Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Ботанико-географический анализ и картографирование растительности гор

ВАК РФ 11.00.05, Биогеография и география почв

Текст научной работыДиссертация по географии, доктора географических наук, Огуреева, Галина Николаевна, Москва

33--н/зе^-

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. Ломоносова

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

ОГУРЕЕВА Галина Николаевна

БОТАНИКО ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ГОР

(Россия и сопредельные территории) 11.00.05 - Биогеография и география почв

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора географических наук

' г* ..........'' ~ ■ ...........

. - • Л .Л V . -. ч ,,, :

!(•" ! ■'' £ ?

¡1 ..............> 1

С * с

С'^у

' (1 т и тт и о п 1_ I.

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор С.П. Горшков доктор биологических наук, профессор В.Н.Павлов доктор географических наук, профессор А.А.Тишков

Ведущая организация : Факультет географии и геоэкологии С.-Петербургского государственного университета

Защита состоится в 15 часов на

заседании физико-географического диссертационного совета Д 053.05.29 в Московском государственном университете им. М.В, Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-3, Воробьевы горы, МГУ, географический факультет, 18 этаж, ауд. 18-07

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже. Диссертация в виде научного доклада разослана

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук

И.А. Горбунова

государственная

ЕЙБЛИОТВКА

-1:^3- "И

' " /

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. География растительного покрова горных территорий как пространственная модель гетерогенных фитоценотических структур, в системе научных географических представлений имеет большое значение для совершенствования концепции структурной организации природных комплексов в целом. Растительный мир гор России в ботанико-географическом отношении изучен крайне неравномерно, что особенно ощутимо при интерпретации его на современных биогеографических картах. Наиболее часто отражаются высотно-поясные закономерности распределения растительного покрова, иногда они приводятся слишком схематично, без должной дифференциации поясов и региональной специфики высот-но-поясных подразделений. В отдельных случаях предпочтение отдается зональной дифференциации растительного покрова, при этом особенности растительных сообществ и в горах рассматриваются в зональном контексте. Вместе с тем известно, что в отличии от равнин для гор характерно интегральное проявление широтных и высотно-поясных особенностей распределения растительного покрова.

В настоящее время накоплен определенный опыт ботанико- географического анализа горных территорий России (Геоботаническое районирование СССР, 1947; Колесников, 1956; Шумилова, 1960; Куминова,1960, 1976; Лавренко, 1964; Юр-цев, 1968,1974; Курнаев, 1973; Куренцова, 1973; Станюкович, 1973; Хамет-Ахти, 1976; Горчаковский, 1975; Тюлина, 1976; Куваев, 1980; Павлов, 1980; Сочава,1980; Назимова, 1997). В тоже время следует отметить, что на региональном уровне изучение фитоценотических горных систем в полной мере, с учетом закономерностей высотно поясной дифференциации растительного покрова, его структуры и динамики, реализовано не было.

Горы известны своим уникальным биоразнообразием, природа которого во многом определяется широким спектром биотопов и связанных с ними флористических и ценотических комплексов различного возраста, происхождения и большей сохранностью естественных экосистем по сравнению с равнинами. Среди многочисленных •чоблем сохранения биоразнообразия актуальным является выбор опорных единиц его инвентаризации и оценке состояния на каждом уровне организации растимого покрова (Юрцев, 1992; Малышев, 1992; Василевич, 1995). В целях сохра-я природного потенциала территорий оптимальными признаются биохоры реального уровня, в пределах которых целесообразно исследовать разнообразие :: я растительных сообществ. Это да/ет возможность получить необходимую

3

сравнительную информацию о географии видов и фитоценозов различных рангов с выявлением фоновых, редких и уникальных ботанических объектов для разработки стратегии их охраны. Основное разнообразие растительности в горах России связано с бореальной областью Сибири и Дальнего Востока, где по разным оценкам от 45 до 60% площади принадлежит горам. Изучение структуры растительного покрова этой обширной территории во всей сложности ее проявления на разных уровнях организации - это путь к максимально объективному выделению региональных биохор, уточнению их характеристик, более глубокому пониманию закономерностей их распространения и отражению на картах.

На Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (1992) изучение горных регионов (Горная глава 13) было признано одной из приоритетных тем Повестки дня на 21 век. Внимание ученых, политиков, общественности было обращено на решениё проблем устойчивого развитая горных регионов как важнейших элементов устойчивого развития отдельных стран, так и всей планеты в целом. Для решения задач горной экологии необходима достоверная информация по экологическому состоянию природных комплексов и их биоразнообразию. Растительный покров является одним из важнейших индикаторов экологической ситуации в регионе и служит определенной мерой его благополучия. Учет особенностей структуры и динамики растительного покрова гор необходим при комплексных исследованиях и решении конкретных задач, связанных с картографированием растительности, ботанико-географическим районированием горных территорий для целей устойчивого развития регионов, включая оптимизацию природопользования, систему геоэкологического мониторинга, сохранение природных комплексов и их биоразнообразия.

Цели и задачи исследования. Цель работы - изучение структуры и динамики горной растительности и картографический анализ закономерностей пространственной организации растительного покрова гор. В задачи работы входила также разработка подходов к картографированию макроструктур растительного покрова и ботанико-географическому районированию горных территорий с учетом проявления высотной поясности горной растительности. Особое внимание было уделено подбору оценочных критериев биоразнообразия растительного покрова выделенных макроструктур для целей оценочного картографирования.

В процессе исследования были поставлены и последовательно решались следующие задачи: 1. Выработать критерии и диагностические признаки выделения ти-4

пов структур растительного покрова на разных уровнях дифференциации растительного покрова в горах.

2. Провести ботанико-географический анализ высотного распределения растительности с выделением типов поясности и созданием их графических моделей на примере горных территорий России; выявить закономерности проявления высот-но-поясных спектров в связи с биоклиматическими и другими природными условиями регионов.

3 Разработать и провести классификацию типов структур растительного покрова на основе высотно-поясных спектров; дать определения и характеристику выделенных таксонов.

4. Разработать подходы к содержанию и составлению карт различных масштабов, отражающих типы структур растительного покрова горных территорий разного уровня, в том числе типов поясности как макроструктур регионального уровня .

5. Разработать подходы к ботанико-географическому районированию горных территорий, используя опыт ботанико-географической дифференциации растительности гор на основе ее > структурной организации.

6 Выявить критерии оценки биоразнообразия высотно-поясных подразделений горной растительности при комплексной характеристике их флористического и фи-тоценотического богатства.

В итоге проведенных исследований - обосновать концепцию ботани-ко-географического анализа горных территорий на основе структурной организации растительного покрова и разномасштабного картографирования типов структур растительного покрова гор.

Материалы и методы исследования. Основным объектом исследования являлся растительный покров горных территорий России и сопредельных стран, который рассматривается как часть ландшафтной структуры этой обширной территории. Исследования растительного покрова в горах проводились на разных уровнях его гетерогенности: локальном, региональном и субконтанентапьном. Изучались типы структур растительного покрова, закономерности их распространения и роль в вы-сотно-поясной дифференциации природных комплексов гор.

В основу работы положены оригинальные материалы, собранные в разные годы во время полевых исследований автора: 1)1958-1966 гг.-зкспедиционные работы в районах Байкало-Джугджурской и Амуро-Сахапинской природных областей в составе Комплексной Дальневосточной экспедиции Географического факультета МГУ и

5

экспедициях 2-го Гидрогеологичекого Управления СССР. 2) 1967-1977 гг,-экспедиционные работы в горах Южной Сибири в составе Алтайской комплексной экспедиции Географического факультета МГУ. 3) 1980-1990 гг.- исследовательская работа в Монголии в составе Советско-Монгольской биологической экспедиции, в тропических районах Юго-Восточной Азии, включая тропические острова, в составе научных экспедиций АН СССР. 4) 1990 -1998 гг.- разработка подходов к классификации и картографированию высотно - поясных систем растительности с разовыми поселениями отдельных горных регионов России и сопредельных стран.

Для обобщения полученных материалов, составления разномасштабных карт, отражающих структурно-динамические свойства растительного покрова, разработки и составления карты "Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий" (1:8000000), использовались обзорные работы и монографические исследования, многочисленные публикации по региональным характеристикам флористических и фитоценотических особенностей растительного покрова, научно-справочные картографические произведения (тематические карты природы); на отдельные регионы привлекались аэрокосмические материалы.

В работе были использованы различные методы ботанико-географических исследований: ботанических маршрутных и полустационарных наблюдений, классификационный, структурно-динамический, эколого-ландшафтный, сравнитель ный региональный анализ, картографический, палеогеографический, и другие. Часть исследования, связанная с оценкой биоразнообразия, выполнена на основе компьютерных технологий, с помощью которых для обработки массива информации была разработана электронная база данных по биоразнообразию отдельных типов поясности на уровне флористических (альфа-) и ценотических (бета-) характеристик разнообразия по поясам и интегрально для всей высотно-поясной системы.

Научная новизна исследования и основные положения, выносимые на защиту. Работа базируется на ботанико-географическом анализе структурной организации растительного покрова гор, проведенном на единой концептуальной и методологической основе с использованием картографического метода исследования. Предметом защиты являются следующие оригинальные разработки автора:

- концепция системного регионального ботанико-географического анализа на основе учета структурно-морфологических особенностей растительного покрова горных территорий;

- принципы классификации типов структур растительности горных территорий на разных уровнях ее неоднородности;

- классификация типов поясности гор России; инвентаризация выделенных таксонов (классов, региональных групп и типов поясности) и характеристика их ботани-ко-географических особенностей;

- методика разномасштабного картографирования закономерностей территориальной организации растительного покрова горных территорий;

- карта "Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий" как картографическая модель высотно-поясной структуры растительного покрова гор России, отражающая пространственные закономерности его дифференциации на региональном уровне; анализ карты и графических моделей типов поясности;

- ботанико географическое районирование горных территорий с учетом высот-но-поясных структур растительного покрова (на примере гор Южной Сибири);

- методика оценки биоразнообразия высотно-поясных подразделений растительности гор для оценочного картографирования.

Научная и практическая значимость исследования. Научной основой освоения и развития горных регионов, включая создание оптимальных вариантов развития территориальной организации с определением приоритетных направлений деятельности, является представление о системности природных комплексов. Оно важно для выбора стратегии управления в целях обеспечения рационального экономического развития, экологического равновесия и сохранения природной среды гор. Ботани-ко-географический анализ горных территорий, основанный на изучении структурно-динамических подразделений растительного покрова, позволяет подойти к решению многих научных и практических вопросов с позиций системного географического подхода. Исследования проводилось в последние годы в рамках научной темы кафедры биогеографии "Региональное биогеографическое картографирование России (1996-2000)", проекта ФЦП по Подпрограмме "Биоразнообразие" (1996-1998), Программы Минобразования РФ "Университеты России - фундаментальные исследования" по теме "Комплексное биогеографическое картографирование России" (1998-2000). Издание карты "Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий" (1:8 000 000) осуществляется при поддержке Государственной программы "Интеграция" (1998).

Горы все чаще становятся объектами конфликтных экологических ситуаций по мере усиления урбанизации и роста численности населения, в связи с чем повышается ответственность за принятие решений, касающихся перспектив их развития. Роль географических работ по обоснованию проектов при этом очень существенна, особенно при проведении экологических экспертиз, направленных на повышение региональной точности решений, сведения к минимуму возможных негативных последствий, максимальному соответствию планируемых мероприятий традиционным методам хозяйствования в сложившихся равновесных природных системах. Решение практических вопросов опирается на фундаментальные исследования географических закономерностей территории, в том числе и ботанико- географических, связанных со структурой высотной поясности растительного покрова гор. Картографическая оценка биоразнообразия на региональном уровне является хорошей основой для проведения работ по сохранению ботанического разнообразия гор, для обоснования системы выделения эталонных и редких горных экосистем, рекомендуемых для охраны.

Материалы исследования использованы в экспертных оценках состояния растительного покрова и растительных ресурсов в государственных экологических экспертизах по проектам строительства Катунской ГЭС в Алтайском крае (Москва, 1988-1989), строительства Иштугановского водохранилища на реке Белой в Башкирской АССР (Москва, 1988), сооружения и реконструкции заводов индивидуального домостроения в городах Паронайске и Буюклы с использованием горных лесов Сахалина (Москва, 1996).

Новая научно-справочная обзорная карта "Зоны и типы поясности растительности России" (1: 8000000) может быть использована при различных оценочных работах. Многие годы фрагменты карты использовались в качестве наглядного пособия при чтении специальных курсов на географическом факультете МГУ. Карта позволяет в доступной форме донести сложный материал по ботанической географии обширных горных территорий до слушателей. Она может быть полезной при проработке многих курсов естественно-научного, природно-ресурсного, экологического и природоохранного направлений в высшем образовании.

Апробация исследований. Основные положения диссертации представлены и обсуждены на конференциях, совещаниях и симпозиумах: всесоюзными.,р.оссий-_ ских: VIII Всесоюзной конференции "Районирование СССР для целей сельского хозяйства" (Москва, МГУ, 1983); - Научных чтениях памяти В.Б. Сочавы (БИН РАН, 8

Г-'С * V Л С > >

ГО СУ Л.". -

е^^лк ^ глс

СПб., 1985, 1995); - всесоюзном совещании по изучению, использованию и охране растительного мира высокогорий (Петропавловск-Камчатский, 1985); - Всесоюзном совещании географов Сибири и Дальнего Востока (Владивосток, 1986); - Всесоюзной конференции "Проблемы природного и сельскохозяйственного районирования и типологии сельских местностей" (Москва, 1987); - Всесоюзном совещании "Проблемы географии наземных экосистем" (Москва, 1994); -1-ой Всероссийской научной конференции "Картография на рубеже тысячелетий" (Москва, 1997);

мя.^дунзродных: -XII Международном Ботаническом конгрессе (Ленинград, 1975); -XXIII Международном Географическом Конгрессе (Москва, 1976); -Международной конференции "Преобразование горной среды: регионал