Экологическая оценка биогеоценоза на примере СПК «Нива

В рубках осветления нуждаются  около 50 % молодняков, возникших на вырубках сосновых лесов. На вырубках еловых лесов лесные культуры необходимо создавать на 50 % площади. На остальной части целесообразно содействие естественному возобновлению и сохранение подроста.

На фоне Калужской области территория ориентировочно характеризуется следующими потенциальными запасами ягод, кормовых и лекарственных растений (кг на 1 га покрытой лесом / кг на 1 га общей площади):  

а) очень низкими запасами побегов  багульника - 11/10 (в воздушно-сухом  весе) и лишайников - 19/17 (в абсолютно сухом весе); 

б) самыми высокими запасами листа  черники - 170/153 (в воздушно-сухом весе) и ягод черники - 113/101 (в сыром весе); 

в) низкими запасами побегов - 104/94 (в  воздушно-сухом весе) и ягод брусники - 5/4 (в сыром весе).  

Ландшафт отнесен к категории "с высокими рекреационными качествами". Типичен сильнопересеченный крупногрядовый рельеф с частыми скальными обнажениями. В разломах и трещинах кристаллического фундамента обычны небольшие озера. Преимущественно сосново-лиственные леса характеризуются богатым по составу живым напочвенным покровом, включающим многие виды лекарственных растений.

Проведен анализ возможных  экологических последствий сплошных рубок главного пользования (усиление процесса заболачивания, разрушение почвенного покрова, изменение микроклиматических условий и др.). Он показал, что здесь эти рубки допустимы в обычном режиме, регламентируемым действующими правилами.

В целом ландшафт отнесен  к категории с "лесами сырьевого, рекреационного и биотопического назначения".

Данная категория ландшафтов является наиболее сложной, поскольку  оптимальный вариант освоения их ресурсного потенциала требует совмещения использования сразу нескольких видов ресурсов (функций) лесных экосистем. Следует иметь ввиду прибрежное положение ландшафта, что определяет важное водо-охранное значение лесов вдоль побережья одного из крупнейших озер Европы.

Разнообразие ресурсного потенциала лесных экосистем предполагает его  сбалансированное и комплексное  освоение. Основой для такого лесопользования является функциональное зонирование территории на уровне местностей (территорий порядка нескольких тысяч гектаров) и урочищ (участков порядка нескольких сотен гектаров). Целесообразно выделение зон лесопромышленного и рекреационного освоения, участков лесов наиболее ценных в отношении сохранения биологического разнообразия, выполняющих водо-охранные функции и т.д. Так, прибрежные части наиболее пригодны для рекреации и хорошо совмещаются с действующими водо-охранными зонами. Здесь целесообразно применение пейзажных, в т.ч. на отдельных небольших участках сплошных рубок. Местности с крупными сельговыми грядами с самыми разнообразными биотопами перспективны для ботанических, зоологических, болотных и других заказников.

Именно в этой части области предлагается создание Тарусского природного парка. Данная часть Тарусы отличается самыми высокими рекреационными качествами и важной средозащитной ролью лесов. В совокупности с выдающейся значимостью территории по культурологическим критериям это дает достаточные основания для организации здесь охраняемой природной территории ранга национального или природного парка.

Природные особенности. Обычный тип ландшафта, встречающийся в различных частях Калужской области (6 контуров). Занимает 11 % общей площади региона. Преобладает сравнительно равнинный рельеф. Ледниковые отложения достигают мощности 4-7 м и почти полностью перекрывают поверхность кристаллического фундамента. По всей площади располагаются небольшие, преимущественно облесенные болота переходного и низинного типов (заболоченность территории не превышает 30 %). Почвенный покров сравнительно однороден и представлен подзолистыми почвами в сочетании с глеевыми, в т.ч. оторфованными. Особенностью данного ландшафтного контура является распространение шунгитовых почв - исключительно плодородных для условий региона. В целом это сравнительно однообразная равнинная территория до начала ее хозяйственного освоения более чем на 90 % была покрыта лесами с явным доминированием ельников черничных свежих и черничных влажных, произрастающих в условиях близких к оптимальным.

Современное состояние  природных комплексов. К настоящему времени природные комплексы этой части Тарусы глубоко и необратимо трансформированы антропогенными факторами. За последние столетия территория подверглась тотальному аграрному освоению.

На остальной части  территории преобладает покрытая лесом  площадь. Однако практически все  коренные леса сменились производными, преимущественно елово-лиственными  древостоями. Структура лесного  покрова отличается разнообразным смешением вторичных елово-лиственных сообществ, сформировавшихся в основном в местообитаниях коренных ельников черничных свежих и черничных влажных. Особенным разнообразием фитоценотической структуры и видов в напочвенном покрове отличаются лесные сообщества на шунгитовых почвах. Это является следствием, с одной стороны, очень благоприятных для развития биотипы эдафических условий. С другой стороны, разнообразие биотипы связано с антропогенным воздействием (большей мозаичностью местообитаний и увеличением их трофности в связи с аграрным освоением территории, широким расселением адвентивных растений и др.).

В восточной части  Тарусы(в пределах Тарусского лесхоза) доля ольшаников в лесном покрове достигает необычно большого значения - почти 10 %. Это единственный район в Калужской области, где на больших площадях сформировались серо-ольховые леса и эта порода является лесообразующей.

Экологическая, ресурсная  и хозяйственная оценка. Проводилась при сравнении всех типов Калужской области. Территория отнесена к лесотипологическому району "среднетаежных ельников черничных с большим участием заболоченных типов леса". Это категория ландшафтов с высокопроизводительными лесами (средний класс бонитета III,5, запас к возрасту рубки 225 на покрытой лесом или около 200 м³/га на общей площади) и среднеинтенсивной сменой сосны и лиственных пород елью. На вырубках сосновых лесов оптимальным (достаточным по лесоводственным критериям и минимальным по затратам) является создание лесных культур на 75 % площади, а на остальной необходимо проводить меры содействия естественному возобновлению. В осветлении нуждаются 75 % молодняков, сформировавшихся в сосновых местообитаниях. На вырубках еловых лесов лесные культуры необходимо создавать на 25 % площади. На остальной части целесообразно содействие естественному возобновлению и сохранение подроста. По природным особенностям ландшафт является наименее уязвимым в пирологическом отношении. Данная часть Тарусской области относится к обширному лесорастительный району, включающему почти всю юго-западную часть Калужской области.

На фоне Калужской области территория ориентировочно характеризуется следующими потенциальными запасами ягод, кормовых и лекарственных растений (кг на 1 га покрытой лесом / кг на 1 га общей  площади):

а) очень низкими запасами побегов багульника - 29/22 (в воздушно-сухом весе);

б) средними запасами листа черники - 98/74 (в воздушно-сухом весе) и  ягод черники - 59/44 (в сыром весе);

в) низкими запасами побегов - 143/106 (в воздушно-сухом весе) и самыми низкими запасами ягод брусники - 1/<1 (в сыром весе).

Ландшафт отличается самыми низкими рекреационными качествами. Типичен однообразный равнинный, часто  пониженный рельеф и сравнительно малое  количество озер. Здесь абсолютное преобладание в лесном покрове коренных еловых, а после рубки вторичных елово-лиственных древостоев с высокополнотным П ярусом или многочисленным подростом ели, ограничивающими развитие напочвенного покрова. Сомкнутые елово-лиственные массивы редко перемежаются с открытыми пространствами болот и озер. Исключение составляет агро-лесная (северная) часть ландшафтного контура. Использование этих территорий возможно в очень ограниченных масштабах только для рекреации выходного дня. Для туризма пригодны полосы.

Анализ возможных экологических  последствий сплошных рубок главного пользования (усиление процесса заболачивания, разрушение почвенного покрова, изменение микроклиматических условий и др.) показывает, что здесь они допустимы в обычном режиме, регламентируемом действующими правилами.

Приоритетное направление лесопользования. Территория отнесена к ландшафту с лесами преимущественно "сырьевого" назначения. Леса характеризуются средними и ниже средних значениями потенциала всех других ресурсов (кроме древесных). На данных территориях выращивание древесины имеет приоритетное значение. Использование других видов лесных ресурсов (функций) играет второстепенную роль и должно быть согласовано с системой хозяйственных мероприятий, обеспечивающих формирование максимальных древесных запасов высокой товарной ценности. Лесопользование в данных ландшафтах целесообразно регламентировать действующими правилами рубок главного пользования. На равнинных экотонных участках между заболоченными и минеральными землями целесообразно отказаться от широкого применения сплошных рубок для сдерживания естественного процесса заболачивания.

7. Модель  структуры БГЦ

Одним из самых важных и самых информативных направлений  в исследовании фитоценозов является изучение его структурно-функциональной организации. Структура и функции. Эти две стороны фитоценоза, как биологической системы, неразрывно связаны между собой. Конфигурация и размещение структурных элементов являются условием для их функционирования, а последнее, в свою очередь, определяют в значительной степени структуру ценозов. Главное заключается в том, что в силу органического единства этих сторон, оптимизировать те или иные функции ценоза можно лишь, воздействуя на его структуру, причем в самом широком смысле, т.е. не только на состав, но и на характер взаимоотношений между элементами, включая тесную их взаимообусловленность.

В то же время единство функций и структур может затушевываться. Структура не всегда отражают функциональное содержание биосистем. И функциональные части не всегда могут быть увязаны  с соответствующими элементами пространственной организации биоценозов. Это происходит в том случае, когда одни и те же функции выполняются разными структурами, и наоборот, когда одни и те же структуры выполняют разные функции.

а) Определение понятия «структура биоценоза»

Любой биоценоз обладает сложной внутренней структурой и  каждый компонент биоценоза, как  и биогеоценоза (растительный покров в том числе), может быть объектом внимания с этой точки зрения.

Вырабатывается структура  в течение длительного времени  формирования биогеоценоза. Каждая стадия развития биогеоценоза характеризуется определенной структурой, элементы ее занимают определенное пространство. Те или другие формы проявления структуры являются внешним выражением конкретных условий среды. Отдельные ее проявления могут расцениваться, как результат сложных непрерывно изменяющихся взаимоотношений отдельных растений, их групп, как между собой, так и с внешними условиями. Исходя из этого, структура биогеоценоза характеризуется не просто как пространственная или временная, а как пространственно-временная.

Структура биогеоценоза - очень широкое понятие. Оно развилось  из фитоценологии и биоценологии и рассматривается как состав подчиненных систем, компонентов, элементов, а также различные взаимоотношения между ними и взаимное расположение и все это - в динамике, с изменениями, как в пространстве, так и во времени. В зависимости от цели исследований структура биогеоценоза может рассматриваться с компонентно-организационной, эколого-биологической, конституционной, функциональной, энергетической и динамической сторон.  Не вдаваясь в детали ее трактовки с позиций философии или физики, рассмотрим точку зрения, которой придерживается большинство естествоиспытателей (Мазинг, 1973; Корчагин, 1976; Цветков, 2003; и др.).

б) Основные направления в трактовке понятия «структура фитоценоза»

В зависимости от специфики  исследований в понятии «структуре биоценоза» В.В. Мазингом (1973) выделяются три направления, разработанные  им для фитоценозов.

1. Структура, как синоним состава (видовая, конституционная). В этом смысле говорят о видовой, популяционной, биоморфологической (состав жизненных форм) и других структурах ценоза, имея ввиду лишь одну сторону ценоза – состав в широком смысле. В каждом случае проводится качественный и количественный анализ состава.

2. Структура, как синоним строения (пространственная, или морфоструктура). В любом фитоценозе растения характеризуются определенной приуроченностью к экологическим нишам и занимают определенное пространство. Это относится и к остальным компонентам биогеоценоза. Между частями пространственного расчленения (ярусы, синузии, микрогруппировки и др.) можно достаточно легко и точно провести границы, можно нанести их на план, вычислить площадь, а затем, например, рассчитать ресурсы полезных растений или кормовые ресурсы животных. Только на основе данных по морфоструктуре можно объективно определить точки постановки тех или иных экспериментов. При описании и диагностики сообществ всегда проводится изучение пространственной неоднородности ценозов.

3. Структура, как синоним совокупностей связей между элементами (функциональная). В основе понимания структуры в таком смысле лежит изучение взаимоотношений между видами, в первую очередь изучение прямых связей – биотический коннекс. Это изучение цепей и циклов питания, обеспечивающих круговорот веществ и раскрывающих механизм связей трофических (между животными и растениями) или топических (между растениями – конкуренция за питательные вещества в почве, за свет в надземной сфере, взаимопомощь).

Все три аспекта структуры биологических систем тесно взаимосвязаны на ценотическом уровне: видовой состав, конфигурация и размещение структурных элементов в пространстве являются условием для их функционирования, т.е. жизнедеятельности и продуцирования растительной массы, а последнее, в свою очередь, в значительной степени определяет морфологию ценозов. И все указанные аспекты отражает условия среды, в которых формируется биогеоценоз.