Особенности рекреационной трансформации лесных геосистем в условиях Белорусского Полесья

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 911.2:504.54+581.524.34 (476)

ОСОБЕННОСТИ РЕКРЕАЦИОННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ЛЕСНЫХ ГЕОСИСТЕМ В УСЛОВИЯХ БЕЛОРУССКОГО ПОЛЕСЬЯ

А.С. Соколов, А.П. Гусев

Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины

Приведены результаты изучения рекреационной трансформации фаций лесных ПТК пригородной зоны города Гомеля. Установлено, что индикаторами, отражающими состояние рекреационно нарушенных ПТК, являются плотность и состав естественного возобновления, видовой состав и экологическая структура напочвенного покрова, биологический спектр жизненных форм (по Раункиеру) сообщества.

рекреационный фация лесной возобновление

В настоящее время весьма актуальной проблемой Белоруссии является все возрастающий прессинг на природные ландшафты. По данным Д.С. Голода [1, с.3], более 40% растительности республики относится к производной. Одним из причин антропогенной трансформации ландшафтов является рекреационный пресс. Особенно сильные рекреационные нагрузки наблюдаются в пригородных зонах крупных городов, в результате чего на данных территориях наиболее сильно проявляются развитие ветровой и водной эрозии, усыхание древостоев, потеря способности биогеоценозов к самовосстановлению; все это приводит к потере рекреационного потенциала ландшафтов. Анализ изменений, происходящих в ПТК при рекреационной нагрузке, позволит осуществлять мониторинг ландшафтов с целью определения их состояния и предотвращения их чрезмерной деградации.

Работы проводились в восточной части Белорусского Полесья, в пригородной зоне города Гомеля, которая, согласно рекреационному районированию Белоруссии, относится к территориям с высокой плотностью рекреационных предприятий. В системе ландшафтного районирования данная территория относится к Днепровско-Сожскому ландшафтному району плосковолнистых аллювиальных террасированных и плоскогривистых пойменных ландшафтов с сосновыми, дубовыми, коренными мелколиственными лесами на болотах, лугами.

Объект исследований - фации сосняка мшистого на дерново-слабоподзолистых песчаных почвах (который является одним их наиболее распространенных в Гомельском Полесье и одним из наименее устойчивых к механической нагрузке типом леса), сосняка орлякового на дерново-подзолистых песчаных почвах и их модификации, образующиеся в результате рекреационного воздействия различной интенсивности. Предметом исследования являлись изменения характеристик растительного компонента фаций (как наиболее физиономичного компонента ПТК) при их трансформации вследствие рекреационной нагрузки. Ботанические критерии состояния ПТК имеют, наибольшее значение, так как они не только чувствительны к нарушениям, но и наилучшим образом прослеживают зоны геоэкологического состояния по размерам в пространстве и по стадиям нарушения во времени [2, с. 49].

Полевые исследования проводились методом ключевых участков. Ключевой участок - это участок территории ПТК какого-либо ранга, выбранный в качестве эталона и используемый для проведения детального исследования основных свойств компонентов ландшафта. На ключевом участке изучался древесный ярус, подрост и подлесок, а также напочвенный покров с применением стандартных геоботанических методов [3]. Стадии рекреационной дигрессии растительности выделяли по 5-стадийной шкале, при их выделении руководствовались методикой Р.А. Карписоновой [5, с. 20-25] и Н.С. Казанской и др. [6, с. 40-41].

Изучение рекреационной трансформации лесов позволило выделить в сосняках мшистых 5 стадий рекреационной трансформации, а в сосняках орляковых - 4 стадии.

Ненарушенная (I стадия) фация сосняка мшистого (эдафотоп А2) характеризуется развитым древесным ярусом (состав 10С+Б(б),Д). Естественное возобновление представлено практически только Quercus robur L. (3000 экз./га), в подлеске преобладают Frangula alnus Mill. и Sorbus aucuparia L. В напочвенном покрове преобладают мхи: Pleurozium schreberi (Willd.) Mitt. (проективное покрытие 70%) и Dicranum sp. (9%). Значительную долю в покрытии составляют Vaccinium myrtillis L. (19%), Vaccinium vitis-idaea L. (7%), Melampyrum silvaticum L. (4%). Также присутствуют в небольших количествах Festuca ovina L., Cytisus ruthenicus Fisch., Pteridium aquilinum (L.) Kuhn., Convallaria majalis L., Chimaphila umbellata (L.) Nutt., Calluna vulgaris (L.) Hill.

Переход на II стадию сопровождается снижением проективного покрытия мхов: Pleurozium schreberi (Willd.) Mitt. до 50%, Vaccinium myrtillis L. (до 9%), V. vitis-idaea L. (5%) и других лесных видов, характерных для ненарушенных лесов. Однако эти виды продолжают преобладать в напочвенном покрове. В травостой начинают внедряться луговые виды и виды, характерные для нарушенных местообитаний: Hupericum perforatum L., Calamagrostis epigeios (L.) Roth, Chamaenerion angustifolium (L.) Scop., Veronica officinalis L., Potentilla erecta (L.) Rausch, Bromus tectorum L. и др. Проективное покрытие Festuca ovina L. составляет 7%. Численность естественного возобновления Quercus robur L. снижается более чем в три раза - до 980 шт./га, Betula pendula Roth. - повышается до 200 экз./га.

Таблица 1 - Общая характеристика растительности на разных стадиях рекреационной трансформации

Примечание: * - указана доля жизненной формы от общего количества видов в сообществе, %

III стадия характеризуется дальнейшим сокращением числа и проективного покрытия лесных видов - Pteridium aquilinum (L.) Kuhn., Vaccinium myrtillis L., V. vitis-idaea L., Convallaria majalis L. остались в незначительных количествах. Покрытие Pleurozium schreberi (Willd.) Mitt. 31%, Festuca ovina L. 33%, Calamagrostis epigeios (L.) Roth 7%, из других видов отмечены Melampyrum silvaticum L., Hupericum perforatum L., Spergula sativa Boenn., Setaria glauca (L.) P. B., Viola canina L., Agrostis tenuis Sibth., Lamium purpureum L. и др.

Таблица 2 - Изменение плотности основных видов естественного возобновления и подлеска (в % от общей плотности)

В напочвенном покрове ПТК, находящихся на IV стадии рекреационной дигрессии, доминирует овсяница овечья (покрытие - свыше 30%). Лесные виды встречаются единично. Характерными видами для данной стадии являются Solidago virga-aurea L., Chamaenerion angustifolium (L.) Scop, Galium mollugo L., Hieracium pilosella L., Veronica officinalis L. и др. В подросте доминируют виды, обладающие высокой способностью к вегетативному размножению - Betula pendula Roth. и Populus tremula L.

V стадия дигрессии характеризуется глубоким преобразованием всех компонентов фитоценоза. В напочвенном покрове наиболее нарушенная модификация РМ-1 преобладают сорные однолетники: Polygonum convolvulus L. (проективное покрытие 17%), P. aviculare L. (1%), Chenopodium album L. (5%), Lamium purpureum L. (3%), Galinsoga parviflora Cav. (3%), а также Setaria glauca (L.) P. B., Rumex acetosella L., Spergula sativa Boenn. и др. Естественное возобновление древесвных видов отсутствует.

Дигрессионные изменения в сосняке орляковом сходны с рассмотренными изменениями сосняка мшистого. Для I стадии характерно присутствие типично лесных видов - Pteridium aquilinum (L.) Kuhn., Pyrola rotundifolia L., Vaccinium myrtillis L., V. vitis-idaea L., Trientalis europaea L., Pleurosium schreberi (Willd.) Mitt., Convallaria majalis L., Oxalis acetosella L., Majanthemum bifolium (L.) Fr. Schmidt и др. Подлесок и подрост отличаются значительным разнообразием (табл. 2).

На II стадии в напочвенный покров внедряются Chelidonium majus L. (проективное покрытие 10%), а также в небольших количествах Lamium purpureum L., Melica nutans L. и другие злаки, Stellaria media (L.) Vill., Convolvulus caespitosum Gilib., Geranium sanguineum L.. Проективное покрытие Pteridium aquilinum (L.) Kuhn. 10%, Pleurozium schreberi (Willd.) Mitt. - 12%, Vaccinium myrtillis L. - 6%, Oxalis acetosella L. - 4%, Convallaria majalis L. - 6%. Из состава подроста полностью исчезли Tilia cordata Mill, Carpinus betulus L. и Acer platanoides L., составлявшие около 60% подроста на I стадии дигрессии. Поэтому Quercus robur L., абсолютное значение численности которого снизилось незначительно, становится доминирующим видов в данном ярусе. Появился вид, характерный для нарушенных местообитаний - Acer negundo L. В подлеске стали доминировать представители рода Rubus (малина и ежевика).

III стадия характеризуется увеличением числа видов и проективного покрытия сорной и луговой растительности: Chelidonium majus L. (покрытие 9%), Polygonum convolvulus L. (16%), Geranium pusillum L. (2%), Calamagrostis epigeios (L.) Roth (менее 1%), а также в меньших количествах отмечены Chenopodium album L., Geranium sanguineum L., Agrostis tenuis Sibth., Achillea millefolium L., Galium verum L., Urtica dioica L., Veronica chamaedrys L. и др. Из лесных видов в небольших количествах сохранились Pleurozium schreberi (Willd.) Mitt. и Pteridium aquilinum (L.) Kuhn., Convallaria majalis L.. В естественном возобновлении преобладает Acer negundo L.

Особенностями IV стадии рекреационной трансформации являются дальнейшая синантропизация растительности, преобладание сорных видов в напочвенном покрове. Характерными видами в напочвенном покрове являются Artemisia vulgaris L. (проективное покрытие 7%), Calamagrostis epigeios (L.) Roth (5%), Daucus carota L. (3%), Chenopodium album L. (2%), а также Polygonum aviculare L., Convolvulus caespitosum Gilib., Poa annua L., Sisymbrium officinale (L.) Scop., Elytrigia repens Nevski, Galium verum L., G. mollugo L., Bromus inermis Leyss. и др. Наиболее устойчивым лесным видом является Convallaria majalis L.. Его покрытие продолжает оставаться достаточно высоким (8%) даже в условиях сильной антропогенной нарушенности фаций. Устойчивость C. majalis L. к рекреационной нагрузке Г.П. Рысина и Л.П. Рысин [7, с. 30] объясняют наличием хорошо защищенной и многократно ветвящейся системы подземных побегов с большим числом придаточных корней, сохраняющейся в течение многих лет. Ландыш способен к интенсивному вегетативному размножению и расселению - расходящиеся в стороны ветви плагиотропных побегов несут многочисленные почки, из которых формируются наземные побеги.

Таблица 3 - Изменение экологической структуры напочвенного покрова (в % от числа видов)

Характеристики компонентов фитоценоза могут использоваться в качестве индикаторов рекреационной нагрузки на ПТК. Различные компоненты имеют разное индикационное значение, поэтому необходимо определить компоненты, наиболее сильно зависящие от уровня воздействия.

В ярусе естественного возобновления и подлеска наиболее яркую зависимость от уровня нагрузки проявляют плотность и видовой состав подроста. Уже на II стадии дигрессии плотность подроста снижается в несколько раз и продолжает снижаться, вплоть до полного уничтожения подроста на крайних стадиях. Основными тенденциями изменения видового состава являются быстрое выпадение из подроста Tilia cordata Mill, Carpinus betulus L., Acer platanoides L. и увеличение доли нехарактерных для коренной фации видов - Betula pendula Roth., Populus tremula L., Acer negundo L., которые составляют значительную часть подлеска нарушенных территорий. Снижается также высота и возраст естественного возобновления, и на крайних стадиях дигрессии большинство его представлено ювенильными особями.

Подлесок более устойчив к рекреационной нагрузке, чем подрост, поэтому его плотность может как увеличиваться, так и уменьшаться. Наименее устойчивыми к нагрузке видами в изученных нами ПТК являлись Corylus avellana L. и Euonymus verrucosa Scop. Кроме того, в сосняке орляковом наблюдалась тенденция постоянного увеличения доли видов рода Rubus (R. idaeus L. и R. caesius L.) в общей плотности яруса. Увеличение доли Rubus idaeus L., Sambucus racemosa L., Populus tremula L. и Betula pendula Roth. связывают с высокой способностью данных видов к вегетативному размножению и способностью давать многочисленную поросль, что ставит их в преимущественное положение по сравнению с другими видами [5, с. 15; 8, с. 116].

Из показателей напочвенного покрова для целей индикации можно применять общее проективное покрытие, видовое богатство, долю мхов и злаков. В целом проективное покрытие имеет тенденцию к снижению, однако, на средних стадиях дигрессии может увеличиваться покрытие травами (в особенности злаками), что является одним из свидетельств олуговения сообществ на этих стадиях. Покрытие же мхов снижается непрерывно, соотношение в покрытии мхов и злаков является одним из наиболее достоверных индикаторов, особенно в сосняках мшистых. Кроме того, на средних стадиях дигрессии увеличивается видовое богатство напочвенного покрова. Это связано с ослаблением влияния эдификаторов на организацию сообществ и усиления влияния комплекса эдафических факторов и антропогенных нарушений, что также характерно для луговых сообществ. В дальнейшем же антропогенное воздействия становится наиболее сильным фактором организации сообществ, и видовое богатство снижается.

Хорошим индикатором рекреационной нагрузки является экологическая структура напочвенного покрова (табл. 3). Разрежение древостоя, снижение сомкнутости крон, плотности подлесочного яруса приводит к увеличению доли светолюбивых видов, которые преобладают в на III-V стадиях, тенелюбивые виды на крайних стадиях почти исчезают. Анализ соотношения экологических групп по отношению к трофности показал, что на средних стадиях дигрессии преобладают виды-мезотрофы, а на крайних - мегатрофы. Это объясняется привносом органических отходов и, по мнению некоторых авторов, переходу части питательных веществ в верхние горизонты почвы из подстилки при ее разрушении. Зависимость между соотношением экологических групп по отношению к влажности и уровнем рекреационной дигрессии не выявлена.

Биологический спектр жизненных форм (по Раункиеру) также может с успехом применяться для индикации рекреационной трансформации ПТК [9. c. 83]. Спектр сообществ I-II стадий дигрессии (т.е. ненарушенных и слабонарушенных) характеризуется преобладанием фанерофитов; с усилением нагрузки их доля постоянно снижается и на III-IV стадии преобладают гемикриптофиты, что характерно для луговых сообществ. V стадия характеризуется преобладанием терофитов и гемитерофитов, т.е. малолетников, которые могут переносить повышенное уплотнение почвы, инсоляцию, механические повреждения, высокой семенной продуктивностью, поэтому наиболее приспособлены к существованию в условиях сильного антропогенного воздействия. Такой спектр жизненных форм характерен для рудеральных сообществ, формирующихся под воздействием постоянных нарушений.

Проведенные исследования позволили сделать вывод об общем направлении рекреационной трансформации природно-территориальных комплексов восточной части Белорусского Полесья и изменении характеристик отдельных компонентов. Установленные индикаторы позволяют диагностировать уровень нарушенности ПТК путем сравнения его с ненарушенным, а также установить его положение в дигрессионном ряду и спрогнозировать направления дальнейшей трансформации.

Литература

1. Голод Д.С. Структура, закономерности размещения и формирования растительности Беларуси / Автореф. дисс. … д.б.н. - Мн., 1995. - 36 с.

2. Витченко А.Н. Геоэкология. - Мн.: БГУ, 2002. - 101 с.

3. Программа и методика биогеоценологических исследований. - М.: Наука, 1974. - 403 с.

4. Василевич В.И. Статистические методы в геоботанике. Л.: Наука, 1969.

5. Казанская Н.С., Ланина В.В., Марфенин Н.Н. Рекреационные леса (состояние, охрана, перспективы использования). - М.: Лесная промышленность, 1977. - 96 с.

6. Карписонова Р.А. Дубравы лесопарковой зоны г. Москвы. - М.: Наука, 1967. - 103 с.

7. Рысина Г.П., Рысин Л.П. Оценка антропотолерантности лесных травянистых растений // Природные аспекты рекреационного использования леса. - М.: Наука, 1987, с. 26-35.

8. Таран И.В., Спиридонов В.Н. Устойчивость рекреационных лесов. - Новосибирск: Наука, 1977. - 179 с.

9. Гусев А.П. Оценка трансформации ландшафтов на основе экологической индикации (методические аспекты) // Экологические проблемы Полесья и сопредельных территорий: Материалы IV Международной научно-практической конференции, Гомель, октябрь 2002 года. - Гомель: ГГУ, 2002. - С. 82-85.

Размещено на Allbest.ru