б	13,1/13,6	IV	0,67	91
18	10С	13,5/13,4	IV	0,65	92

Классификация почв приводится по М.Н.Строгановой и др. (1997). Минеральные почвы парка урбанизированные модер- и грубогумусные, средне- и слабоподзолистые, суглинистые на ленточной глине. Горизонт А выражен, мощность гумусового горизонта 2-5 см и более. На заболоченной части парка почвы торфяные и торфянистые на ленточной глине. Максимальная мощность торфяной залежи - 130 см.

Таблица 2. Таксационная характеристика сосняков черничных (2006 год)

Номер объекта	Состав	Высота/ диаметр, м/см	Класс бонитета	Относительная полнота	Запас, м3/га
Низкая рекреационная нагрузка
19	7С 3Б	16,1/17,2	III	0,72	186
20	7С 3Б	16,0/16,8	III	0,70	177
21	8С 2Б	15,6/16,9	III	0,73	189
22	7С 3Б	16,1/16,2	III	0,69	168
Средняя рекреационная нагрузка
23	8С 2Б	15,7/16,7	IV	0,70	170
24	7С 2Б	16,0/17,2	III	0,68	171
25	9С 1Б	16,1/15,9	IV	0,72	173
26	8С 2Б	17,0/16,8	III	0,74	198
Высокая рекреационная нагрузка
27	8С 2Б	16,6/16,6	III	0,72	182
28	8С 2Б	15,8/16,0	III	0,6	171
29	7С 1Б	15,4/16,2	IV	0,5	169
30	7С 1Б	15,1/15,9	IV	0,5	158

3. Трансформация парковых фитоценозов под воздействием рекреационной нагрузки

Древостой. На объектах исследования произрастают древостои, преимущественно естественного происхождения, сформировавшиеся в послевоенные годы. Сосновые древостои на большинстве участков парка представлены двумя поколениями.

Возрастная структура сосняков черничных отличается от структуры сосняков долгомошных. В первом случае выделено три поколения деревьев, а во втором - два.

Прямое воздействие человека приводит к существенной трансформации биогеоценозов. Санитарное состояние древостоев ухудшается, доля сухостоя увеличивается. Чрезмерная рекреационная нагрузка приводит к уменьшению доли здоровых деревьев (категория состояния - 1), и к увеличению поврежденных (деревья 5-6 категорий).

Состояние древостоев на объектах со средней и низкой интенсивностью рекреации заметно лучше (табл. 3). Различия в состоянии деревьев в зависимости от диаметра ствола существенны. Наиболее ослабленными являются деревья старшего поколения. Средний балл состояния самых крупных деревьев - от 3,0 до 4,4 в зависимости от величины рекреационной нагрузки.

Таблица 3. Распределение деревьев сосны по категориям состояния на объектах с различной рекреационной нагрузкой (2006 год), %

Рекреационная нагрузка	Индекс состояния деревьев	Итого
	1	2	3	4	5	6
Высокая	9,1	14,7	21,5	33,3	6,5	14,9	100
Средняя	12,7	22,4	29,2	21,4	6,6	7,7	100
Низкая	17,9	30,6	20,5	22,1	3,9	5,0	100

Состав, состояние и структура древостоев по диаметру изменяются на всех объектах исследования и изменяются с разной скоростью. Состав древостоев оказывается наиболее устойчивым показателем, хотя и он подвержен изменениям (табл. 4). В условиях чрезмерной рекреационной нагрузки доля сосны в составе древостоев уменьшается, а под пологом появляются ольха и ива, увеличивается доля березы.

Таблица 4. Динамика состава древостоев за 6 летний период на объектах с разной интенсивностью рекреации

Рекреационная нагрузка	Номер объекта	Состав в 2000 году	Состав в 2006 году
Высокая	1	8С 2Б	6С 4Б + Ол ед. Ива
	28	9С 1Б	7С 2Б 1Ол + Ива
Средняя	11	8С 2Б ед. Ива, Ол	7С 2Б 1Ол ед. Ива
	22	9С 1Б ед. Ива	8С 2Б ед. Ива
Низкая	17	8С 2Б ед. Ива	8С 2Б ед. Ива
	18	8С 2Б	8С 2Б ед. Ива

Увеличение рекреационной нагрузки приводит к существенному снижению сомкнутости полога, среднего диаметра древостоев и к уменьшению количества деревьев (табл. 5).

Подрост. Под пологом сосняков долгомошников имеется подрост березы и сосны, сравнительно реже - подрост осины, ели, дуба. Подрост редкий, общая численность не более 1 тыс./га (табл. 6).

Видовой состав и состояния подроста изменяются. Состояние оставшегося подроста хвойных пород ухудшается. Доля жизнеспособного подроста уменьшается, а доля поврежденного заметно увеличивается. На объекте 30 в 2000 году было отмечено 20,7 % поврежденных деревьев, а в 2006 - 42,7 %.

Состав подроста за период наблюдений изменился в сторону увеличения доли лиственных пород (табл. 7). При высокой рекреационной нагрузке возможна смена преобладающей породы в составе подроста. На всех объектах исследования численность подроста хвойных заметно уменьшилась, а доля подроста березы и осины существенно увеличилась. Это в итоге дало увеличение общего количества подроста.

Подлесок. Численность и состав подлеска, как и подроста, зависят от величины рекреационной нагрузки и условий произрастания (типа леса). В сосняках долгомошных подлесок встречается редко и представлен 2-4 видами (табл. 8). По высоте преобладает подлесок мелкий и средний, он чаще всего расположен вдоль мелиоративных канав и на удаленных от дорог участках.

Таблица 5 Влияние интенсивности рекреации на характеристики древостоев (сосняки долгомошные, объекты 1-18)

Рекреационная нагрузка	Количество деревьев на 1 га	Доля сухостоя, %	Средний диаметр, см	Сомкнутость полога
Низкая	1929-2120	9,7-14,3	12,9-16,2	0,51-0,78
Средняя	691-1488	12,5-19,4	13,1-15,7	0,42-0,73
Высокая	562-958	9,2-16,9	9,1-12,6	0,34-0.47

Таблица 6. Структура подроста по высоте и численность под пологом сосняков долгомошных в условиях различной рекреационной нагрузки (2006 год), %

Рекреационная нагрузка	Группы высот подроста	Пределы численности, экз./га
	крупный	средний	мелкий
Высокая	9,7	24,7	65,7	218-562
Средняя	17,2	24,8	59,7	626-723
Низкая	27,8	21,8	50,3	608-1041

Под пологом сосняков черничных подлесок представлен 12 видами. Общая численность варьирует в пределах 880-1127 экз./га (интенсивная рекреация), и 2612-3270 экз./га, при низкой рекреационной нагрузке.

За период наблюдений, численность подлеска под пологом сосняков долгомошных уменьшилась (в условиях высокой рекреационной нагрузки - до 33 %, объект 1), а под пологом черничных - увеличилась и, в основном, за счет привнесенных видов (бузина, калина, ирга и др.). Состав подлеска изменился, доля пород устойчивых к рекреации увеличилась.

Таблица 7. Динамика состава подроста за 6 летний период на объектах с разной интенсивностью рекреации, %

Рекреационная нагрузка	Номер объекта	Состав в 2000 году	Состав в 2006 году
Высокая	1	65С 22Б 13Д	63Б 25С 12Д
	28	50Б 27Кл 23Ос	56Б 29Кл 13Ос 2Д
Средняя	11	86С 12Б 2Д	77С 18Б 3Д 2Е
	22	58Б 27Ос 9С 6Д	50Б 23Ос 12Кл 10С 5Д
Низкая	17	91С 8Б 1Д	88С 10Б 1Д 1Ива
	19	52Б31Ос 11С4Кл2Д	58Б 27Ос 9С 6Д

Таблица 8. Видовой состав и численность подлеска под пологом сосняков долгомошных (2006 год), экз./га

Рекреационная нагрузка	Вишня	Ива	Рябина	Крушина	Итого
Высокая	0-67	33-167	67-167	0-33	100-334
Средняя	0-33	133-367	167-267	0-167	500-634
Низкая	0-67	167-333	67-333	0-167	401-800

По сравнению с подростом доля поврежденного подлеска существенно меньше. Поврежденным оказывается подлесок, преимущественно крупный по высоте, независимо от породы. Повреждается и подлесок, и подрост вокруг кострищ и стихийных мест отдыха.

Живой напочвенный покров. Представлен 2-3 ярусами - травянистые растения, вечнозеленые кустарнички и мхи. Встречаемость видов и суммарное проективное покрытие сильно варьируют в зависимости от характеристик фитоценозов и интенсивности рекреации.

В условиях высокой рекреационной нагрузки под пологом сосняков черничных величина проективного покрытия живым напочвенным покровом, заметно выше, чем под пологом сосняков долгомошных, соответственно 66,4 и 57,3 %. Это можно объяснить тем, что густой подлесок под пологом сосняков черничных защищает травостой от вытаптывания.

Значения коэффициентов рассеивания видов (К_Р) показывают, что рассеивание видов превышает норму, причем под пологом сосняков долгомошных в несколько раз, а под пологом сосняков черничных - на 40% (табл. 9). Это косвенно свидетельствует о том, что сосняки черничные, по сравнению с долгомошными, более устойчивы к рекреационной нагрузке.

Таблица 9. Изменчивость величины коэффициентов рассеивания видов и пестроты сложения в зависимости от интенсивности рекреации и типа леса

Рекреационная нагрузка	Сосняки долгомошные	Сосняки черничные
	Кр	Кп	Кр	Кп
Высокая	3,7	0,52	1,4	0,63
Средняя	2,8	0,61	1,3	0,72
Слабая	1,8	0,66	1,1	0,75

Величина коэффициента пестроты сложения (К_П) с увеличение нагрузки уменьшается. Это говорит об упрощении структуры фитоценозов. Величина коэффициента пестроты сложения живого напочвенного покрова под пологом сосняков долгомошных на 21,2 % меньше, чем под пологом сосняков черничных. Это также свидетельствует о том, что сосняки черничные более устойчивы к рекреационной нагрузке, чем долгомошные.

4. Особенности парцеллярной структуры парковых биогеоценозов

Парцеллярная структура. Последствия чрезмерной нагрузки - расчленение фитоценозов на парцеллы разной величины. Крупные парцеллы (площадью более 225 м²) сохранились в фитоценозах, которые посещаются редко. Мелкие парцеллы преобладают в зоне интенсивной рекреации.

Особенность исследуемых сосняков - большое количество кострищ, гарей и стихийных мест отдыха. На отдельных участках численность кострищ и мест отдыха достигает 9 на 1 га (кв. 7-12).

Если рассматривать состояние древостоев с учетом парцеллярной структуры, то можно выявить следующую закономерность: чем больше мелких парцелл - тем меньше деревьев и меньше их средний диаметр. Установлено, что в сосняках долгомошных влияние интенсивности рекреации на характеристики древостоев выражено в большей степени, чем в сосняках черничных (табл. 10).

Таблица 10. Влияние интенсивности рекреации на характеристики древостоев

Количество парцелл на 1 га	Количество деревьев на 1 га	Доля сухостоя, %	Средний диаметр, см
Сосняки долгомошные, объекты 1-18
До 20	1929-2120	9,7-14,3	12,9-16,2
21-40	691-1488	12,5-19,4	13,1-15,7
Более 40	562-958	9,2-16,9	9,1-12,6
Сосняки черничные, объекты 19-30
До 20	728-968	1,5-2,3	19,1-25,7
21-40	541-756	1,7-1,9	18,9-24,1
Более 40	437-548	2,2-3,9	18,1-21,6

В условиях интенсивной рекреации количество выделенных парцелл и их размер в сосняках черничных меньше, чем в сосняках долгомошных, а их размер, наоборот, больше в первых. Сохранению целостности фитоценозов под пологом сосняков черничных способствует густой травостой и высокая численность подлеска. В целом, парцеллярная структура сосняков этих типов, при одинаковой нагрузке, различается (табл. 11).

Таблица 11. Парцеллярная структура сосняков долгомошных (объекты 1, 10, 15) и чрничных (объекты 1, 10, 15) при разной рекреационной нагрузке

Величина парцелл	Рекреационная нагрузка и объекты
	высокая	средняя	низкая
	1	28	10	23	15	20
Мелкие	48	32	31	18	19	11
Средние	24	20	25	18	17	20
Крупные	2	4	8	7	9	9
Всего	74	56	64	43	45	40

Динамика состава и структуры фитоценозов. Динамика парцеллярной структуры в наибольшей степени выражена на участках с высокой рекреационной нагрузкой и, в первую очередь в сосняках долгомошных. Общее количество парцелл увеличивается, а их средняя площадь уменьшается (табл. 12). Пестроту в парцеллярную картину исследованных сосняков привносят места неорганизованного отдыха, кострища, пожарища.

Таблица 12. Динамика парцеллярной структуры сосняка долгомошного за шестилетний период (объект 2)

Размеры парцелл, м	Количество парцелл по годам учета	Занимаемая площадь по годам учета, м2
	2000	2006	2000	2006
Итого мелкие	42	49	286	304
Итого средние	23	27	1892	2102
Итого крупные	2	2	3273	3043
Всего	67	78	5451	5449

Характеристики древостоя за шестилетний период изменились: общее количество деревьев уменьшилось, средний диаметр стволов сосны снизился, количество поврежденных деревьев увеличилось более чем на 25 %, санитарное состояние древостоев ухудшилось (величина индекса состояния за 6 лет увеличилась на 5%).

Структура и состояние подроста, в частности сосны, во многом зависит от величины рекреационной нагрузки и типа условий местопроизрастания. На мелких парцеллах жизнеспособность подроста и подлеска ниже, чем на крупных парцеллах. Такая закономерность характерна для всех видов подлесочных пород и подроста, независимо от их высоты и возраста.

Установлено, что состояние (жизнеспособность) подроста сосны значительно хуже, чем подроста лиственных пород и подлеска. Доля жизнеспособного подроста лиственных пород почти в три раза больше, чем подроста сосны. Величина индекса жизнеспособности мелкого подроста сосны выше, чем среднего и крупного. Количество сухого подроста сосны составляет около 9 %. По высоте преобладает средний и крупный подрост.

Наиболее динамично изменяется видовой состав травостоя. За шестилетний период в структуре нижних ярусов произошли заметные изменения (табл. 13). Среднее количество видов на учетной площадке, за указанный период, уменьшилось (с 4,5 в 2000 году, до 4,0 в 2006). Снизилось и общее проективное покрытие живого напочвенного покрова - с 64,3% в 2000 году, до 60,1 в 2006 году. Средняя масса растений также уменьшилась.

В условиях интенсивной рекреации имеют место случаи увеличения количества видов в составе растительности нижних ярусов. Как правило, это происходит за счет появления рудеральных видов на участка, расположенных близко к дорожно-тропиночной сети.

Отчетливо проявляется следующая закономерность - чем дальше от магистральных путей и организованных пешеходных дорожек, тем меньше мелких парцелл и выше проективное покрытие живым напочвенным покровом. Количество средних парцелл зависит от характеристик самого фитоценоза - их больше там, где выражен микрорельеф. Крупные парцеллы приурочены к наиболее труднодоступным и удаленным участкам парка.

Таблица 13. Динамика основных характеристик трявяно-кустарничкового яруса в сосняке долгомошном за период с 2000 по 2006 годы (объект № 9)

Характеристики	Годы учета
	2000	2006
Количество парцелл на объекте	81	101
Количество видов на учетной площадке	4,5±0,2	4,0±0,3
Общее проективное покрытие, %	64,3	60,1
Сухая масса 100 растений (кукушкин лен), г	16,8±0,3	16,2±0,4
Доля тропиночной сети, %	23,2	31,7

Фитоценотическая характеристика сообществ. Геоботанические исследования, проведенные на опытных объектах, показали, что по массе и проективному покрытию в живом напочвенном покрове преобладает небольшое число видов (табл. 14).

Таблица 14. Проективное покрытие и встречаемость основных видов живого напочвенного покрова в сосняке долгомошнике (объект 2) и в сосняке черничнике (объект 29)

Название вида	Проективное покрытие, %	Встречаемость, %
	объект 2	объект 29	объект 2	объект 29
Зеленые мхи	1,0	6,0	27,9	33,0
Кукушкин лен	17,2	0,5	44,2	20,7
Осоки	8,0	1,2	30,2	14,9
Сфагновые мхи	13,0	0,6	38,4	6,7
Черника	1,7	9,7	15,8	40,8
Прочие	16,4	46,4	-	-
Итого	57,3	66,4	-	-

Данные табл. 14 показывают, что степень трансформации растительности нижних ярусов за счет рекреации зависит от типа леса. Например, встречаемость зеленых мхов в сосняке долгомошном меньше, чем в сосняке черничном на 5,1 %, а различия по проективному покрытию достигают шести раз. Это можно объяснить тем, что под пологом многоярусного травостоя и густого подлеска зеленые мхи, в сосняке черничном, меньше страдают от рекреационного давления.

Установлено, что виды в разной степени реагируют на рекреационное давление. Наиболее устойчивыми являются земляника, лапчатка и черника (масса 100 растений в мелких парцеллах меньше, чем в крупных всего на 6,1; 11,0 и 14,2% соответственно). Менее устойчивыми к рекреации являются багульник, кукушкин лен, морошка (различия в массе 100 растений по парцеллам достигают 68%).

Изменение массы растений в зависимости от величины рекреационной нагрузки - показатель устойчивости. Сравнивая сухую массу 100 растений взятых с мелких и крупных парцелл, можно делать вывод о различной чувствительности видов к рекреационной нагрузке.

Приведенные материалы показывают, что изучаемые сообщества имеют ряд общих признаков, в то же время каждый из исследованных объектов обладает отличительными особенностями. На всех объектах фитоценозы, судя по величине коэффициентов К_р и К_п, характеризуются неравномерным сложением. По площади преобладают коренные парцеллы, которые могут быть общими для сосняков черничных и сосняков сфагновых. Чрезмерная рекреационная нагрузка приводит к разрушению коренных парцелл и, к образованию производных. Производные парцеллы характеризуются упрощенной структурой.

Основные выводы

1. Пространственная структура фитоценозов, испытывающих чрезмерную рекреационную нагрузку трасформируется и приобретает парцеллярность, что подтверждается материалами фотофиксации, а также коэффициентами рассеивания видов (К_Р) и пестроты сложения (К_п ).

2. Величина коэффициентов пестроты сложения фитоценозов - менее 20%, что существенно ниже нормы, а величина коэффициентов рассеивания видов превышает норму, причем под пологом сосняков долгомошных в несколько раз, а под пологом сосняков черничных - на 40% . Это косвенно свидетельствует о том, что сосняки черничные, по сравнению с долгомошными, более устойчивы к рекреационной нагрузке.

3. Дифференциация деревьев по возрасту, высоте, диаметру и состоянию обусловливает неравномерное размещение в пространстве всех элементов структуры рассматриваемых фитоценозов (древостой, подрост, подлесок, живой напочвенный покров). Установлено, что с увеличением возраста (диаметра) деревьев, индекс состояния увеличивается, т.е. санитарное состояние древостоев ухудшается. Минимальный отпад наблюдается из числа деревьев средних по возрасту и по диаметру ствола.

4. Формирующиеся в результате высокой рекреационной нагрузки элементы пространственной структуры парковых ценозов не всегда соответствуют объему понятия «парцелла» по Н.В.Дылису. Чрезмерная нагрузка приводит к разрушению коренных парцелл и, к образованию производных. Производные парцеллы характеризуются упрощенной структурой.

5. Парцеллярная структура парковых биогеоценозов является одним из показателей состояния и устойчивости фитоценозов. Чем больше мелких парцелл, возникших в результате интенсивной рекреации, тем выше степень угнетения всех компонентов и фитоценоза в целом.

6. В разных типах леса парцеллярная структура сосняков существенно отличается. В условиях высокой рекреационной нагрузки количество выделенных парцелл больше в сосняках долгомошных.

7. Cанитарное состояние сосновых древостоев в парке «Сосновка» ухудшается: доля сухостоя увеличивается, количество поврежденных деревьев возрастает. Параллельно с ухудшением санитарного состояния упрощается и структура древостоев. Отчетливо проявляется тенденция к формированию одноярусных древостоев.

8. Чрезмерная рекреационная нагрузка приводит к деградации всех элементов структуры парковых ценозов, включая подрост. За шестилетний период в наибольшей степени изменились состав, средняя высота и численность подроста. Уменьшилось количество хвойного и увеличилось количество лиственного подроста.

9. Состояние сохранившегося подроста хвойных пород ухудшается. Количество жизнеспособного подроста уменьшается, а нежизнеспособного и сухого увеличивается. Доля поврежденного подроста достигает 58 %.

10. За период наблюдений на отдельных участках парка количество подлеска изменилось существенно. При этом изменения происходят как в сторону увеличения численности, так и в сторону ее уменьшения. Под пологом сосняков долгомошных количество подлеска в целом уменьшается, под пологом сосняков черничных - наоборот, увеличивается.

11. В условиях чрезмерной рекреационной нагрузки наиболее существенно и динамично изменяется живой напочвенный покров. За шестилетний период среднее количество видов на учетной площадке уменьшилось с 4,5 до 4,0. Общее проективное покрытие снизилось с 64,3% в 2000 году, до 60,1% в 2006 году.

12. Установлено, что виды с низкой и средней устойчивостью к рекреационной нагрузке исчезают (водяника, подбел, кислица, майник, хвощ лесной), а виды с высокой устойчивостью появляются (золотая розга, кипрей, мятлик, пырей).

13. Ландшафтные характеристики рассматриваемых объектов также различаются. Класс эстетической оценки сосняков черничных выше, чем сосняков долгомошных в среднем на 1 балл. В первую очередь это связано с разнообразием видов во всех компонентах сосняков черничных.

14. Степень устойчивости сосняков черничных выше, чем сосняков долгомошных. В то же время, проходимость и просматриваемость первых существенно ниже, чем сосняков долгомошных. Основная причина - густой подлесок и многоярусный живой напочвенный покров.

Рекомендации

1. Парковые древостои в большей степени чем, древостои лесного фонда нуждаются в регулярном уходе и оптимизации пространственной структуры для поддержания хорошего санитарного состояния и повышения эстетической ценности.

2. Поскольку с увеличением возраста (диаметра) деревьев санитарное состояние древостоев ухудшается, целесообразно омоложение древостоев и поддержание их в состоянии максимальной продуктивности.

3. В связи с тем, что крупнотравные парцеллы с подлеском, по сравнению с другими, меньше трансформируются, долю таких парцелл целесообразно увеличивать посредством введения новых (устойчивых к рекреационной нагрузке) видов в состав травостоя и подлеска.

4. Для улучшения проходимости участков парка и повышения эстетической ценности необходимы мероприятия по капитальному ремонту гидромелиоративной сети и восстановительные работы.

5. Просматриваемость лесопарковых фитоценозов можно увеличивать посредством регулирования численности и видового состава подроста и подлеска.

6. Для принятия адекватных и своевременных мер по поддержанию парковых биогеоценозов в «рабочем» состоянии, необходим постоянный мониторинг за состоянием растительности в городских парках.

7. В соответствии с требованиями СНиП 2.07.01-89 каждый житель Санкт-Петербурга должен “иметь'' не менее 15 м² зеленых насаждений, однако фактически эта норма не обеспечена во многих районах Санкт-Петербурга, включая район расположения городского парка «Сосновка». Следовательно, необходимо увеличение площади зеленых насаждений или, по крайней мере, повышение «эффективности» их работы.

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1.Привлечение внимания к проблемам усадебных парков через учебный процесс [Текст] / И. О. Боговая, Н. Г. Редько, А. Г. Куприянова, В.Н. Смертин // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Русские усадебные парки: проблемы сохранения и использования». - В. Новгород, 2003. - C. 12 - 14.

2.Смертин, В. Н. Динамика изменений видового состава и состояния структурных элементов парковых ценозов [Текст] / В. Н. Смертин // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - 2007. - Вып. 180. - С. 52 - 58.

3. Смертин, В. Н. Методика полевых работ при обследовании парковых фитоценозов в условиях различной интенсивности рекреации [Текст] / В. Н. Смертин, Х. М. Хетагуров // Актуальные проблемы экологии: сборник статей Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранение биоразнообразия». - Владикавказ, 2008. - С. 131 - 132.

4. Смертин, В. Н. Особенности парцеллярной структуры фитоценозов в условиях интенсивной рекреации [Текст] / В. Н. Смертин, А. В. Грязькин // Известия вузов. Лесной журнал. - 2008. - № 4. - С. 43 - 51.

5. Смертин, В. Н. Парцеллярная структура парковых фитоценозов в условиях мегаполиса [Текст] / В. Н. Смертин // Актуальные проблемы экологии: cборник статей Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранение биоразнообразия». - Владикавказ, 2008. - С. 166 - 169.

6. Смертин, В. Н. Трансформация структурных элементов парковых ценозов в условиях интенсивной рекреации [Текст] / В. Н. Смертин // Проблемы озеленения крупных городов: материалы 10-й конференции; под общ. ред. Х. Г. Якубова. - Москва, 2007. - Вып. 12. - С. 131 - 133.

7. Ignatieva, M. E. Globalisation Trends in Russian Landscape Architecture [Text] / M. E. Ignatieva, V. N. Smertin // Globalisation of Landscape Architecture: issues for education and practice. - St. Petersburg, Russia, 3 -6 June 2007. - P. 111 - 115.

Размещено на Allbest.ru

...