Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологические основы сохранения биоразнообразия лесов Сочинского национального парка
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологические основы сохранения биоразнообразия лесов Сочинского национального парка"

На правей рукописи

СЕМИКОЛЕНОВ АНДРЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ЛЕСОВ СОЧИНСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА

03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Воронеж 2004

Работа выполнена на кафедре экологии, защиты леса и лесного охотоведения Воронежской государственной лесотехнической академии

Научный руководитель

доктор биологических наук, профессор Арефьев Юрий Фёдорович

Официальные оппоненты - доктор биологических наук, профессор

Крылов Артур Георгиевич^

- доктор биологических наук, профессор Голуб Виктор Борисович

Ведущее предприятие

Кавказский государственный природный биосферный заповедник

Защита состоится 6 февраля 2004 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.034.01 при Воронежской государственной лесотехнической академии.

394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева 8, Воронежская государственная лесотехническая академия. Факс - 8(0732)538461.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГЛТА. Автореферат разослан декабря 2003 г

Учёный секретарь

диссертационного совета Д 212 034.01 д-р с -х. наук, профессор Я В Панков

П69&

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы обусловлена тем, что уникальные леса Сочинского национального парка (СНП) из-за возросшего антропогенного влияния проявляют тенденцию к снижению природного уровня биологического разнообразия. В связи с этим возможность полноценного выполнения ими экологических, экономических и социальных функций ставится под угрозу. Ослабление защитной роли леса в регионе способствует изменению климата, развитию природных катастроф.

Необходимы научно обоснованные меры по сохранению и восстановлению биологического разнообразия лесов СНП, повышению их устойчивости, продуктивности, защитных и рекреационных функций. Решение этих вопросов является основой исследования по данной теме.

Постановка темы соответствует международным соглашениям в области охраны окружающей среды, сохранения лесов, устойчивого развития лесного сектора, сохранения биоразнообразия (Хельсинки, 1991, 1993; Конвенция ООН по биоразнообразию и изменению климата; Конференция ООН по окружающей среде и развитию, 1991; Лесные принципы, 1993; Концепция устойчивого управления лесами РФ, 1996; резолюция 1982 г. "Об исторической ответственности государств за сохранение природы Земли для нынешних и будущих поколений", Всемирная Хартия природы, 1982), а также важнейшим решениям РФ (Основы политики РФ в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, 2002).

Работа выполнена в рамках госбюджетной темы кафедры экологии, защиты леса и лесного охотоведения Воронежской государственной лесотехнической академии "Реабилитация гоместаза лесных экосистем" (№ госрегистрации 01.200209835), федеральной целевой программы "Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса" (№ госрегистрации 01.2.00103888), темы "Генетико-экологическое обоснование и разработка системы мер и технологий по оздоровлению лесов" (грант ТОО-11.1-446), хоздоговорной работы "Разработка рекомендаций по повышению биорезистентности насаждений СНП" (2002-2003 гг., № госрегистрации 01.200.214166).

Проблема биологического разнообразия привлекает большой интерес современных исследователей в различных регионах (Негробов, 1996, 1998, 2000; Солнцев и др., 1997; Лебедева и др.,1999; Беднова, 2003; Шварц, 2003). Объектом управления должна быть экосистема в целом. Важнейшее значение имеет мониторинг биоразнообразия лесов России (Исаев, 1997).

Сохранение биологического разнообразия является в настоящее время очевидной и общепризнанной проблемой.

Цель работы - разработка экологических основ сохранения биоразнообразия лесов СНП, выбор приоритетных путей и методов их сохранения и восстановления, оздоровления, повышения устойчивости, продуктивности,

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

дуктивности, защитных и рекреационных функций. Достижение данной цели будет способствовать оздоровлению ландшафта, стабилизации климата, решению социально-экономических проблем региона, устойчивому функционированию лесных экосистем (как природных, так и искусственно созданных).

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования.

Задачи исследования:

- изучение биоразнообразия лесов СНП;

- разработка системы мер по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия в лесах СНП;

- исследование рекреационного, защитного и экономического аспектов сохранения и восстановления биоразнообразия лесов СНП;

- апробация рекомендаций по сохранению биоразнообразия лесов СНП

Научная новизна исследований заключается в том, что разработаны научные основы по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия в лесах СНП (1), обоснован принцип биотический интеграции компонентов лесных экосистем, формирующих структурное, видовое и генетическое разнообразие насаждений (2); показаны рекреационный, защитный и экономический аспекты сохранения и восстановления биоразнообразия лесов СНП (3); доказана целесообразность и обоснованы методы применения тестовых статистик, основанных на оценке евклидовых расстояний, при исследовании жизнеспособности и пространственной структуры естественных и хозяйственно освоенных лесов (4).

Практическая ценность результатов работы определяется предложенной системой мер по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия лесов СНП, повышению их устойчивости, продуктивности, защитных и рекреационных функций В основе разработанной системы - реабилитация гомеостаза насаждений, их способности к самоорганизации, саморегулированию и самовосстановлению.

В результате проработки темы получена статистичеки достоверная информация о структуре и биоразнообразии лесных экосистем СНП, которая может быть использована при разработке превентивных защитных мероприятий лесов СНП, в целях повышения их биорезистентности

Обоснованность и достоверность результатов исследований, выводов обеспечены комплексным подходом в проработке темы, постоянным контролем посредством статистических критериев уровней значимости полученных данных, современным научно-методическим уровнем проведения исследований, наличием широкой сети опытных и опытно-производственных объектов, а также достаточно длительным периодом исследований, позволившим получить проверенные временем результаты экспериментов и предложенных рекомендаций.

Положения, выносимые на защиту.

1 Роль структурного, композиционного и генетического разнообразия, их биотической интеграции в сохранении и восстановлении природного биоразнообразия лесов СНП.

2. Экологическая обоснованность предложенной системы мер по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия лесов СНП.

3. Эффективность предложенной системы мер по сохранению и восстановлению природного общего биоразнообразия лесов СНП в рекреационном, лесозащитном, экологическом и экономическом аспектах.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на научно-практической конференции "Особо охраняемые территории в XXI веке: цели и задачи" (Смоленск, 2002), научно-практической конференции с международным участием "Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса" (Воронеж, 2002), международной конференции "Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы" (Сыктывкар, 2003).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в семи опубликованных работах.

Объём выполненных работ: Проанализированы результаты лесопа-тологической инвентраризации, проведенной в 2001 г. по единой методике в дубравах, буковых и каштановых лесах, а также во влажных пихтарниках СНП на общей площади 167600 га. Лично автором проведено рекогносцировочное лесопатологическое обследование насаждений на площади 1320 га.

Проведена генетическая инвентаризация двух дубовых насаждений с общим отбором 240 деревьев для изоэнзимного анализа.

Детальное лесопатологическое обследование проведено на 24 постоянных пробных площадях, в т. ч 6 - в свежих и влажных каштанниках, 6 - в сухих и влажных дубравах, 9 - в сухих и свежих и влажных буковых лесах, 3 - во влажных пихтарниках. В дополнение к постоянным пробным площадям лесопатологические обследования проведены на 72 временных пробных площадях.

Реализация результатов исследований. Рекомендации по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия, оздоровлению лесов СНП, радикальному повышению их устойчивости, продуктивности и защитных и рекреационных функций в настоящее время внедрены в Лазаревском лесничестве СНП, разработан график поэтапного внедрения рекомендаций во всех лесничествах СНП. Перспективно расширенное внедрение рекомендаций в исследуемом регионе. Экономическая эффективность рекомендованной системы мероприятий будет повышаться с увеличением возраста насаждений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, определены новизна и практическая значимость результатов и выводов выполненной работы. Сформулированы положения, выносимые на защиту, показана достоверность полученных результатов и выводов.

Основная часть. Содержит общую информацию о диссертационной работе, а также специальные разделы, посвященные конкретным вопросам прорабатываемой темы; в конце даны основные выводы и заключение.

1 Выбор направления исследований

Необходимость сохранения и повышения биологического разнообразия является в настоящее время очевидной и общепризнанной в большинстве стран проблемой Проблеме биоразнообразия лесных экосистем посвящены пристальные исследования, соответственно этому многочисленные публикации, отражающие её многообразные стороны (Негробов, 1996, 1998, 2000; Солнцев и др., 1997; Лебедева и др.,1999; Беднова, 2003; Шварц, 2003). Эта проблема биоразнообразия органически связана с вопросами биотической интеграции компонентов лесных экосистем, как основой их саморегуляци (Шмальгаузен, 1961). А.С. Исаев (1997) обосновал необходимость мониторинга биоразнообразия лесов России

В качестве основных путей сохранения и повышения биоразнообразия лесов СНП, улучшения их жизнеспособности и гомеостаза наиболее перспективен комплексный подход, предусматривающий одновременное повышение структурного, композиционного и генетического разнообразия Необходимым условием формирования и сохранения достаточно высокого уровня жизнеспособности леса является биотическая интеграция компонентов лесных экосистем, что количественно можно характеризовать стабильностью состояния жизнеспособности. Таким образом, в центре внимания должны быть не только определённые виды, но экосистема в целом, её жизнеспособность, защита её от деградации.

2 Характеристика региона исследований

Природные условия СНП очень разнообразны

Климат-от влажных субтропиков до сурового климата высокогорья. Разнообразие климата определяется как широтным расположением парка, так и влиянием Чёрного моря, а также Главного кавказского хребта

Рельеф горный, преимущественно сильно расчленённый, сложенный рядом горных гряд, направленных почти параллельно Главному кавказскому хребту (хребты Амуко, Негошь, Ац, Алек и др).

Параллельно берегу моря спускаются хребты Безуменский, Прохладный, Ажек, Ушха и др, изрезанные на отдельные массивы многочисленными реками.

Почвы тёмно-бурые лесные, бурые лесные, светло-бурые лесные, перегнойно-карбонатные, аллювиальные, делювиальные, маломощные. Обнажения и осыпи представлены полуразрушившимися плитками глинистого сланца, которые встречаются по обрывистым нижним частям склонов.

Воды образуют сложную систему, включающую большое количество больших и малых рек, ручьёв. Повсеместно на территории парка распространены родники.

Флора СПП включает около 30 тыс. видов растений. Выделяются следующие структурные единицы: уникальные растительные сообщества, эдификаторами которых являются виды, занесённые в Красную книгу РФ (1); интразональные ценозы, "оторванные" от своего сплошного ареала (2); популяции отдельных редких видов (3), эталонные насаждения, примером которых являются лесные ценозы из дуба скального, каштана посевного, бука восточного и др. (4); антропогенные ценозы, которые своим происхождением обязаны человеку, его многовековой деятельности (5); ценозы-интродуценты, насаждения с участием ореха грецкого, дуба пробкового и др. (6).

На территории СНП парка есть многочисленные памятники культуры, в которых прослеживается история развития на протяжении многих веков - памятники древнекаменного, новокаменного и бронзового веков, античного и средневекового времени.

Леса на всей территории СНП отнесены к I группе, к единой категории защитности - леса национальных и природных парков

СНП включает заповедную зону - 51060 га (26,4 %), особо охраняемую (зону заказника) - 36585 га (18,9 %), рекреационную зону - 75110 га (38,8 %), зону обслуживания посетителей - 11882 га (6,1 %), зону хозяйственного назначения -19100 га (9,8 %).

В рекреационной зоне создано 13 лесопарков, обустроено 45 рекреационных объектов, проложено 48 туристических маршрутов.

По существу СНП является лесной страной 94 % его территории занято лесами, в которых основными лесообразуюшими являются ценные породы - бук, дуб, каштан съедобный, пихта кавказская.

В лесах национального парка очень много эндемиков - растений, нигде больше не встречающихся. При этом большинство эндемиков - древнейшие виды нашей планеты.

3 Методика НИР

Исследования проводились в период 1999 - 2003 гг.

Оценка состояния лесных насаждений проводилась с применением интегрального индекса/.5, предложенного Е.Г Мозолевской (1988, 1991):

Ь = Рр'к, , (1)

где 5 - 1с1'1 + Чд'зК + ЪГЖ + ,

- суммы площадей сечения деревьев I-й категории состояния, выраженные как доля от 10 единиц;

- коэффициент охвоенности (облиственности) деревьев разных категорий, как мера их биологической продуктивности и жизнеспособности; р' - сохранность лесной среды или коэффициент, отражающий соответствие наблюдаемой полноты условиям произрастания и возрастному этапу насаждения,

к, - коэффициенты, характеризующие интенсивность воздействия экстремального фактора среды

Оценка уровня биологического разнообразия проводилась по формуле Шеннона (1963):

п

Н = , (2)

I-1

где Н - уровень биологического разнообразия, измеряемый в битах, г - учитываемые источники биоразнообразия изучаемой лесной экосистемы, р, -вероятность их проявления, п - число учтённых источников биоразнообразия.

Минимально необходимое число наблюдений:

4%/лг

я = | -— I (3)

где п - минимально необходимое число наблюдений, хт % - коэффициент изменчивости, т - показатель достоверности, к - принятая точность проводимых исследований.

Для ориентировочной оценки коэффициента наследуемости в узком смысле применялась формула Шварца-Уирдена:

где Ь1 - коэффициент наследуемости в узком смысле, /V и - средние ранги для потомков соответственно лучших и худших родительских деревьев; /?т - средние ранги для лучших и худших родительских деревьев

Относительной мерой интеграции лесной экосистемы может служить уровень её жизнеспособности:

Я

N

(5)

где Уа„ - среднегодовой балл жизнеспособности насаждения, V - средневзвешенный балл жизнеспособности насаждения, V - конкретный балл жизнеспособности отдельных деревьев, л - число деревьев конкретного балла, N общее число учтённых деревьев, /? - число лет наблюдений.

4 Роль структурного, композиционного и генетического разнообразия, их биотической интеграции в сохранении и восстановлении природного биоразнообразия лесов СНП.

Общее биоразнообразие лесных экосистем рассматривалось как интегрированная система, основными элементами которой являются структурная, композиционная и генетическая неоднородность.

4.1 Структурное разнообразие.

Между структурой насаждений и протекающими в них процессами существует взаимосвязь, которая во многом определяет функциональные особенности лесных экосистем. При анализе горизонтальной структуры исследовалось распределение как отдельных деревьев и групп деревьев, так и их признаков.

Принципиальная схема размещения деревьев на круговой пробной площади редставлена на рисунке 1.

N

RAD3

Рисунок 1 - Принципиальная схема учета деревьев на круговой пробной площади, выбор i - деревьев и j - деревьев в отношении 1 3 (По G. Stöcker, А. Rommerkirchen, 2002)

Рассчитываются параметры Т (параметры контрастов для диаметра и других исследуемых показателей) для каждой группы деревьев по формуле'

т^Л^^ьА (6)

п ^ тах(/,у) при j = l 3; Те [0, 1],

где Т = параметр контрастов для исследуемых признаков, п = число исследуемых деревьев, i = независимо выбираемые деревья, j = деревья, выбираемые по отношению к i - деревьям.

Т- оценки интерпретируются следующим образом: 0,0 5 Т < 0,3 слабая дифференциация или высокий уровень гомогенности, ослабленные деревья могут достигать 70 % от количества более сильных и здоровых деревьев в квадрогруппе;

0,3 < Т < 0,5 средняя дифференциация или средняя гетерогенность признака, слабые деревья достигают 50-70 % от количества сильных и здоровых деревьев в квадрогруппе;

0,5 < Т < 0,7 сильная дифференциация; слабые деревья достигают лишь 30-50 % от количества сильных деревьев; 0,7 < Т < 1,0 очень сильная дифференциация; слабые деревья достигают менее чем на 30 % сильных.

Исследования показали среднюю степень дифференциации (Т-параметр) в отношении диаметра и состояния жизнеспособности для естественного леса и низкую - для освоенных в лесохозхяйственном отношении насаждений. В принципе контрастность в отношении исследуемого признака с увеличением расстояния между деревьями однозначно повышалась. Соседние деревца характеризовались большей схожестью.

Таблица I - Средние расстояния (л/) и контрасты по диаметру (в числителе) и степени жизнеспособности (в знаменателе) в квадрогруппах по трём типам экосистем

Шифры экосистем Исследуемые параметры

п* ei е3 ет U h ts Т

Еств 38 1,8 2,6 3,4 2,6 0,360 0,505 0,372 0,595 0,401 0,630 0,385 0,577

Дфрм 32 1,6 2,5 2,5 0,270 0,385 0,284 0,340 0,308 0,305 0,246 0,343

Иске 36 2,3 2,7 3,1 2,7 0,202 0,295 0,230 0,260 0,280 0,245 0,239 0,267

Ср 35,3 19 2.6 3,3 2,6 0.290 0,437 0,293 0,398 0,314 0,352 0,290 0,397

Примечание * уровень значимости а < 0,05;

Степень жизнеспособности характеризуется более высоким уровнем дифференциации по сравнению с дифференциацией по диаметру; уровень дифференциации обоих признаков в естественных лесах выше, чем в антропогенно деформированных и искусственно созданных насаждениях

Достоверность различий 1, - оценок обеспечивается на 5 % - ном уровне значимости (а < 0,05)

Схожесть соседних деревьев, определяемая ^ , Т, — оценками, позволяет

сделать вывод о том, что если в центре группы находятся хорошо развитые здоровые деревья, то на окраинных позициях находятся менее развитые ослабленные или больные деревья. Если же структурная квадрогруппа включает деревья с меньшими диаметрами, ослабленные и больные, то более сильные и здоровые деревья будут находиться на значительном удалении. Таким образом, групповая структура является характерным признаком динамического развития естественных еловых лесов. Этот факт подтверждается и исследованиями в более молодых естественных лесах.

Контрастность в отношении исследуемого признака с увеличением расстояния однозначно повышалась. Соседние деревца ели характеризовались большей схожестью. Статистически: ti < Т < t2 Г) t3.

Попарные контрасты t, также указывают на большую степень дифференциации (гетерогенности) в естественных лесах, но дают и дополнительную информацию' контрасты (/;) - от / - деревьев до ближайших соседних деревьев являются наименьшими. Соответственно этому растут с понижением степени близости (соседства) значения контрастности (ь, t3) в квадро-группах.

Достоверность различий доказана на основе рекомендованного для данных случаев непараметрического ^-критерия Вилкоксона (Stöcker, Rommerskirchen, 2002; Лакин, 1980) при а < 0,05.

Вариабельность по диаметру и жизнеспособность в исследуемых насаждениях колеблется в значительных пределах.

Схематически структуризация по Т-оценке в естественных лесах представлена на рисунке 2.

* Независимо отбираемые для оценки деревья

Рисунок 2 - Схема групповой структуры естественного леса

4.2 Композиционное разнообразие.

Развитие лесных сообществ в значительной мере определяется числом составляющих их биологических видов. Анализ видового разнообразия

разнообразия позволяет судить об устойчивости лесной экосистемы Изменение участия древесных пород в насаждении влияет на их устойчивость.

В принципе, смешение видов в одном насаждении может происходить как за счёт автохтонных, так и интродуцированных пород. Естественно, основу составляют автохтонные виды. Но с лесозащитных позиций использование интродуцированных видов может значительно способствовать повышению биорезистентности насаждений. Среди хвойных пород наиболее перспективна сосна румелийская, среди лиственных - дуб красный

Функциональная роль композиционного разнообразия в формировании жизнеспоспособности насаждений наиболее чётко прослеживается на примере композиционного разнообразия насаждений различных стадий дигрессии (таблица 2)

Как следует из приведенной таблицы, во всех исследованных насаждениях увеличение уровня дигрессии ведёт к уменьшению уровня композиционного разнообразия (СО).

I

Таблица 2 - Сравнительные значения композиционного разнообразия (СД бит) в условиях различных стадий дигрессии

Характеристика исследуемых насаждений Стадии дигрессии

I III

1 2 3

Каштанник лещиновый на относительно пологом склоне северной экспозиции. Почвы глубокие с хорошо выраженным гумусовым горизонтом. Древостой I кл. бонитета, с участием дуба, бука, граба, ольхи. Подлесок средней густоты из лещины, бузины. В напочвенном покрове преобладают цирцея, ежевика,трахистемон. Естественное возобновление успешное. 11,88 9,12

Каштанник колхидский на склоне северной экспозиции, крутизной 20° Почвы глубокие бурые горно-лесные. Древостой высокополнотный, I кл бонитета, с примесью ольхи, бука, граба, черешни. Подлесок и живой напочвенный покров находятся в удовлетворительном, иногда в угнетенном состоянии, плющ колхидский, вороний глаз, фиалка лесная и др. Естественное возобновление достаточно успешное 9,14 6,36

Окончание таблицы 2

1 2 3

Дубовый лес, сформированные преимущественно дубом иберийским. Значительное участие принимает в них также дуб Гартвиса и дуб черешчатый, граб, ясень, клён, бук; иногда встречаются дуб скальный и дуб пушистый. Характерно широкое распространение вечнозелёного подлеска из рододендрона понтийского, падуба колхидского, лавровишни лекарственной. В целом лес характеризуется высокой продуктивностью. 14,16 13,02

Примечание. Стадии дигрессии: I - коренное насаждение не нарушено, живой напочвенный покров представлен лесными видами; Щ - умеренно нарушенное насаждение, подлесочный ярус и подрост повреждены на 10-30 %, встречаются уплотнённые участки (5-10 % от всей площади), проявляются первые признаки изреживания верхнего полога.

Этот процесс наиболее активен в колхидском кашганнике - отношение СП при I уровне дигрессии к СО при П1 уровне дигрессии равно 1,44, в каштаннике лещиновом это отношение снижается до 1,29, в дубовых лесах -до 1,08.

На основании найденных соотношений можно сделать вывод о том, что дубовый лес наиболее стабилен в сохранении композиционного разнообразия, наименее стабилен колхидский капгганник, лещиновый каштанник занимает срединное положение. Причину этого, в частности, мы видим в том, что дубовый лес исходно отличается большим композиционным разнообразием по сравнению с каштановыми лесами.

Видовое разнообразие основных лесообразующих пород влечёт за собой повышение видового разнообразия других групп организмов, снижает поражаемость деревьев насекомыми и грибами.

Структура разнообразия насаждений представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Сравнительная структура композиционного разнообразия каш-танников и дубовых насаждений при уровне дигрессии I_

Насаждения Общий уровень СО, бит/% СО по ярусам фитоценоза, бит/%

древостой подрост подлесок напочв. покров

Кл 11,88/100 4,10/34 8 4,15/35,2 2 60/21,4 1.03/8,6

Кк 9,14/100 3,81/41,7 3,20/35,0 1 50/16,4 0,63/6,9

Д 14,16/100 8,61/60,8 3,14/22,2 1,28/9,0 1,13/8,0

Примечание. Кл - каштанник лещиновый, Кк - каштанник колхидский, Д -дубовый лес.

Как следует из приведенной таблицы, структура композиционного разнообразия исследованных насаждений различна. В дубовых насаждениях значительно больше половины (60,8 %) общего CD обусловлена различием породного состава древостоя. В каштанниках эта доля меньше половины -34,8 % и 41,7 % - соответственно в лещиновом и колхидском. Уровень разнообразия в отношении подроста и подлеска по каштанникам в процентном отношении выше, чем по дубовому насаждению. В отношении разнообразия напочвенного покрова в сравнительном аспекте какая-либо закономерность не послеживается.

Композиционное разнообразие по древостою в дубовом насаждении обусловлено большим количества древесных пород: дубом иберийским, Гартвиса, черешчатым, скальным, пушистым, а также грабом, ясенем, клёном, буком. Участие этих пород в насаждении влечёт за собой также участие других компонентов лесного биоценоза. В целом этот фактор способствуют повышению устойчивости насаждения.

М П. Чернышов и др. (2000) отмечают, что причин отмирания каш-танников, наряду с их естественным старением и возрастным ослаблением, несколько. Это опасные инфекционные заболевания, сосудистый микоз и фи-тофтороз, а также некрозы ветвей, повреждения, вызванные осенним опёнком. Как показали наши исследования, высокий уровень композиционного разнообразия способствует повышению устойчивости насаждений и это должно учитываться при создании насаждений.

4.3 Генетическое разнообразие

Среди составных частей биоразнообразия леса генетическое разнообразие наименее изучено. В то же время, именно генетическая структура основных лесообразующих пород может иметь определяющее значение для необходимой приспособляемости древесных растений к условиям произрастания, коадаптации хозяинных и паразитических популяций, формирования устойчивых биосоциальных отношений, поскольку генетическое разнообразие является основой естественного отбора, микроэволюционных процессов.

Нами в сравнительном аспекте исследовалась генетическая структура насаждений Оиегсш ibérica в естественных здоровых насаждениях и расстроенных комплексом грибных заболеваний. Оценивались 10 энзимных систем 100 деревьев от каждом насаждении (по почкам в период покоя) Результаты представлены в таблице 3.

Как следует из приведенной таблицы, генетическое разнообразие каштана в поражённых грибными болезнями насаждениях отличается значительно более низким уровнем по сравнению с непоражёнными здоровыми деревьями: генное разнообразие 34 против 44, среднее число аллелей на один локус 2,8 против 3,7.

Причины такого обеднения генофонда поражённых насаждений могут быть как естественными, так и антропогенными. Многие десятилетия вырубались преимущественно лучшие (по продуктивности и жизнеспособности) деревья. Их доля в насаждении постепенно уменьшалась, уровень генетического разнообразия и качество леса снижались.

Порослевые, следующие друг за другом, поколения дуба снижали устойчивость насаждений к неблагоприятным факторам, ослабляли в целом насаждения. К насаждениям с более низким уровнем генетического разнообразия патогенные организмы, особенно грибы, приспосабливаются значительно лучше, через гаплоидную фазу практически беспрепятственно.

В то же время, параметры генетического разнообразия в здоровых лесах формировались эволюционно в течение длительного времени, обладают большим генетическим разнообразием и, соответственно, большей резистентностью, поскольку в них формируются условия для дтаруптивного отбора, снижающего приспособленность патогенных организмов.

Таблица 3 - Сравнительное аллельное и генное разнообразие в здоровых и расстроенных насаждениях Ouercus ibérica

Исследуемый локус Число аллелей

Отмирающие насаждения Здоровые насаждения

Phosphoglucose-Isomerase-B 2 4

Isocitrat-Dehydrogenase-B 3 3

Aminopeptidase-B 3 7

Glutamat-Dehydrogenase 3 3

6-Phosphogluconat-Dehydrogenase-B 2 2

Saure Phosphatase-A 4 4

Saure Phosphatase-C 3 3

NADH-Dehydrogenase-A 3 3

NADH-Dehydrogenase-B 4 4

Menadion-Reduktase 2 4

Phosphoglucomutase-A 2 4

Aspartataminotransferase-B 3 л 3

Генное разнообразие £ 34 44

Аллель/локус (в среднем) 2,8 3,7

Снижение генетического разнообразия главной лесообразующей породы неизбежно ведёт к потере биорезистентности, общей стабильности насаждений, к снижению эффективности их защитных, экономических и социальных функций. Комплексные болезни, характерные для каштанников СНП, также, по-видимому, связаны с пониженным уровнем генетической изменчивости насаждений.

4.4 Биотическая интеграция

В биологическом смысле интеграция является процессом упорядочения, согласования и объединения структур и функций в целостной живой системе на каждом уровне её организации. Понятие интеграции неразрывно связано с понятием дифференциации, применительно к лесным экосистемам - с биоразнообразием на видовом, генетическом и структурном уровнях.

В естественных биосистемах процессы диференциации и интеграции формировались эволюционно, в искусственно создаваемых - проектировщиком, который конструирует регулятЬрные механизмы, обеспечивающие устойчивость и целостность развивающихся биосистем.

Степень интеграции является показателем уровня развития и совершенства, саморегуляции и саморазвития живых систем, в частности лесных экосистем.

Относительная мера интеграции лесной экосистемы - среднемного-летний уровень её жизнеспособности

1

Интерпретация оценок: Уа„ = 4 ... 3 - высокий уровень, Уа„ = 2,9 ... 2 - средний уровень, = 1,9 ... 1 низкий уровень.

Сравнительный уровень биоинтеграции в насаждениях каштана посевного с различным уровнем относительного биоразнообразия по результатам трёхлетних наблюдений представлен в таблице 4

Таблица 4 - Уровень относительной биоинтеграции в насаждениях каштана посевного в зависимости от биоразнообразия _

Относительный уровень биоразнообразия Уровень биоинтеграции Уровень значимости

1,00 3,86 0,95

0,62 2,73

Выводы по данным таблицы 4 могут быть лишь предварительными, поскольку основаны на трёхлетних наблюдениях. По нашему мнению необходимо не менее 10 лет. Полученные данные свидетельствуют о том, что биоразнообразие способствует интеграционным процессам в насаждении.

5 Система мер по восстановлению и сохранения природного биоразнообразия

В принципе представляет интерес биологическое разнообразие, формируемое как на основе автохтонных видов древесных пород, так и с использованием интродуцентов. Но в условиях национальных парков ориентация должна быть на использование местного генофонда. Выбор стратегии формирования насаждений должен быть с учётом степени риска в отношении устойчивого развития насаждений (рис. 3).

Степени риска устойчивого развития насаждений

ВЫСОКИЙ ( Л Г" ; * ^ НИЗКИЙ

риск --------^ ----** ' - - риск

Экологическая Характеристики Интенсивность Экономический

ёмкость биотопа окружающей хозяйственного выигрыш

среды вмешательства

Рисунок 3 - Зависимость риска устойчивого развития насаждений от соотношения основных переменных

Согласно представленной на рисунке модели уровень риска устойчивого развития создаваемых насаждений при данных условиях окружающей среды зависит от степени выравнивания влияющих на исследуемый параметр переменных. Очевидно, что не все факторы, оказывающие влияние на устойчивое развитие насаждений, представлены в данной модели. Её цель - обозначить принцип взаимодействия и необходимость холистического и сбалансированного подхода к устойчивости

Путь к устойчивому развитию лежит через интеграцию, совместимость и выравнивание переменных. В связи с этим 1-й вариант (рисунок 3) соответствует плантационным насаждениям, характеризующимся гомогенностью насаждений и наименьшей выравненностью исследуемых перемен-

ных , 2-й вариант - соответствует больше или меньше различным вариантам лесных культур, 3-й вариант - соответствует насаждениям, близким к естественным. 2-й вариант можно охарактеризовать как средний, 3-й вариант рассматривается как наиболее перспективный, характеризующийся высоким уровнем биологического разнообразия.

При широком спектре экологических условий целесообразно комбинировать варианты, отдавая предпочтение формированию насаждений, близких к естественным. Развитие плантационного лесовыращивания может иметь место лишь в контексте знания факторов риска и способов их нейтрализации Среди последних особенно большое значение имеют методы защиты насаждений от дендрофшьных насекомых и патогенных грибов и других организмов

6 Экономический аспект сохранения биоразнообразия

Экономическая репродукция неизбежно распространяется на деятельность человека в процессе производства практически в любых условиях, в том числе и в национальных парках Большое значение при этом имеют природные условия производства (плодородие почв, флора и фауна и др) и состояние насаждений.

Природная репродукция состоит из процессов роста деревьев и насаждений, постоянного обновления почвенного плодородия и других проявлений природных факторов. Репродукция леса является частью репродукции природы. Специфика диалектики репродукции в лесном хозяйстве в том, что лес с одной стороны является элементом экономической репродукции (репродуцируется через деятельность человека - посадка, уход и др.), с другой стороны - элементом природы Возможные соотношения между уровнями экономической и природной репродукций показаны на графике (рисунок 4)

Рисунок 4 - Взаимосвязь природной и экономической репродукций

N11-1 - 1-й вариант природной репродукции, при котором её значения баллов прямо пропорциональны значениям баллов экономической репродукции, характерен для высокоразвитых предприятий лесного хозяйства, в которых затраты на выращивание лесных культур ведут к созданию полноценных насаждений.

№1-2 - 2-й вариант природной репродукции, при котором её значения баллов обратно пропорциональны значениям баллов экономической репродукции, характерен для предприятий лесного хозяйства, в которых затраты на выращивание лесных культур не ведут к созданию полноценных насаждений.

Обычно это связано с технологическими ошибками и/или экологическим несоответствием, когда биология лесообразующей породы не соответствует условиям произрастания.

N11-3 - 3-й вариант природной репродукции, при котором её значения баллов могут быть прямо и обратно пропорциональны значениям баллов экономической репродукции; характерен для относительно более сложных условий произрастания, при которых можно создать полноценное желаемое насаждение при высоком уровне затрат, но экологически полноценное насаждение может сформироваться также естественным путём.

Обычно состав такого насаждения не полностью отвечает требованиям лесоводов.

Таким образом, экономический аспект не противоречит предложенной системе мер и технологий по сохранению биоразнообразия в лесах СНП, оздоровлению лесов, повышению их устойчивости, продуктивности и защитных функций.

Выводы

1 Уникальное биоразнообразие лесов СНП находится под угрозой серьёзных нарушений Необходимы неотложные меры по его сохранению и рациональному использованию СНП.

2 Приоритетной современной задачей СНП является сохранение крупных массивов природных лесных экосистем или формирование искусственных насаждений, близких к естественным. Такие экологические системы способны обеспечивать сохранение структуры, видового богатства, и обеспечивать наибольшую резистентность природных и искусственно создаваемых экосистем

3. Сохранение, повышение и защита биоразнообразия лесов Сочинского национального парка должны осуществляться на видовом, внутривидовом и структурном уровнях.

4 Эффект биологического разнообразия в полной мере проявляется лишь при высоком уровне биотической интеграции в рамках лесных экосистем и их комплексов В этом случае различия между общим и природным биоразнообразием, состоящие в том, что на определённых стадиях антропо-

генного воздействия общее биоразнообразие возрастает за счёт синантроп-ных, сорных и биогеографически чужеродных видов, тогда как природное биоразнообразие снижается, нивелируются Чем больше интегрированное биоразнообразие, тем выше устойчивость лесных экосистем, их резистентность к неблагоприятным внешним воздействиям.

5 Недостаточно сохранять только отдельные виды и / или их генофонд Необходимо сохранять природные экосистемы и их сукыессионные процессы.

6 Рекомендуемая система мер и технологий по сохранению, повышению и защите биоразнообразия направлена на формирование лесов, близких к естественным В процессе естественной регенерации формируется групповая структура насаждений, для которой характерно образование мозаик фаз десинхронного развития, различающихся не только по возрасту и диаметру, но и степени жизнеспособности.

7 Высокий уровень биоразнообразия и биоинтеграции лесных экосистем способствовует оздовлению насаждений, выполнению ими защитных, рекреационных, эстетических и экономических функций.

8 Пространственное распределение зон интенсивного природопользования с одной стороны, и традиционного природопользования и охраняемых природных территорий с другой позволяют избежать тотальной трансформации массивов природных экосистем.

9 Достаточно удовлетворительный эффект сохранения природного биоразнообразия и естественного функционирования экосистем СНП может быть получен лишь при условии минимизации антропогенной нагрузки; интенсификация лесопользования может развиваться лишь за счёт интенсификации лесопользования в пределах уже освоенных земель.

10 Существует потенциальная возможность устойчивого сохранения природного биоразнообразия СНП с учётом современных тенденций экономического развития на основе приоритета экологических требований.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Семиколенов A.A. Особенности роста насаждений в рекреационных лесах Сочинского национального парка // Сб. научных трудов "Защитное лесоразведение и перспективы его развития в Южном федеральном округе " Ч. 1 Новочеркаск: 2000. - С 100-103.

2. Семиколенов А А Современное состояние и перспективы сохранения каштанников Сочинского национального парка // Материалы конференции. Особо охраняемые территории в XXI веке' цели и задачи. Смоленск- ГП Смоленская городская типография, 2002. - С. 155-156.

3 Арефьев Ю Ф. Научно-образовательные системы управления качеством леса с учётом биоразнообразия лесных экосистем / Арефьев Ю Ф., Семиколенов A.A. // Материалы научно-практической конференции с междуна-

родным участием. Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса. Воронеж Воронеж roc лесотехн акад 2002. - Т. 1. - С 84-88.

4 Арефьев Ю Ф Биоразнообразие как основа устойчивого развития лесных экосистем / Ю Ф Арефьев, A.A. Семиколенов // Лесное хозяйство, № 4, 2003.-С. 29-31.

5 Арефьев Ю Ф. Ог биоразнообразия к биотической интеграции в лесных экосистемах / Ю Ф Арефьев, A.A. Семиколенов // Экологические, экономические и социальные аспекты лесоустройства и лесозащиты. Тезисы докладов межрегиональной научно-производственной конференции Выпуск 1 Брянск- НПЦ. - С. 83-85,

6 Харченко H А Исследование структуры древостоев на основе евклидовых расстояний / H.A. Харченко, Ю.Ф Арефьев, A.A. Семиколенов // Стационарные лесоэкологические исследования, методы, итоги, перспективы. Тез. докл междунар. конф., сентябрь, 2003 - Сыктывкар, 2003 - С. 174175.

7. Арефьев Ю.Ф. Природопользование в условиях Сочинского национального парка / Ю.Ф Арефьев, Е.В Кузнецова, A.A. Семиколенов // Природопользование, ресурсы, техническое обеспечение' Сб межвуз научн тр -Воронеж, 2003.-С 11-21.

Отзыв на автореферат просим присылать в двух экземплярах, заверенных подписями и печатью предприятия, по адресу 394613, г Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ВГЛТА. Учёному секретарю Факс. 8-(0732)-53-84-61.

с

Подписано в печать Форм. бум. 60x84 1/16 Заказ № Г'-'

Уел гтл л. 1,0 Тираж 100 экз

Воронежская государственная лесотехническая академия 394613, г Воронеж, ул. Тимирязева, 8

РНБ Русский фонд

2005-4 17698

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Семиколенов, Андрей Алексеевич

Нормативные ссылки.

Определения.

Обозначения и сокращения.

Введение.

Основная часть

1 Общая информация

1.1 Выбор направления исследований

1.2 Характеристика региона исследований.

1.2.1 Природные условия.

1.2.2 Уникальные объекты природы и культуры

1.2.3 Функциональное зонирование и антропогенное влияние.

1.3 Методика проведения НИР

1.2 Роль структурного, композиционного и генетического разнообразия, их интеграции в сохранении и восстановлении природного биоразнообразия лесов СНП.

2.1 Структурное разнообразие.

2.2 Композиционное разнообразие

2.3 Генетического разнообразие

2.4 Интеграция биотических отношений

3 Система мер по восстановлению и сохранению природного биоразнообразия СНП.

3.1 Естественные леса.

3.2 Искусственно создаваемые насаждения

4 Прикладные аспекты исследований.

4.1 Лесозащитный аспект.

4.2 Экономический аспект.

4.3 Рекреационный аспект.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические основы сохранения биоразнообразия лесов Сочинского национального парка"

Актуальность темы обусловлена тем, что уникальные леса Сочинского национального парка (СНП) из-за возросшего антропогенного влияния проявляют тенденцию к снижению природного уровня биологического разнообразия. В связи с этим возможность полноценного выполнения ими экологических, экономических и социальных функций ставится под угрозу. Ослабление защитной роли леса в регионе способствует изменению климата, развитию природных катастроф.

Необходимы научно обоснованные меры по сохранению и восстановлению биологического разнообразия лесов СНП, повышению их устойчивости, продуктивности, защитных и рекреационных функций. Решение этих вопросов является основой исследования по данной теме.

Постановка темы соответствует международным соглашениям в области охраны окружающей среды, сохранения лесов, устойчивого развития лесного сектора, сохранения биоразнообразия (Хельсинки, 1991, 1993; Конвенция ООН по биоразнообразию и изменению климата; Конференция ООН по окружающей среде и развитию, 1991; Лесные принципы, 1993; Концепция устойчивого управления лесами РФ, 1996; резолюция 1982 г. "Об исторической ответственности государств за сохранение природы Земли для нынешних и будущих поколений", Всемирная Хартия природы, 1982), а также важнейшим решениям РФ (Основы политики РФ в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, 2002).

Работа выполнена в рамках госбюджетной темы кафедры экологии, защиты леса и лесного охотоведения Воронежской государственной лесотехнической академии "Реабилитация гоместаза лесных экосистем" (№ госрегистрации 01.200209835), федеральной целевой программы "Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса" (№ госрегистрации 01.2.00103888), темы "Генетико-экологическое обоснование и разработка системы мер и технологий по оздоровлению лесов" (грант ТОО-11.1-446), хоздоговорной работы "Разработка рекомендаций по повышению биорезистентности насаждений СНП" (2002-2003 гг., № госрегистрации 01.200.214166).

Проблема биологического разнообразия привлекает большой интерес современных исследователей в различных регионах (Негробов, 1996, 1998, 2000; Солнцев и др., 1997; Лебедева и др.,1999; Беднова, 2003; Шварц, 2003). Объектом управления должна быть экосистема в целом. Важнейшее значение имеет мониторинг биоразнообразия лесов России (Исаев, 1997).

Сохранение биологического разнообразия является в настоящее время очевидной и общепризнанной проблемой.

Цель иследований - разработка экологических основ (принципов и методов) сохранения биоразнообразия лесов СНП, выбор приоритетных направлений на перспективу для сохранения и восстановления, оздоровления, повышения устойчивости, продуктивности, защитных и рекреационных функций исследуемых лесов. Достижение данной цели будет способствовать оздоровлению ландшафта, стабилизации климата, решению социально-экономических проблем региона, устойчивому функционированию лесных экосистем (как природных, так и искусственно созданных).

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования.

Задачи исследования:

- изучение биоразнообразия лесов СНП;

- разработка системы мер по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия в лесах СНП;

- исследование рекреационного, защитного и экономического аспектов сохранения и восстановления биоразнообразия лесов СНП;

- апробация рекомендаций по сохранению биоразнообразия лесов СНП.

Научная новизна исследований заключается в том, что разработаны научные основы по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия в лесах СЕЛ (1), обоснован принцип биотический интеграции компонентов лесных экосистем, формирующих структурное, видовое и генетическое разнообразие насаждений (2); показаны рекреационный, защитный и экономический аспекты сохранения и восстановления биоразнообразия лесов СНП (3); доказана целесообразность и обоснованы методы применения тестовых статистик, основанных на оценке евклидовых расстояний, при исследовании жизнеспособности и пространственной структуры естественных и хозяйственно освоенных лесов (4).

Практическая ценность результатов работы определяется предложенной системой мер по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия лесов СНП, повышению их устойчивости, продуктивности, защитных и рекреационных функций. В основе разработанной системы - реабилитация гомеостаза насаждений, их способности к самоорганизации, саморегулированию и самовосстановлению.

В результате проработки темы получена статистичеки достоверная информация о структуре и биоразнообразии лесных экосистем СНП, которая может быть использована при разработке превентивных защитных мероприятий лесов СНП, в целях повышения их биорезистентности.

Обоснованность и достоверность результатов исследований, выводов обеспечены комплексным подходом в проработке темы, постоянным контролем посредством статистических критериев уровней значимости полученных данных, современным научно-методическим уровнем проведения исследований, наличием широкой сети опытных и опытнопроизводственных объектов, а также достаточно длительным периодом исследований, позволившим получить проверенные временем результаты экспериментов и предложенных рекомендаций.

Положения, выносимые на защиту.

1. Роль структурного, композиционного и генетического разнообразия, их биотической интеграции в сохранении и восстановлении природного биоразнообразия лесов СНП.

2. Экологическая обоснованность предложенной системы мер по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия лесов СНП.

3. Эффективность предложенной системы мер по сохранению и восстановлению природного общего биоразнообразия лесов СНП в рекреационном, лесозащитном, экологическом и экономическом аспектах.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на научно-практической конференции "Особо охраняемые территории в XXI веке: цели и задачи" (Смоленск, 2002), научно-практической конференции с международным участием "Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса" (Воронеж, 2002), международной конференции "Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы" (Сыктывкар, 2003).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в шести опубликованных работах.

Объём выполненных работ: Проанализированы результаты ле-сопатологической инвентаризации, проведенной в 2001 г. по единой методике в дубравах, буковых и каштановых лесах, а также во влажных пихтарниках СНП на общей площади 167600 га. Лично автором проведено рекогносцировочное лесопатологическое обследование насаждений на площади 1320 га.

Проведена генетическая инвентаризация двух дубовых насаждений с общим отбором 240 деревьев для изоэнзимного анализа.

Детальное обследование проведено на 24 постоянных пробных площадях, в т. ч. 6 - в свежих и влажных каштанниках, 6 - в сухих и влажных дубравах, 9 - в сухих и свежих и влажных буковых лесах, 3 - во влажных пихтарниках. В дополнение к постоянным пробным площадям лесопа-тологические обследования проведены на 72 временных пробных площадях.

Реализация результатов исследований. Рекомендации по сохранению и восстановлению природного биоразнообразия, оздоровлению лесов СНП, радикальному повышению их устойчивости, продуктивности, защитных и рекреационных функций в настоящее время внедрены в Лазаревском лесничестве СНП, разработан график поэтапного внедрения рекомендаций во всех лесничествах СНП. Перспективно расширенное внедрение рекомендаций в исследуемом регионе. Экономическая эффективность рекомендованной системы мероприятий будет повышаться с возрастом насаждений.

Структура и объём диссертации. Диссертация соответствует Межгосударственному стандарту ГОСТ 7.32-2001; состоит из введения, основной части, включающей четыре раздела, выводов и заключения, списка использованных источников (133 источника) и двух приложений; изложена на 150 страницах, включает 25 рисунков, 13 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Семиколенов, Андрей Алексеевич

Выводы

1. Уникальное биоразнообразие лесов СНП находится под угрозой серьёзных нарушений. Необходимы неотложные меры по его сохранению, соответственное повышению и рациональному использованию.

2. Приоритетной актуальной задачей является сохранение крупных массивов природных лесных экосистем или формирование искусственных насаждений, близких к естественным. Такие экологические системы способны обеспечивать сохранение структуры, видового богатства, генофонда и обеспечивать наибольшую устойчивость природных и искусственно создаваемых лесных экосистем.

3. Сохранение, повышение и защита биоразнообразия лесов СНП должны осуществляться с позиций интеграции структурного, композиционного и генетического разнообразия в аспекте повышения жизнеспособности насажджений, улучшения их рекреационных, защитных и экономических функций.

4. Эффект биологического разнообразия в полной мере проявляется лишь при высоком уровне биотической интеграции в рамках лесных экосистем и их комплексов. В этом случае различия между общим и природным биоразнообразием, состоящие в том, что на определённых стадиях антропогенного воздействия общее биоразнообразие возрастает за счёт си-нантропных, сорных и биогеографически чужеродных видов, тогда как природное биоразнообразие снижается, нивелируются. Чем больше интегрированное биоразнообразие, тем выше устойчивость лесных экосистем, их резистентность к неблагоприятным внешним воздействиям.

5. Недостаточно сохранять только отдельные виды и / или их генофонд. Необходимо сохранять природные экосистемы и их сукцессионные процессы.

6. Рекомендуемая принципы и методы, соответствующие им технологии, по сохранению, повышению и защите биоразнообразия направлены на сохранение естественных лесов, а также на формирование лесов, близких к естественным, функционирующих по законам биоавтоматики. В процессе естественной регенерации формируется групповая структура насаждений, для которой характерно образование мозаик фаз десинхронного развития, различающихся не только по возрасту и диаметру, но и степени жизнеспособности. Такие насаждения создают условия для естественного дизруптивного отбора в популяциях патогенных организмов и отличаются высоким уровнем биорезистентности.

7. Высокий уровень биоразнообразия и биоинтеграции лесных экосистем способствовует оздовлению насаждений, выполнению ими защитных, рекреационных, эстетических и экономических функций.

8. Пространственное распределение зон интенсивного природопользования с одной стороны, и традиционного природопользования и охраняемых природных территорий с другой позволяют избежать тотальной трансформации массивов природных экосистем.

9. Достаточно удовлетворительный эффект сохранения природного биоразнообразия и естественного функционирования экосистем СНП может быть получен лишь при условии минимизации антропогенной нагрузки; интенсификация лесопользования может развиваться лишь за счёт интенсификации лесопользования в пределах уже освоенных земель.

10. Существует потенциальная возможность устойчивого сохранения природного биоразнообразия СНП с учётом современных тенденций экономического развития на основе приоритета экологических требований. Предпосылкой этому является формирование групповой структуры насаждений, оптимизация композиционного и генетического разнообразия

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Семиколенов, Андрей Алексеевич, Воронеж

1. Арефьев Ю.Ф. Стратегия безъядной защиты леса // Повышение продуктивности, устойчивости и защитной роли лесных экосистем. Воронеж: ЛТИ, 1990.-С. 128-132.

2. Арефьев Ю.Ф. Некоторые генетико-экологические аспекты лесозащиты / Ю.Ф. Арефьев, С.А. Петров // Генетические и экологические основы повышения продуктивности лесов. Воронеж, 1993. - С. 100-110.

3. Арефьев Ю.Ф. Общеевропейский мониторинг лесных экосистем в Центральном Черноземье / Ю.Ф. Арефьев, Н.Н. Харченко // Лесные проблемы Центрального Черноземья и Северного Кавказа. Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2000. С. 5-6.

4. Арефьев Ю.Ф. Биоразнообразие как основа устойчивого развития лесных экосистем / Ю.Ф. Арефьев, А.А. Семиколенов // Лесное хозяйство, № 4,2003. С. 29-31.

5. Арефьев Ю.Ф. Научно-образовательные системы управления качеством леса с учётом биоразнообразия лесных экосистем / Ю.Ф. Арефьев,

6. Арефьев Ю.Ф. Природопользование в условиях Сочинского национального парка / Ю.Ф. Арефьев, Е.В. Кузнецова, А.А. Семиколенов // Природопользование: ресурсы, техническое обеспечение: Сб. межвуз. на-учн. тр. Воронеж, 2003. - С. 11-21.

7. Беднова О.В Биоразнообразие в лесных экосистемах: зачем и как его оценивать // Лесной вестник, № 2 (27). М.: Изд. МГУЛ, 2003. - С. 86-93.

8. Бекренева В.М. Насекомые Вредители семян хвойных пород /

9. B.М. Бекренева, И.В. Тропин // Защита леса от вредителей и болезней. Пушкино: ВНИИЛМ, 1975. С. 86-119.

10. Веневский С.В. Моделирование динамики древостоев на фазе разрушения / С.В. Веневский, А.З. Швиденко // Труды VII ежегодной конференции МАИБЛ. Устойчивое развитие бореальных лесов. М.: ВНИИЦлесресурс. 1997. С. 30-33.

11. Гаршина Т.Д. Болезни каштана посевного (Castanea sativa Mill.) и меры борьбы с ними в условиях Черноморского побережья Краснодарского края. Автореф. дис. канд. наук, 1964.

12. Демченко А.В. Лесопатологическое состояние каштанников на Черноморском побережье Кавказа // Вестник Московского государств, университета леса, 2003, № 2 (27). 2003. - С. 86-93.

13. Доклад о состоянии окружающей природной среды Краснодарского края в 2000 году. Краснодар, 2001. 316 с.

14. Долуханов А.Г. Каштановые леса Грузии // Тр. Тбил. Бот. сада Т. 15. - Тбилиси, 1953. - С. 339-363.

15. Егоров М.Н. Индивидуальная изменчивость сосны обыкновенной в южно-таёжных лесах Урала // Генетика, селекция, семеноводство и интродукция лесных пород. Воронеж: ЦНИИЛГиС, 1976. С. 60-63.

16. Ивонин В.М. Лесная рекреология / В.М. Ивонин, В.Е. Авдонин, Н.Д. Пеньковский. Новочеркаск, 1999. 37 с.

17. Иссинский П. А. Каштановые леса Кавказа и основы ведения хозяйства в них: Монография. Сборник трудов СочНИЛОС. Вып. 4. - Вып. 4. -М.: Лесная промышленность, 1968. -240 с.

18. Истратова О.Т. Культуры псевдотсуги тиссолистной на Черноморском побережье Краснодарского края / Сочи. 1966. 252 с.

19. Кроновер P.M. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории. М.: Постмаркет, 2000. 352 с.

20. Кулль К. Разработка и анализ экофизиологической модели роста целого дерева на примере ели: Автореф. дис. кайд. биолог, наук, Тарту, 1987. 17 с.

21. Кивисте А.К. Функции роста леса. Тарту: Изд-во Эстонской с/х академии, 1988.172 с.

22. Лебедева Н.В. Биоразнообразие и методы его оценки / Н.В. Лебедева, Н.Н. Дроздов, Д.А. Криволуцкий. М.: МГУ, 1999. - 95 с.

23. Любавская А.Я. Лесная селекция и генетика. М.: Лесная промышленность, 1982. - 285 с.

24. Международные проблемы лесной политики и информационные потребности // Труды УП ежегодной конференции МАИБЛ. Устойчивое развитие бореальных лесов. М.: ВНИИЦлесресурс. 1997. С. 87-92.

25. Методические рекомендации по ведению хозяйства в капгганни-ках Северного Кавказа. Сочи, 1978.

26. Мозолевская Е.Г. Индекс состояния насаждений и его применение // Аэрокосмический мониторинг лесных ресурсов зоны интенсивного ведения лесного хозяйства. Львов, 1988.

27. Мозолевская Е.Г. Оценка состояния и устойчивости насаждений // В кн.: Технология защиты леса. М.: Экология, 1991. - С. 234-237.

28. Мозолевская Е.Г. Некоторые результаты применения индекса состояния насаждений при мониторинге / Е.Г. Мозолевская, Т.В. Шарапа // Вестник Московского государственного университета леса. 2003, № 2 (27). С. 142-145.

29. Мониторинг биоразнообразия лесов России // Труды VII ежегодной конференции МАИБЛ. Устойчивое развитие бореальных лесов. М.: ВНИИЦлесресурс. 1997. С. 62-65.

30. Морозов Г.Ф. Учение о лесе. Вып. 1. Введение в биологию леса. -СПб, 1912.-83 с.

31. Негробов О.П. Биоразнообразие как основа гомеостаза экосистем / О.П. Негробов, В.В. Михальский // Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. Воронеж, 1995. -С. 185-186.

32. Определение количества заразных начал патогенных грибов сельскохозяйственных растений. Воронеж: ЦЧР, 1982. 36 с.

33. Основные положения Национальной стратегии сохранения биоразнообразия России. -М.: РАН, МПР, 2001. 10 с.

34. Петров С.А. Рекомендации по использованию генетико-статистических методов в селекции лесных пород на продуктивность. -Воронеж, 1984.-43 с.

35. Пугач Е.А. Цветосеменные формы у сосны обыкновенной // Генетика, селекция, семеноводство и интродукция лесных пород. Воронеж: ЦНИИЛГиС, 1976. С. 30-33.

36. Саастамойнен О. Социальная устойчивость забытое благо, неизбежное зло или окончательный критерий? // Труды VII ежегодной конференции МАИБЛ. Устойчивое развитие бореальных лесов. М.: ВНИ-ИЦлесресурс. 1997.-С. 112-116.

37. Семенкова И.Г. Лесная фитопатология / И.Г. Семенкова, Э.С. Соколова. М.: Изд. "Экология", 1992.-351 с.

38. Семиколенов А.А. Особенности роста насаждений в рекреационных лесах Сочинского национального парка // Сб. научных трудов "Защитное лесоразведение и перспективы его развития в Южном федеральном округе." Ч. 1. Новочеркаск: 2000. С. 100-103.

39. Семиколенов А.А. Современное состояние и перспективы сохранения каштанников Сочинского национального парка // Материалы конференции. Особо охраняемые территории в XXI веке: цели и задачи. Смоленск: ГП Смоленская городская типография, 2002. С. 155-156.

40. Солнцев Г.К. Биоразнообразие лесных экосистем Северного

41. Кавказа: проблемы его выявления и сохранения / Г.К. Солнцев, И.П. Коваль, М.В. Придня // Труды VII ежегодной конференции МАИБЛ. Устойчивое развитие бореальных лесов. М.: ВНИИЦлесресурс. 1997. С. 124128.

42. Страхов В.В. Новые элементы лесной политики России // Труды VII ежегодной конференции МАИБЛ. Устойчивое развитие бореальных лесов. М.: ВНИИЦлесресурс. 1997. С. 148-155.

43. Харченко Н.А. Оптимизация роли грибов в жизни леса и человека / Н.А. Харченко, Ю.Ф. Арефьев // Здоровье. Проблемы сохранения и воспроизводства. Воронеж, 2002. - С. 138-140.

44. Чернышов М.П. Сохранение и воспроизводство каштановых лесов / М.П. Чернышов, В.Б. Соколов, Л.Г. Король // Лесные проблемы Центрального Черноземья и Северного Кавказа. Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад. 2000. С. 52-53.

45. Чернышов М.П. Малоценные лесные насаждения Северного Кавказа и научные основы их реконструкции. Автореф. дисс. на соиск. учёной степени доктора с.-х. н., Воронеж, 2001.- 42 с.

46. Ширяева Н.В. Вредные членистоногие и паразитная микофлора древесных растений Сочинского национального парка / Н.В. Ширяева, Т.Д. Гпршина. Сочи, 2000. 40 с.

47. Шмальгаузен И.И. Интеграция биологических систем и их саморегуляция // Бюлл. Московского общества испытателей природы. Отдел биологический, т. 66, в. 2. 1961. - С. 104-134.

48. Шутяев A.M. Изменчивость листьев дуба черешчатого // Генетика, селекция, семеноводство и интродукция лесных пород. Воронеж: ЦНИИЛГиС, 1976. С. 40-43.

49. Botkin D.B. Forest Dynamics. Oxford: Oxford University Press, 1993.309 p.

50. Braun H., Weiser F. Erste Priifungsergebnisse einheimischer Populationen der Douglasie (Pseudotsuga Mirb. Franco) // Beitrage fur Forstwirtschafl und Landschaftsokologie, 1993, N. 1. S. 24-32.

51. Burschel L. Holzproduktion als okologische Rechtfertigung des Forstberufes // Allgemeine Forstzeitschrifit, Nr. 12. S. 511-513.

52. Chapman D.G. Statistical Problems in Population Dynamics // Proceedings of Fourth Berkley Symposium on Mathematical Statistics and Probability. Berkley: University of California Press. 1961. P. 147-162.

53. Dengler A. Waldbau auf okologischer Grundlage. Hamburg und Berlin: P.Parey, l.Bd.: Der Wald als Vegetationstyp und seine Bedeutung fur den Menschen. 1971. 229 S.

54. Dobrev R. Distribution and state of the Pinus рейсе (Gris.) Gene Resouces in Bulgaria // Forest Genetics, Breeding and Physiology of woody Plants. Moscow, 1990. - P. 104-111.

55. Doring G. Neuere Erfahrungen tiber den Anbau fremdlandischer Forstarten // Mitteilungen der Deutschen Dendrologischen Gesellschaft. 1927. -S. 341.

56. Ehrman L. Genetics and sexual selection // Sexual selection and the descent of man 1871-1971. Chicago: Aldine, 1972. P. 11-18.

57. FAO A review of FAO's Achievements in Forest Resources Assessment and a Strategy for Future Development. Paper presented at "FAO Expert Consultation on Global Forest Resources Assessment 2000". 1996. Finland.

58. Finkeldey R., Bonfils P. Genetische Variation in Eichenbestanden (Que reus spp.) der Schweiz. In: 24. Intern. Tag. AG Forstgenetik Forstpflanzen-zuchtung, Pirna, 14. 16.03.2000, S. 212-215.

59. Fisher R.A. The Genetical Theory of Natural Selection. Oxford, Clarendon Press, 1930. (Slightly revised, 1958, Dover.) 38 p.

60. Flor H.H. Inheritance of pathogenicity in Melampsora lini // Phytopathology, 32,1942. P. 653-669.

61. Flor H.H. The complementary genetic systems in flax and flax rust // Adv. genetics., 1956. P. 29-54.

62. Flor H.H. Genetic controls of host-parasite interactions in rust diseases // Plant Pathology. Madison. Univ. Wisconsin Press, 1959. P. 132-144.

63. Flor H.H. Current status of the gene-for-gene concept // Ann. Rev. Phytopathol., 9,1971. P. 275-296.

64. Fowelles H. A. Service of forest trees of the United States // Agriculture Handbook N 271. Washington, 1965. - 762 p.

65. Furukoshi Т., Kurinobu S. A provenance trial of Pinus strobus in Central Japan // Forest Plants and Forest Protection. Ljubljana, 1986.- P. 1-12.

66. Gayer K. Der gemischte Wald, seine Begrundung und Pflege, insbesondere durch Horst- und Gruppenwirtschaft. Parey, Berlin. 168 p.

67. Gohre K., Wagenknecht E. Die Roteiche und ihr Holz. Berlin, Deutscher Bauernverlag, 1955. 310 S.

68. Hertel H., Zaspel I. Investigations on vitality and genetic structure in oak stands. Ann. Sci. For. 53, 1996. S. 761-773.

69. Holzer K. First results of a small provenance trial with Pinus strobus and P. strobiliformis near Vienna // Forest plants and forest protection / Proc. 18-th. IUFRO World Congress. Div. 2. Ljubljana, 1986, N 1. - P. 23-30.

70. ISCI Background document. Intergovernmental Seminar on Criteria and Indicators for Sustainable Forest Management. 1996. Helsinki, Finland.

71. Katzel R. Erhaltung forstlicher Genressourcen als Beitrag zur Sicherung der biologischen Vielfalt im Land Brandenburg // Beitrage fair Forstwirtschaft und Landschaftsokologie. 2/ 2002. S. 61- 64.

72. Kopp D. & Schwanecke W. Standortlich-naturraumliche Grundlagen okologiegerechter Forstwirtschaft. Berlin: Deutscher Landwirtschaftsverlag, 1994. 248 S.

73. Kurth H. Forsteinrichtung. Nachaltige Regelung des Waldes. Berlin: Deutscher Landschafsverl., 1994.-592 S.

74. Latke H., Braun H., Richter G. Pinus рейсе Griseb eine erfolgversprechende Alternativbaumart fiir die Schadgebiete des oberen

75. Erzgebirges // Soz. Forstwirt. 37. S. 279-282.

76. Mayr H. Fremdlandische Wald und Parkbaume fur Europa. Berlin: Verlag P. Parey. 1906. Т. VIII. 622 S.

77. Minsek D. The Future of Forest Management Based on Research Results from Virgin Forests // 19. IUFRO World Congress, Montreal, Vol. 1, 1990.- P. 107-115.

78. Muhs H.-J. Measures for the conservation of forest gene resources in Federal Republic of Germany. In: Genetic Effects of Air Pollutants in Forest Tree Populations. Berlin: Springer Verlag, 1989. P. 188-198.

79. Nambiar Sadandan E.K. Introduction // Site Management and Productivity in Tropical Plantation Forests. Pietermaritzburg, South Africa, 1998. P. 1-3.

80. Namkoong G. Acontrol concept of gene conservation. Silvae Ge-netica 33., 1984.- P. 160-163.

81. Nedjalkov S., Krastanov K.R. Zur Frage der Feststellung des Wachstumganges und der Ertragsfahigkeit der WeiBen Mura (Pinus рейсе Griseb.). Sofia. 1962.

82. Nedjalkov S. Die Pinus рейсе in Bulgarien // Zeitschrift fiir Forstwesen, H. 11. 1963. - S. 654.

83. Ott M. Das forstliche Nachhaltigkeitsprinzip Wurzeln und Entwicklung // Nachhaltigkeit der Landnutzung. - DLV Berlin, 1995. - S. 1126.

84. Otto H.J. Fremdlandische Baumarten in der Waldbauplanung -dargestellt am Beispiel der Niedersachsischen Landesforstverwaltung // Forstund Holz. Hannover, 1993, N 16. - S. 454-456.

85. Otto H.J. Die forstlichen Entwicklungen und Ziele einer naturnahen Waldpflege // AFZ, 45. 1990. S. 723-726.

86. Paul F. Beitrage zu den Grundlagen der Forstokonomik. In Schriftenr. f. Forstokonomie, H. 1, Berlin: Dt. Bauernverl., 1958. 181 S.

87. PCC (Programme Co-ordinating Centre) 1998: Manual on methodologies and criteria for harmonised sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. BFH, UN/ECE, Hamburg, Geneva.

88. Person C. Gene-for-gene relationships in host parasite systems // Canad. J. Bot. 37, 1959. P. 1101-130.

89. Person C., Samborski D.J. and Rohringer R. The gene-for-gene concept//Nature 194, 1962. P. 561-562.

90. Pommerening A., Biber P., Stoyan D., Pretzsch H. Neue Methoden zur Analyse und Charakterisierung von Bestandesstrukturen // Forstw. Cbl. 119. 2000 - S. 62-78.

91. Pretzsch H. Analyse und Reproduktion raumlicher Bestandesstruktu-ren. Methodische Uberlegungen am Beispiel niedersachsischer Buchen-Larchen-Mischbestande. Centralblatt fur das gesamte Forstwesen 112 (1995) 2.-S. 91-117.

92. Pretzsch H. Structural diversity as a result of silvicultural operations. Lesnistvi-Forestry 10, 1998. S. 429-439.

93. Rajanow S., Nuys G., Schroder J. Rumelische Kiefer // Der Wald, 1995, N 2.-S. 60-63.

94. Richards F.J. A Flexible Growth Function for Empirical Use // Journal of Experimental Botany. 1959,10. 12. P. 290-300.

95. RichterA. Zur Ethik im Forstberuf // Beitrage fur Forstwirtschaft und Landschaflsokologie, 1993,N. l.-S. 14-17.

96. Rohe P., Mehl M., Gehlhar U., Shulz H. Die forstlich wichtigsten nichtheimiscen Baumarten in Mecklenburg-Vorpommern // Beitrage fur

97. Forstwirtschaft und Landschaftsokologie. 3/ 2002. S. 150-179.

98. Scamoni A. Waldgesellschaften und Waldstandorte. Berlin-Akademie-Verlag, 1954. 186 S.

99. Shannon C.E. The mathematical theory of communication // Univ. Illinois Press, Urbana, 1948. pp. 3-91.

100. Scholz P., Gregorius H.R., Rudin D. Genetic Effects of Air pollutants in Forest Tree Populations. Berlin: Springer Verlag, 1989. 201 p.

101. Schulz U. Beitrage zur heimischen Biodiversitat Wirbellose Tiere in Natur- und Wirtschaftswaldern // Beitrage fur Forstwirtschaft und Landschaftsokologie, 1998, N. 2. - S. 52-59.

102. Stephan B.R. The IUFRO experiment on resistance of white pines to blister rust (Cronartium ribicola) in northern Germany // Forest plants and forest protection / Proc. 18-th IUFRO World Congress. Div. 2. Ljubljana, 1986, Nl.-P. 80-89.

103. Stephen B.R. and Krusche D. Genetic variation of resistance to Lo-phodermium needle cast in Scots pine progenies of intraprovenance and inter-provenance crossing // USDA, Forest Service, general Technical Report. -1986.-N50.-P. 28-34.

104. Stern K. Genetik fur Forstwirte. Stockholm: Inst, fur Okogen., 1970.-208 S.

105. Stocker G. Totholztypen in Entwicklungsphasen naturnaher Fichtenwalder (Anwendungsbeispiele) // Beitrage fur Forstwirtschaft und Landschaftsokologie, 1998, N. 2. S. 70-77.

106. Stocker G., Rommerkirchen A. Beitrage zur Strukturanalyse naturlicher und forstlich bestimmter Fichten-Okosysteme im Nationalpark

107. Hochharz // Beitrage fur Forstwirtschaft und Landschaflsokologie. 1/ 2002. S. 6-13.

108. Tauchnitz E. Wald, Forstpolitik und Marktwirtschaft // AFZ / Der Wald. 13/1998. S. 684-685.

109. Toit В., Smith C., Carison C., Esprey L., Allen R., Little K. Euca-lypt and Pine Plantations in South Africa // Site Management and Productivity in Tropical Plantation Forests. Pietermaritzburg, South Africa, 1998. P. 23-30.

110. Walter F., Paul F. Forstokonomie, Forstwirtschaft. 1. Aufl. Berlin: Dt. Landwirtschaftsverl. 1984,2. Aufl. 1990.-223 S.

111. Vahrson W.-G. Landschaftsmonitoring einige Grundgedanken und Konzeptionen // Naturschutzbezogenes Monitoring von Landschaften. Band 2. DLV Deutscher Landwirtschaftsverlag Berlin, 1998. - S. 9-20.

112. Vossing A. Der deutsch-polnische Nationalpark "Unteres Odertal" // Beitrage fur Forstwirtschaft und Landschafisokologie, 1993, N. 1. S. 40-42.

113. Wegener U. Nationalpark Hochharz mit Brocken. Erfurt: Verlag und Druckerei Fortschritt GmbH. 60 S.

114. Walter F., Paul F. Forstokonomie, Forstwirtschaft. 1. Aufl. Berlin: Dt. Landwirtschaftsverl. 1984,2. Aufl. 1990.-223 S.

115. Wegener U. Nationalpark Hochharz mit Brocken. Erfurt: Verlag und Druckerei Fortschritt GmbH. 60 S.

116. Wolf B. Daten von gestern fur Fragen von heute und Entscheidungen morgen? // Beitrage fur Forstwirtschaft und Landschafisokologie. 3/2002, Band 36. S. 111-115.

117. Zaspel I. Waldschaden und genetische Strukturen in Bestanden einheimischer Eichenarten / I. Zaspel, H. Hertel, T. Stauber // Beitrage fiir Forstwirtschaft und Landschaftsokologie. 3/2002, Band 36. S. 111-115.

118. Zaspel I., Hertel H., Stauber T. Waldschaden und genetische Strukturen in Bestanden einheimischer Eichenarten // Beitrage fur Forstwirtschaft und Landschaftsokologie. 3/ 2002. S. 111-115.