Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Антропогенная трансформация биоты экосистем горного региона (на примере Кабардино-Балкарии)

ВАК РФ 11.00.05, Биогеография и география почв

Автореферат диссертации по теме "Антропогенная трансформация биоты экосистем горного региона (на примере Кабардино-Балкарии)"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи

САРАВАЙСКИЙ Аркадий Львович

АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ БИОТЫ ЭКОСИСТЕМ ГОРНОГО РЕГИОНА (НА ПРИМЕРЕ КАБАРДИНО-БАЛКАРИИ)

11.00.05. — Биогеография и география почв

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

МОСКВА — 1994

Работа выполнена в лаборатории биогеографии Института географии Российской Академии цаук

Научный руководитель: кандидат географических наук, старший научный сотрудник Р. И. Злотин

Официальные оппоненты: доктор географических наук, ведущий научный сотрудник Л. И. Мухина

Ведущая организация: Географический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

в ¿у . час. на заседании Специализированного совета д.003.19.01 по специальности 11.00.05. «Биогеография и география почв» при Институте географии РАН (109017, Москва, Старомонетный пер., 29)

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ИГ РАН.

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник А. Б. Савинецкий

Зашита диссертации

состоится

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат географических наук

Т. П. Куприянова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Деятельность человека является одшш из ведущих факторов современной динамики биосферы. Традиционный в недавнем прошлом взгляд на отношения общества и природы как на «взаимодействие» сейчас теряет свою состоятельность. Масштабы и технологический уровень антропогенного пресса придают воздействиям человека черты направленного преобразования природных экосистем.

Горные территории в силу особенностей ландшафтной организации в наибольшей степени подвержены деструктивным изменениям в результате хозяйственной деятельности. В то же время здесь еще сохранились участки относительно ненарушенной природы, представляющие собой важнейший резерв биосферы. Поэтому познание закономерностей антропогенной динамики биотических комплексов горных регионов становится весьма актуальным, особенно с учетом проблем глобальных изменений природной среды и сохранения биоразнообразия.

Природа Кабардино-Балкарии на протяжении тысячелетий испытывала разнообразное воздействие человека. В результате ландшафты региона оказались в той шш иной мере трансформированными, площади ненарушенных экосистем сильно сократились, их отдельные типы практически полностью исчезли. Современное состояние природной среды на территории Кабардино-Балкарии требует срочного предотвращения негативных последствий воздействия человека, сохранения и восстановления природных биотических комплексов.

Цель и задачи исследования. Основная цель исследования -- выявление географических закономерностей антропогенной трансформации экосистем горного региона на примере Кабардино-Балкарии.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

— выявить специфические черты экосистем и экосистемного покрова (ЭП) горных регионов,

— охарактеризовать структуру восстановленного экосистемного покрова Кабардино-Балкарии,

— выявить формы деятельности человека, принципиально изменившие структуру регионального экосистемного покрова,

— провести ретроспективный анализ природопользования в Кабардино-Балкарии и выявить основные этапы трасформации экосистемного покрова,

— установить характер антропогенных изменений биоты основных типов природных экосистем региона,

— проанализировать пространственную структуру современного эко-системного покрова и выявить ее внутрирегиональные особенности,

— дать предложения по оптимизации региональной сети охраняемых природных территорий (ОПТ).

Научная новизна. По результатам работы установлено, что специфические черты горных территорий, а также особенности антропогенной трансформации природы гор обнаруживаются не столько на уровне конкретных (элементарных) экосистем, сколько на уровне их пространственных сочетаний. При этом впервые при анализе региональных эко-лого-географических проблем использовано представление о бассейнах, как о пространственной основе антропогенной дифференциации и динамики экосистемного покрова в горах. Для территории Кабардино-Балкарии впервые проведен детальный эколого-географнческий анализ трансформации всех типов высотно-поясных экосистем. В результате ретроспективного анализа природопользования выделены основные этапы преобразования экосистем региона.

Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическое значение работы заключается в ее подходах к анализу географического пространства. В работе показана некоторая ограниченность классической высотно-поясной модели горных территорий при анализе хорологических закономерностей антропогенной трансформации экосистемного покрова и актуальность с этой точки зрения «бассейновой» модели.

Практическое значение работы заключается в выявлении на территории Кабардино-Балкарии экосистем, находящихся под угрозой исчезновения и в разработке предложений по оптимизации региональной сети ОПТ. Материалы работы были использованы в ЦНИИП Градостроительства при разработе ТЕРКСОП КБ АССР, при составлении учебного атласа Кабардино-Балкарии. Также они могут быть использованы при составлении регионального Кадастра исчезающих экосистем, при решении проблем природопользования в горных областях, в частности

— при осуществлении процедур комплексной оценки воздействия на окружающую среду ,(ОВОС).

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на заседании секции физической географии Московского филиала ВГО (1989), на конференции «Проблемы горного природопользования» (Барнаул, 1989), на международной конференции по геоэкологии (Цахкадзор, 1989), на международных конференциях «Охрана видов среднегорий» (Бад-Бланкенбург, Германия, 1992, 1993), а также на заседаниях лаборатории биогеографии ИГ РАН в 1988—1994 гг. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, заключения и приложения. Общий объем диссертации: стра-

ниц«. , в т.ч. страниц текста. Работа иллюстрирована ¿9 ри-

сунками и X таблицами. Список использованной литературы включает наименований, в т.ч. 20 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ.

Основные понятия. ЭКОСИСТЕМА (конкретная экосистема) — комплекс взаимосвязанных и взаимозависимых популяций бионтов и изменяемой ими в процессе жизнедеятельности абиотической среды (Исаков, Панфилов, 1984). ЭКОСИСТЕМНЫЙ ПОКРОВ — пространственное сочетание конкретных экосистем. АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЭКОСИСТЕМ — а) воздействие человека на природные экосистемы, б) изменения экосистем в результате воздействия.

Типология антропогенных воздействий на экосистемы. В работе проведена типология форм деятельности человека, выявленных в Кабардино-Балкарии (табл. 1). При этом были использованы классификация воздействий, основанная на различиях в стратегии человека по отношению к биоте (Исаков и др., 1980) и группировка типов природопользования по территориальному охвату (Рунова и др., 1993).

Типология трансформированных экосистем. На охваченной антропогенным воздействием территории нами выделяются следующие основные типы экосистем: природные экосистемы (в т.ч. «неореликты» и природные экосистемы в состоянии антропогенного субклимакса), полуприродные экосистемы, антропогенные экологические комплексы (АЭК). Каждому из названных типов экосистем присущи специфические черты структуры, функционирования и динамики (Исаков и др., 1980; Исаков и др., 1986).

Основные закономерности дифференциации природы гор. В формировании главных черт горной природы ведущую роль играют: а) общепланетарная закономерность дифференциации географической оболочки — изменение гидротермического режима с высотой, б) морфологические особенности самих горных массивов и в) географическое положение горных систем. Действие первых двух факторов обусловливает проявление высотной поясности, а в комплексе с третьим — многообразие спектров поясности (Герасимов, Зимина, 1986; Федина, 1972). Спектр поясности является моделью, которая показывает изменение природной среды и ее компонентов в вертикальном направлении (в пределах «идеального склона»), но не отражает горизонтальной структуры горной территории, соответствующей отдельному поясу или спектру в целом.

На наш взгляд, оптимальным для выявления закономерностей горизонтальной структуры горных территорий регионального масштаба, а также пространственной структуры деятельности человека в горах, является подход к анализу географического пространства, получивший развитие в работах Н. А. Гвоздецкого (1973, 1979, 1980), К. Н. Дьяконова

Таблица 1. Типология антропогенных воздействий, выявленных на территории Кабардино-Балкарии.

ФОРМЫ

ВОЗДЕЙСТВИИ

РАСПАШКА

РУБКИ ЛЕСОВ

выпас;-

умеренный

интенсивный в т. ц.скотопрогон

СЕНОКОШЕНИЕ

открытые ГОРНЫЕ РАЗРАБОТКИ СТРОИТЕЛЬСТВО жилых зданий коммуникаций-РЕКРЕАЦИЯ (прогулочная) ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

ВЫБОРОЧНОЕ ИЗЪЯТИЕ КОМПОНЕНТОВ БИОТЫ (охота, сбор ягод)

ВНЕСЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ БИОТЫ (интродукция, акклиматизация )

ИЗМЕНЕНИЕ ВОДНОГО РЕЖИМА (орошение, осушение)

ТИП СТРАТЕГИИ ПО ОТНОШЕНИЙ К БИОТЕ

НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ■АКЦЕПТОР" ВОЗДЕЙСТВИЯ

ПО ОХВАТУ ТЕРРИТОРИИ

СОЗДАНИЕ ОПТ и природоохран ные мероприяти

1 охрана и восстановление (в т. ч. в целях дальнейшего использования) экосистем и их биоты,

2 -— использование биологических ресурсов природных и преобразованных экосистем,

3 — опосредованное воздействие на биоту путем изменения местообитаний,

I биота, II - воздушная и водная среда, III -- почвы и литогенная основа.

а фоновые формы, б локальные и очаговые формы, В линейные формы.

(1972, 1973), Ф. Н. Милькова (1966, 1967, 1971), Д. В. Панфилова (1980, 1984), А. Ю. Ретеюма (1970, 1971, 1972). Он основан на принципе динамической сопряженности и функциональной целостности типологически и генетически разнородных систем, объединенных потоками вещества и энергии. С учетом широкого распространения и активной средо-образующей роли абиотических гравитационных потоков (в форме специфических для гор экзодинамических процессов) горная территория в горизонтальном направлении может быть рассмотрена как сочетание отчетливо выраженных бассейнов.

Характерные черты структуры и функционирования экосистем горных регионов. Сравнительный анализ типологически сходных экосистем гор и равнин не обнаруживает принципиальных различий между ними. Такие экосистемы сопоставимы по показателям продуктивности, запасам фи-то- и зоомассы, интенсивности гетеротрофных процессов, имеют сходные спектры экобиоморф, трофическую структуру, ярусное строение фитоценозов и т.д. (Злотин, 1975).

Более контрастно горная специфика выражена в пространственной организации экосистем: в распределении по горной территории видов, популяций и сообществ, а также в структуре их пространственных сочетаний (Баденков и др., 1986; Белоновская и др., 1984; Воронов, 1985; Залиханов, Коломьщ, 1984; Мамытов, 1982; Онипченко и др., 1986). В частности, для ЭП горных регионов характерна более жесткая пространственная интеграция элементарных экосистем в комплексы бассейнового типа (биогеосистемы (Панфилов, 1984)).

Основные закономерности антропогенного воздействия на горные экосистемы. Экологический аспект является ведущим для большинства исследований, посвященных воздействию человека на природу гор. При этом одним из главных выводов является представление об ускорении деградации горных экосистем и их повышенной по сравнению с экосистемами равнин уязвимости к антропогенному воздействию (Баденков и др., 1988; Бероев, 1985; Кобахидзе, 1985; Котляков, Супруненко, 1979; Мамытов, 1982; Чупахин, 1982; Gigon, 1983; Hewitt, 1988; Ives, Messerli, 1984; Messerli, 1983 a, 6; Winiger, 1983 и др.). В то же время с точки зрения пространственной структуры трансформированного ЭП различия гор и равнин, на наш взгляд, будут не менее контрастны.

При анализе антропогенного воздействия в горах на первый план выходит представление о доступности территории для хозяйственного освоения. В горах распространение воздействия значительно сильнее, чем на равнинах, лимитируется характером рельефа. В результате деятельность человека часто локализована лишь на немногих доступных участках, где резко возрастают нагрузки вследствие совпадения разных форм воздействия и ускоряются деградационные процессы.

Характерной чертой деятельности человека в горах является четкая привязанность пространственной структуры воздействия к бассейнам горных рек, особенно к их осевым частям и притокам первого порядка. В процессе хозяйственной деятельности более актуальным является взгляд на горную территорию как на совокупность бассейнов, чем как на

систему высотных поясов, с которыми прежде всего связано наличие определенных ресурсов и условий для их освоения.

Материалы и методика. Для решения поставленных задач в работе использовались разнообразные материалы: полевые данные, карты, фондовые и литературные материалы. Полевые материалы собирались автором в составе Кавказского экосистемного отряда ИГ АН в течение 1988 1989 гг. Маршрутными наблюдениями охвачена почти вся территория Кабардино-Балкарии. Составлено более 150 описаний экосистем, включающих характеристику абсолютной высоты, формы рельефа, экспозиции, современного растительного покрова и почв, форм и степени антропогенного воздействия. В поясе предгорных широколиственных лесов и в среднегорном лесо-лугово-степном поясе специальные исследования были посвящены влиянию антропогенных факторов на структуру, численность и биотопическое распределение мелких млекопитающих. В местах учетов по стандартной методике ловушко-линий было отработано более 4000 ловушко/суток и поймано 595 зверьков 12 видов. Обработка материалов учетов включала определение относительной численности отдельных видов и общей для биотопов, составление диаграмм, показывающих участие каждого вида в населении природных и трансформированных биотопов, а также схем, отражающих процесс изменения населения мелких млекопитающих на фоне трансформации растительности. Структура териокомплексов при этом рассматривалось как один из индикаторов состояния экосистем.

В зоне отдыха г. Нальчика было исследовано влияние прогулочной рекреации на экосистемы буковых лесов. Использовалась методика изучения рекреационных экосистем (Казанская и др., 1977). Было сделано 12 описаний растительности на площадках 20 х 20 кв. м вдоль пешеходной тропы на протяжении около 1 км (по мере снижения рекреационной нагрузки). На каждой из площадок проводился подсчет деревьев главного яруса, подлеска и возобновления, определялись состав и состояние травяного покрова, отбирались образцы подстилки, которые затем разбирались на структурно-размерные фракции и определялось соотношение фракций в каждом образце. Анализ полученных данных позволил выделить стадии трансформации экосистем буковых лесов в результате рекреационного воздействия.

Кроме полевых данных в работе использованы обширные фондовые, картографические и литературные материалы. Для определения структуры современного и восстановленного ЭП использовались геоботанические, ландшафтные и топографические карты Кабардино-Балкарии и всего Большого Кавказа масштаба от 1:100.000 до 1:1.000.000, в т.ч. карты 19 века, карты землепользования масштаба 1:100.000 и 1:200.000. Для определения изменения площади различных типов экосистем и характера трансформации их компонентов использовались данные по динамике землепользования и лесного фонда Госагропрома и Минлес-хоза Кабардино-Балкарии, данные геоботанических исследований горных пастбищ и сенокосов Института Севкавгипрозем, материалы республиканской Главохоты. На основе проведенного анализа подготов-

лево более 20-ти картосхем, диаграмм и графиков, отражающих изменение структуры ЭП региона за исторический период, а также составлены схемы рядов трансформации биоты основных типов высотно-поясных экосистем.

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ПРИРОДЫ КАБАРДИНО-БАЛКАРИИ. СТРУКТУРА ВОССТАНОВЛЕННОГО ЭКОСИСГЕМНОГО ПОКРОВА.

Территория Кабардино-Балкарии, занимающая центральную часть северного макросклона Большого Кавказа, имеет достаточно сложное, но в то же время типичное для горных областей альпийского возраста строение. В пределах республики в интервале абсолютных высот от 150 до 5642 м отчетливо выражены все геоморфологические ступени от подгорной равнины до высокогорий. Здесь выделяются два варианта поясности — Терский и Эльбрусский (Белоновская и др. 1984) — соответствующие различным орографическим и климатическим условиям. Деятельность текучих вод и ледников, активные гравитационные процессы привели к ярко выраженному «бассейновому» строению поверхности региона. Все это обосновывает выбор Кабардино-Балкарии (КБ) в качестве модельной горной территории.

Описание восстановленного ЭП отражает его структуру к моменту появления в КБ первых поселений человека (около 12—14 тыс. лет назад). Выделено 23 типа первичных экосистем (5 для подгорной равнины, 3 — для предгорий и 15 — для горного субрегиона) и даны характеристики их структуры и распространения. Наиболее характерные черты восстановленного ЭП:

— высокая доля участия травяных (в основном — степных) и лесных экосистем на подгорной равнине (сухих злаковых и умеренно-засушливых разнотравно-злаковых степей, приречных лесов),

— присутствие хорошо выраженного пояса широколиственных (дубовых, дубово—грабовых) лесов в предгорьях, особенно соответствующих Терскому варианту поясности,

— значительно более широкое распространение лесных экосистем в горном субрегионе (в частности — проникновение буковых лесов по долине Черека до 1900—2000 м, более обширные площади березовых (особенно в бассейне Малки) и сосновых лесов (на днищах и южных склонах долин)),

— более высокое (на 300—500 м) по сравнению с современным положение верхней границы леса, особенно на северном склоне Скалистого хребта,

— присутствие характерных, хотя и занимавших относительно небольшие площади, реликтовых экосистем субальпийских высокотравий, особенно на Скалистом хребте,

— значительно более широкое распространение в субальпийском и среднегорно-лесном поясах экосистем мезофильных разнотравных лу-

гов, лугов с доминированием костра пестрого, вейника тростниковид-ного и других мезофильных злаков,

— широкое распространение и разнообразие мезоксерофильных травяных экосистем (остепненных лугов и лугостепей), формировавших хорошо выраженный пояс в средне-низкогорьях и предгорьях Эльб-русского варианта поясности.

ГЛАВА 3. ЭТАПЫ ОСВОЕНИЯ ЧЕЛОВЕКОМ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ КАБАРДИНО-БАЛКАРИИ.

В данной главе на основе литературных (Акритас, 1955; Жакомнхов, 1965, 1967; Иессен, 1941; История Кабардино-Балкарии.., 1967; Крупнов, 1957; Серебряный и др., 1981) и картографических источников проведен ретроспективный анализ природопользования и выделены четыре этапа, отличающихся формами, интенсивностью и распространением антропогенных воздействий.

1 ЭТАП (12—10 тыс. лет до н. э. — середина-конец 3-го тыс. до н. э.): характерен низкий уровень воздействия на природу при локальном характере древнего расселения. Основные формы воздействия — охота и собирательство, но уже в середине 3-го тыс. до н. э. появляются первые формы земледелия и скотоводства.

2 ЭТАП (конец 3-го тыс. до н. э. — рубеж 2—1 тыс. до н. э.): ведущей формой хозяйства становится отгонное животноводство, которое уже к 7-му в. до н. э. распространилось из предгорий на пастбища высокогорий и подгорной равнины. Характерны относительно умеренные нагрузки на используемые угодья.

3 ЭТАП (7—4 в. до н. э. — конец 17—начало 18 в.): эпоха совершенствования традиционных форм хозяйства — отгонного животноводства, сенокошения, выжигания и рубок лесов, очагового земледелия. Для равнинно-предгорньгх пастбищ характерно периодическое возрастание нагрузок вслед за экспансиями кочевников (с 7 в. до н. з. по 4—5 в. н. э.), а также существенное расширение площади распашки в период господства аланов (с 4—5 по 11—12 в. н. э.). К 14 в. завершается переход от скотоводческо-земледельческого хозяйства аланов к скотоводческому хозяйству кабардинцев и балкарцев. Антропогенный пресс относительно умеренный, региональная система природопользования соответствует природной структуре и ресурсному потенциалу региона.

4 ЭТАП (с начала 18 в.): период коренных сдвигов в структуре природопользования и быстрого роста нагрузок на экосистемы. Для 19 в. характерен рост пахотных угодий в равнинной части Кабарды, что в итоге привело к выпадению из региональной системы выпаса равнинных и предгорных пастбищ и резкому возрастанию нагрузок на горные угодья. Середина 19 в. - 20-е г. г. нашего века — время первого в истории региона антропогенного «натиска» на природу, сопровождаемого вырубкой равнинных и предгорных лесов, сокращением площади кормовых угодий за счет распашки, активным транспортным строительством. В 30-х г. г. — еще более резкое усиление антропогенного пресса в период коллективизации и общей стратегии «покорения природы» в

годы первых пятилеток. Характерны почти полная распашка подгорной равнины и предгорий, создание систем орошения, активные рубки горных буковых лесов, широкомасштабное строительство коммуникаций, начало рекреационного освоения высокогорий. В последующие 30—35 лет — стабилизация интенсивности природопользования. К 50—70-м г. г. прекращается прирост посевных площадей, снижается объем лесозаготовок, замедляется рост поголовья скота. Начавшееся в конце 50-х г. г. интенсивное развитие рекреационного хозяйства в высокогорьях завершило процесс формирования современной пространственной структуры природопользования.

ГЛАВА 4. ТРАНСФОРМАЦИЯ БИОТЫ ЭКОСИСТЕМ КАБАРДИНО-БАЛКАРИИ.

Глава посвящена анализу процессов трансформации биоты всех типов первичных экосистем, затронутых воздействием человека. Прослеживаются стадии смен растительности, изменения животного населения под влиянием различных форм воздействия.

ЭКОСИСТЕМЫ ПОДГОРНОЙ РАВНИНЫ. До середины 19 в. ведущими формами воздействия здесь были выпас и рубки в приречных лесах. В результате длительного умеренного выпаса на месте экосистем сухих злаковых степей формировались полынно-злаковые, а при более интенсивной нагрузке — полынные сообщества. Выборочные рубки (часто в сочетании с выпасом) трансформировали приречные леса в кустарниковые заросли, на месте полностью сведенных лесов появлялись вторичные травяные экосистемы, используемые под пастбища. Позже основной формой воздействия стало земледелие. В результате распашки целинных степей и вторичных лугов подгорная равнина превратилась в почти сплошной массив агроэкосистем («полевой биом» (Исаков и др., 1980).

Животное население равнинных экосистем претерпело существенные изменения, главным образом, вследствие коренной трансформации природных местообитаний. Сократилась численность типичных степных, полупустынных и пустынных видов, особенно связанных с почвой и травяным ярусом (малого суслика, обыкновенного слепыша, дрофы, серой куропатки, ушастой круглоголовки). Доминирующее положение заняли звритопные формы, освоившие агроландщафт (домовый воробей, деревенская ласточка, обыкновенная и общественная полевки). Прямое истребление привело к резкому падению численности крупных промысловых копытных (косули, кабана) и птиц (фазана). В то же время создание лесополос способствовало обогащению животного населения дендрофильными формами (особенно характерно для населения птиц),

ЭКОСИСТЕМЫ ПРЕДГОРИЙ. Предгорья представляют собой полосу наиболее древнего и плотного расселения, антропогенные нагрузки здесь разнообразнее и интенсивнее, чем на равнине. Основные формы воздействий — рубки лесов, распашка, выпас и сенокошение, строительство. В результате рубок практически исчезли экосистемы дубово-грабо-

вых лесов. Им на смену пришли вторичные дикоплодовые древостой, кустарниковые комплексы и вторичные луга (в основном с доминированием полевицы), используемые под выпас и сенокошение. Выпас под пологом во вторичных лесах уничтожал травостой, подлесок и подрост и придавал лесным насаждениям парковый облик. Близкий эффект наблюдается и при рекреационном воздействии. В результате нижняя граница леса в КБ сдвинута сейчас в сторону гор в среднем на 1,5—2 км. Выпас в злаково-равнотравных степях приводил к выпадению из травостоя мезо-фильного разнотравья и образованию разреженных сорно-бурьянных комплексов с доминированием свинороя или полыни. При перевыпасе формировались рудеральные сообщества с преобладанием бодяка, чертополоха. Сенокошение как правило повышало в травостое долю злаков — костра кровельного, овсяницы луговой, бородача. Распашка первичных прямокострово-разнотравных луговых степей и овсяницево-раэнот-равных остепненных лугов приводила (после прохождения стадий агро-ценозов и залежей) к формированию более ксерофитных кострово-разнотравных луго-степных и пырейно-овсяницево-разнотравных осте-пненно-луговых комплексов, которые в свою очередь использовались под выпас и сенокошение. В результате перевыпаса в этой части предгорий (например, на Зольских пастбищах) обширные площади сейчас занимают ассоциации, соответствующие крайним стадиям пастбищной дигрессии (с резким доминированием непоедаемого и ядовитого разнотравья: чемерицы, манжетки, шалфея). В местах интенсивного прогона скота растительный покров полностью уничтожен.

Трансформация животного населения связана со снижением характерного для предгорий природного разнообразия местообитаний, исчезновением естественных экотонов (оптимальных биотопов для большинства животных), формированием общего для равнины и предгорий биотопического фона (агроландшафта). Также как и на равнине здесь практически исчезли крупные хищные и копытные млекопитающие (благородный олень, зубр, медведь). Вслед за снижением площади широколиственных лесов сократился ареал многих типичных лесных, в т. ч. дендрофильных видов (дубонос, зяблик, зеленушка, соня-полчок, лесной кот, обыкновенная бурозубка). К условиям агроландшафта наилучшим образом адаптировались эвритопные формы, составлявшие ранее ядро животного населения лесостепи (полевая, домовая и лесная мыши, заяц-русак, деревенская ласточка, серая славка, жулан). При этом нередко в антропогенных биотопах животные достигают более высокой численности, чем в природных, что весьма характерно для воробьиных птиц (Журалев, 1990) и также подтверждается нашими данными по мелким млекопитающим (рис. 1).

ЭКОСИСТЕМЫ ГОРНОГО СУБРЕГИОНА. Воздействие человека на экосистемы горной части КБ отличается сложной пространственной структурой и преобладанием традиционных форм хозяйства — выпаса, сенокошения, рубок лесов.

Выпас в течение многих веков является одним из ведущих факторов динамики почти всех типов травяных экосистем горной части КБ. В альпийском поясе пастбищное воздействие привело к сокращению пло-

о

- полевая мышь

- мышь—малютка

- кустарниковая полевка

- обыкновенная полевка

- соня-полчок

- кавказский крот

- лесная мышовка

средняя суммарная уловястость

лесяая мышь гудаурская полевка

дагестанская полевка

лесная соня кавказская бурозуока

кавказская малая бурозуока

| ■ [ - горный суслик }| | Ц | - ломовая мышь

Рис. 1. Трансформация населения мелких млекопитающих в экосистемах: А. — широколиственных лесов предгорий, Б. — лесо-лугово-степного пояса среднегорий.

"ИГ- вырубка деревьев главного яруса и разрастание кустарника -••-••— сплошные рубки в сочетании с умеренным выпасом ------создание агроценозов на месте лесов

--интенсивный выпас и прогон скота на месте вырубленного леса

...........- создание каменных изгородей на выпасаемых лугах

А.: 1. - предгорный дубово-грабовый лес, 2. - вторичный лес из дикоплодовых пород, 3. - стравленный луг с куртинами кустарника, 4. - кукурузное поле (до уборки).

Б.: 1. - сосново-березовый лес, 2. - заросли кустарника на границе леса и выпасаемого луга, 3. - интенсивно выпасаемый луг, 4. - каменная изгородь, заросшая сорными травами.

щадей низкотравных (разнотравно-осоково-злаковых) лугов и разнотравных альпийских ковров и замене их вторично-разнотравными и манжетковыми комплексами.

В субальпийском поясе следствием многовекового выпаса является сильное сокращение площадей мезофильных разнотравных, пестрокост-ровых, вейниковых и вейниково-разнотравных лугов, уникальных экосистем высокотравий и широкое распространение на их месте вторичных пестроовсяницевых лугов и манжетковых «ковров». Результатом сочетания выпаса и рубок лесов под кормовые угодья и на топливо является почти повсеместное понижение верхней границы леса и нарушение природной структуры этого важного естественного экотона. Сократились площади сосновых и березовых лесов, рододендроновых зарослей, на месте которых распространились вторичные травяные экосистемы.

В среднегорно-луговом поясе Эльбрусского варианта поясности в результате выпаса сократился ареал первичных прямокострово-разнот-равных, низкоосоковых и коротконожковых луговых степей и осгепнен-ных лугов, замещенных вторичными комплексами с преобладанием тонконога, типчака, ковылей, губоцветных. Современное расширение ареала экосистем нагорных ксерофитов также связано с воздействием домашнего скота.

Терский вариант поясности отличается от Эльбрусского наличием пояса среднегорных широколиственных лесов. Ведущие формы воздействия здесь — сплошные и выборочные рубки. В результате сократился почти на 30% ареал горно-лесных экосистем (за счет расширения площади пастбищ, сенокосов и агроценозов), а также ухудшилось состояние сохранившихся древостоев. Сейчас в близком к природному состоянию находятся лишь лесные массивы наиболее крутых склонов в интервале 900—1300 м, а также некоторые высокогорные варианты буковых лесов. В местах контакта с пастбищами и, особенно, вблизи населенных пунктов лесные экосистемы находятся в состоянии наиболее сильной деградации.

В последнее время существенным фактором трансформации лесных экосистем стала рекреационная деятельность. Установлено, что в экосистемах буковых лесов, несмотря на визуально воспринимаемую сохранность главного древесного яруса, уничтожение подроста и вытаптывание подстилки, вызывающие массовую гибель буковых семян (рис. 2), значительно снижают, а часто и исключают нормальное возобновление древостоев. В состоянии рекреационной дигрессии находятся сейчас и массивы сосновых лесов на днищах долин, особенно в верховьях Баксана.

Животное население горного субрегиона трансформировано относительно меньше, чем на равнине и в предгорьях, однако в местах наиболее сильных воздействий (горных разработок, интенсивного выпаса, массового отдыха) отмечается высокая степень деградации первичных зоо-комплексов. Антропогенный пресс в первую очередь сказался на населении крупных млекопитающих, особенно копытных (тур, серна), оттесненных стадами домашнего скота в наименее доступные ущелья. В горных широколиственных лесах был полностью уничтожен кавказский зубр. На выпасаемых субальпийских лугах из первичного населения

выпадают типичные обитатели травяного яруса: полевки Роберта, водяная, обыкновенная, дагестанская, кавказская бурозубка, кавказский тетерев, перепел, сокращается обилие насекомых — прямокрылых, шмелей, жужелиц. В то же время ряд видов животных успешно адаптируется к пастбищному воздействию. Горный суслик, например, существенно расширил свой ареал в высокогорьях, осваивая стравленные выпасом луга и степи (рис. 1). Некоторые виды хищных животных (волк, лисица, крупные хищные птицы) обычны в районах летнего выпаса и не снижают численности даже в условиях отстрела. Устойчивы к воздействию человека и типичные для горной части КБ петрофильные зоокомплексы, включающие такие виды, как гудаурская полевка, кеклик, улар, скальная и кавказская ящерицы. Вслед за человеком в высокогорья проникли и виды-синантропы (домовая мышь, серая крыса, домовый воробей, скворец, ряд беспозвоночных — вредителей культурных посевов), которые вместе с типично горными видами (гудаурская полевка, каменный воробей, горихвостка-чернушка) сформировали стабильные зоокомплексы населенных пунктов, ранее совершенно не характерные для этих районов КБ. По нашим данным домовая мышь сейчас встречается на высотах около 1800 м и вне жилых построек, хотя еще 30—35 лет назад это явление не отмечалось выше 1000 м (Темботов, 1960). Следствием антропогенного воздействия является и нарушение естественных путей вертикальных сезонных миграций животных.

Рис. 2. Запас и соотношение фракций в подстилке среднегорного букового леса: А. - на контрольных участках, Б. - на участках с высокой рекреационной нагрузкой.

В.

¿•ЕЗ <Ш аЩП

1. - буковые орешки целые, 2. - осколки орешков, 3. - одревесневшие части крупные, 4. — одревесневшие части мелкие, 5-7. -листья: 5. - целые и крупные фрагменты, 6. - средние фрагменты, 7. - мелкие фрагменты, 8. - остатки трав.

ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ АНТРОПОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ЭКОСИСТЕМ КАБАРДИНО-БАЛКАРИИ.

Глава посвящена эколого-географическим последствиям воздействия человека на экосистемы КБ, географии и роли отдельных форм воздействия в преобразовании ЭП. Показана ведущая роль в трансформации пространственной структуры ЭП фоновых форм воздействия (табл. 1, рис. 3, 5,6) — распашки, рубок лесов, выпаса, сенокошения. Тенденцию к быстрому превращению из очаговой формы в фоновую обнаруживают рекреация и загрязнение водного и воздушного бассейнов. Горные разработки и особенно строительство (в т. ч. транспортное), хотя и не дают фонового эффекта в масштабе региона, выделяются силой влияния на экосистемы и участием в формировании жесткого «каркаса трансформации».

Установлена структура современного ЭП в каждом из трех субрегионов КБ (в %%, табл. 2):

СЧ)

К

£оо

■uto -/sao то i3w 19(,о шо

Рис. 3. Динамика площади лесов (1), пастбищ (2), сенокосов (3) и пашни (4) в Кабардино-Балкарии за последние 100 лет

Проведено районирование территории КБ с точки зрения пространственной структуры современного ЭП выделены его внутрирегиональные типы (рис. 4).

Рис. 4. Схема районирования Кабардино-Балкария по типам преобразования экосистемного покрова.

1 - сельскохозяйственные угодья (пашня) с фрагментами приречных лесов (около 8% площади) аа подгорной равнине.

2 - сельскохозяйственные угодья в сочетании с населенными пунктами и коммуникациями (около 10% площади) в предгорьях.

За - среднегорно-лесяые угодья с высокой долей неиспользуемых лесов (более 60% площади) и низкой долей пастбищ и сенокосов (10-12%).

36 - пастбищные и сенокосные угодья (более 80% площади) в среднегорьях и высокогорьях («Эльбрусский тип»),

Зв - среднегорные и высокогорные пастбищные и сенокосные угодья (около 55% площади) в сочетании с труднодоступными малоиспользу-емыми участками (более 40% площади) и горным земледелием в котловинах («Терский тип»),

Зг - труднодоступные неиспользуемые угодья в сочетании с фрагментами пастбищ (не более 20%) в высокогорьях.

Таблица 2

Природные Полуприродные АЭК Населенные пунк-

экосистемы экосистемы ты, коммуникации

Равнина 10,0 14,0 72,0 4,0

Предгорья 2,0 8,0 80,0 10,0

Горы 55,0 (х) 43,0 1,5 0,5

(х) -ВТ. ч. 24% - скалы и осыпи, 6% — ледники.

Рис. 5. Ареалы травяных экосистем, используемых как пастбища и сеаокосы: а) в 1830 г., б) в 1980 г.

Главной чертой ЭП подгорной равнины является абсолютное преобладание трансформированных экосистем, среди которых в свою очередь доминируют антропогенные экологические комплексы. Фрагменты степей (не более 1,5%) являются в основном старыми залежами или заброшенными пастбищами и вместе с сохранившимися массивами приречных лесов (8%) относятся к экосистемам-«неореликтам» или находятся в состоянии антропогенного субклимакса.

КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ АССР

МАСШТАБ ««ООООО

Трансформация предгорных экосистем практически привела к исчезновению различий между ЭП предгорий и подгорной равнины, представляющих сейчас единый пояс агроэкосистем. Характерной чертой современного ЭП предгорий является еще более низкое чем на равнине участие лесных экосистем (не более 4—5%), а также наиболее высокая среди всех субрегионов относительная площадь населенных пунктов, коммуникаций, земель с глубокими техногенными нарушениями (около 10%). Природные экосистемы в предгорьях исчезли практически полностью. Сохранившиеся фрагменты широколиственных лесов под воздействием постоянного выпаса и рекреационного использования приобрели

Рис. 6. Карта-схема восстановленного (А) и современного (Б) ареалов лесных экосистем в Кабардино-Балкарии.

характер полуприродных экосистем. В результате предгорья утратили роль пояса повышенного видового и ценотического разнообразия, степень трансформащш ЭП здесь наивысшая в регионе.

Современный ЭП горного субрегиона наиболее разнообразен и сложен по пространственной структуре, а также существенно отличается от равнины и предгорий спектром вторичных экосистем. В нем преобладают полуприродные экосистемы, довольно высок процент природных экосистем (практически ненарушенных из-за труднодоступности или нарушенных в прошлом и сейчас восстановившихся, а также скал, осыпей и ледников).

КАБАРДИНО-БАЛНАРСНАЯ АССР

6 Б.

идс1ША<б 1-еооооо

Анализ современного ЭП горного субрегиона показал, что его пространственная структура больше соответствует системе бассейнов, чем высотным поясам. «Рисунок» антропогенной трансформации (расположение коммуникаций, пространственная структура сельскохозяйственных угодий, схема расселения и т. п.) обнаруживает сходство с направлениями массо-энергетических потоков в рамках функционирующих на территории региона бассейнов. Кроме чисто внешнего сходства, на наш взгляд, здесь возможна и более прямая аналогия: процесс воздействия человека на горные экосистемы представляет собой подчиненную крутизне склонов и глубине расчленения рельефа систему антропогенных потоков вещества и энергии, объединяющих в систему регионального масштаба природно-хозяйственные комплексы более низкого ранга.

ГЛАВА 6. ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ КАБАРДИНО-БАЛКАРИИ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПУТИ ОПТИМИЗАЦИИ.

В данной главе проведен критический анализ современной сети ОПТ и сформулированы принципы ее оптимизации с целью сохранения природного разнообразия экосистем. Составлена карта-схема, отражающая предложения по размещению ОПТ на территории региона.

Современная система ОПТ в Кабардино-Балкарии включает в себя: 1 заповедник, 12 заказников, 10 охотничьих хозяйств, 1 национальный парк, зеленую зону вокруг г. Нальчика. Суммарная площадь этих территорий — около 990 тыс. га, т. е. почти 80% площади республики. Кроме того в КБ выделено более 70 памятников природы.

Несмотря на значительную общую площадь и многообразие функций ОПТ их региональная сеть обладает рядом просчетов (как в организации отдельных охраняемых территорий, так и всей их системы), что препятствует эффективному выполнению природоохранных задач. Основная площадь в республике принадлежит ОПТ, расположенным в субниваль-ном, альпийском и субальпийском поясах высокогорий, сравнительно однородных по природным условиям на всем Большом Кавказе. В то же время внутрирегиональные различия Большого Кавказа прежде всего выражаются в многообразии спектров поясности, являющихся моделью ценотического разнообразия. В этой связи объектом сохранения и основой для создания региональных систем ОПТ должны служить именно полные спектры высотно-поясных экосистем. Сейчас в КБ отсутствуют ОПТ со строгим режимом охраны на равнине и в предгорьях, а также в средне- и низкогорьях, не менее важных в отношении регионального биоразнообразия и вместе с тем наиболее сильно трансформированных человеком. Территории существующих здесь заказников и охотничьих хозяйств не исключены из системы землепользования. Несмотря на объявленный природоохранный режим здесь продолжаются рубки лесов, выпас и другие виды хозяйственной деятельности, часто — с многократным превышением допустимых для гор нагрузок. Очевидна необходимость создания ОПТ ранга заповедника в равнинной части КБ, где уже практически не осталось участков целинных степей. Такие участки

должны быть воссозданы и взяты под охрану. Также необходимы ОПТ в среднегорной части республики для охраны горных широколиственных лесов и своеобразных экосистем межгорных котловин, сильно преобразованных человеком.

В КБ нет ни одной охраняемой территории, которая охватывала бы целиком речной бассейн, как естественную территориальную единицу горных регионов. Современные границы ОПТ как правило выделены вне природных рубежей и в лучшем случае соответствуют границам землепользования или административным. В этой связи необходима организация ОПТ (особенно в высокогорьях), включающих фрагменты нескольких высотных поясов в границах одного бассейна. К тому же контроль за соблюдение природоохранного режима в таких относительно небольших по площади ОПТ будет эффективнее, чем в обширных ОПТ, занимающих верховья нескольких крупных рек и разделенных труднодоступными горными хребтами.

Перечисленные выше меры должны способствовать сохранению разнообразия экосистем, соответствующих спектру высотных поясов в центральной части Северного Кавказа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На уровне конкретных экосистем типологически сходные биотические комплексы гор и равнин не обнаруживают принципиальных различий. Более ярко специфика горной природной среды проявляется в пространственном распределение организмов и экосистем. В частности, в горах контрастнее выражен «бассейновый» тип организации экосистем-ного покрова, который проявляется в достаточно жесткой зависимости распространения экосистем от направлений латеральных абиотических массо-энергетических потоков.

Анализ антропогенных изменений биоты отдельных типов экосистем (например, горно-лесных, горно-луговых) также не выявил направлений трансформации, специфичных для горных регионов. Тенденции изменения растительности и животного населения, выявленные в Кабардино-Балкарии, сходны при однотипных воздействиях на экосистемы и на равнинах и в горах: обеднение состава биоты, сокращение доли стено-топных видов на фоне возрастания участия эвритопных и синантропных форм, конвергентная динамика изначально различных по структуре экосистем.

2. Пространственной основой антропогенного воздействия в горах являются бассейны, а не высотные пояса. В горах, в отличие от равнин, природопользование вступает в противоречие с вертикальным простиранием земной поверхности, поскольку вследствие влияния гравитации деятельность человека требует относительно ровных, доступных участков. Это противоречие разрешается соответствием «рисунка» хозяйственной экспансии и сети гравитационных абиотических потоков. Раз-

виваясь прежде всего в горных долинах и котловинах, а не в пределах отдельных высотных поясов воздействие человека подчеркивает именно «бассейновую» структуру ЭП. Спектр же поясности отражает вертикальное распределение ресурсов горного региона и специализацию природопользования.

3. Многовековое антропогенное воздействие привело к трансформации природных экосистем на большей части территории Кабардино-Балкарии. Соотношение основных типов экосистем в современном ЭП следующее: природные экосистемы занимают не более 35% площади региона, полуприродные экосистемы — около 32%, антропогенные экологические комплексы — около 29% территории. Характерно также неравномерное распределение различных типов экосистем в пределах региона: на равшше и в предгорьях резко преобладают антропогенные экологические комплексы, в горах площади полуприродных и природных экосистем примерно равны, однако и здесь выражены территориальные различия — между двумя вариантами поясности. Основная площадь сохранившихся природных экосистем относится к лесному, субальпийскому, альпийскому и субнивальному поясам Терского варианта поясности, полуприродные экосистемы сосредоточены в среднегор-но-луговом и субальпийском поясах Эльбрусского варианта (наиболее доступных для выпаса и сенокошения).

4. По степени трансформации ЭП ведущее положение занимают предгорья, затем следует подгорная равнина и горный субрегион. В целом такая ситуация типична для многих горных систем, где предгорная зона является ареной наиболее активной и разнообразной хозяйственной деятельности и выполняет функции «экотона» между горами и равнинами. В то же время в горах наиболее доступные для воздействия участки (речные долины, межгорные котловины) по уровню трансформации экосистемного покрова сопоставимы с предгорьями и подгорной равниной.

5. Наиболее сильные изменения природы Кабардино-Балкарии произошли в последние 200—220 лет, но даже на этом фоне заметен резкий сдвиг в структуре природопользования в первой трети 20-го века (рис. 3). Ведущую роль в активизации процессов деградации ЭП сыграла распашка подгорной равнины. Последняя является составной частью именно горного региона и до начала земледельческого освоения была интегрирована в общерегиональную (пастбищную) систему природопользования. С потерей равнинных пастбищ оптимальная для Кабардино-Балкарии система ведения хозяйства была коренным образом нарушена. Без учета этого факта решение в обозримом будущем задач по оптимизации природопользования в республике будет, по-видимому, значительно затруднено.

6. В качестве вклада в создание регионального Кадастра исчезающих экосистем Кабардино-Балкарии выделены основные типы природных экосистем, сохранение которых сейчас практически невозможно без специальных природоохранных мероприятий:

— все типы травяных и лесных экосистем предгорий и подгорной равнины,

— варианты экосистем буковых лесов — папоротниково-ясмешшко-вые, овсяницевые, а также все варианты лесов на крутых склонах,

— экосистемы среднегорных луговых степей и остепненных лугов,

— экосистемы нагорных ксерофитов (природные варианты),

— экосистемы долинных сосновых лесов,

— экосистемы субальпийского высокотравья, мезофильных разнотравных лугов, лугов с участием вейника тростниковидного,

— экосистемы рододендроновых зарослей,

— экосистемы альпийских ковров.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Критерии доступности в оценке антропогенного воздействия на горные экосистемы. — «Проблемы горного природопользования». Тез. докл. региональной конференции. Барнаул, 1989, с. 116—118

2. Особенности адаптации комплекса мелких млекопитающих верховьев долины Чегема. — «Известия АН», серия географическая, № 3, 1990, с. 85—92 (в соавторстве с Е. В. Ясным).

3. Биогеосистемный покров как территориальная основа анализа пространственной структуры антропогенного воздействия в горных регионах. — «Природно-ресурсный потенциал горных районов Кавказа». Тез. докл. региональной конференции. Сочи, 1989, с. 63

4. Исчезающие экосистемы Большого Кавказа: критерии выявления, типологическое разнообразие и пути сохранения. — «Преобразование горной среды: региональное развитие и устойчивость». Тез. док. международной конференции. Цахкадзор, 1989, с. 92—94 (в соавторстве с Р. И. Злотиным и Е. В. Ясным).

5. Охраняемые природные территории Кабардино-Балкарии: современное состояние и пути оптимизации. — «Экологические проблемы горных территорий». Тез. докл. международной коференции. Владикавказ, 1992, с. 125—127

6. Die geschützten Territorien im Kabardinisch-Balkarien: heutige Zustand und Entwicklung. — Artenschutzreport, Heft 3, 1993, S. 44- 46