Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Динамика и современное состояние хвойно-широколиственных лесов Московской области

ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Динамика и современное состояние хвойно-широколиственных лесов Московской области"

На правах рукописи

Яралидарани Набиоллах

ДИНАМИКА И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ХВОЙНО-ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ (НА ПРИМЕРЕ НАРО-ФОМИНСКОГО РАЙОНА)

25.00.23.- Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 2004

Работа выполнена на кафедре биогеографии географического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова

Научный руководитель:

доктор географических наук, профессор

Огуреева Галина Николаевна

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор биологических наук с.н.с.

Носова Лидия Михайловна

кандидат географических наук, с.н.с.

Котова Татьяна Викторовна

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН

Ц-

30

Защита состоится июня 2004 г. в 1 /" часов на заседании диссертационного совета Д-501.001.13 в Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, географический факультет, 18 этаж, аудитория 1807.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова на 21 этаже.

Автореферат разослан апреля 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Горбунова И.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из актуальных проблем современной биогеографии является оценка биологического разнообразия и современного состояния различных экосистем. Растительность является одним из интегральных показателей состояния экосистем, мерой их нару-шенности и тенденций развития, при этом она рассматривается не только как один из основных компонентов, испытывающих значительную антропогенную нагрузку, но и как важнейший фактор, способствующий стабилизации экосистем.

Системный подход предопределяет рассмотрение растительности как самостоятельного компонента с присущими ему свойствами и динамическими тенденциями, и как часть природной системы на разных уровнях ее неоднородности. Поэтому изучение структуры и динамики растительного покрова необходимо для выявления экологического потенциала региона, проведения обоснованных мероприятий по улучшению окружающей природной среды. Представление о ценотическом разнообразии, структуре и динамике растительного покрова на региональном уровне в биогеографии успешно разрабатывается для различных регионов страны. Однако таких данных по растительности Московской области явно недостаточно. Современный растительный покров столичного региона представляет собой сложную пространственную систему фитоценозов, которые находятся на разных стадиях сукцесси-онного процесса, образуя динамические ряды, или эпиассоциации (по терминологии В.Б. Сочавы, 1972).

В различных природных условиях трансформация растительного покрова и его динамика проходят по-разному, поэтому важно выявить ландшафтные связи растительности на региональном и локальном уровнях (Юрцев, 1988). Одной из опорных единиц оценки ботанического разнообразия может быть избран ландшафт или его морфологические составляющие.

Современные ГИС-технологии позволяют проводить инвентаризацию и оценку ботанического разнообразия, динамического состояния растительных сообществ региона на основе картографического анализа территории. Для эколого-географического картографирования необходим 3-х этапный цикл исследований: составление универсальных инвентаризационных карт, составление карт оценки состояния географических объектов (оценочное картографирование) и выход на карты прогнозно-рекомендательного характера. (Белов, 2002).

Оценочное картографирование является системным по своей методологии и направлено на практику управления качеством окружающей природной среды. Разномасштабные экологические карты растительности в этом плане следует рассматривать как единую картографическую информационно-исследовательскую систему, нацеленную на решение эколого-г проблем региона, особенно тдкиу г.ппжныу1 -риторий как Московская область, находяиць^а ддазвиШУ^А^амя в про-

| библиотека ]

1 1

цессе освоения и преобразования под влиянием антропогенных факторов. Актуальность темы связана также с развитием и реализацией концепции компьютерного картографировании в биогеографиии. Работа проводилась в рамках научного направления кафедры биогеографии географического факультета МГУ.

Цели и задачи исследования. Цель исследования - изучение ландшафтно-экологических особенностей фитоценотического разнообразия лесной растительности юго-западного Подмосковья и выявление закономерностей природной и антропогенной динамики растительного покрова региона.

Для достижения цели были сформулированы и решались следующие задачи:

1. провести инвентаризацию фитоценотического разнообразия и разномасштабное картографирование растительного покрова с анализом его ландшафтных связей на примере Наро-Фоминского района Московской области

2. создать ГИС - Верея для проведения картографического анализа це-нотического разнообразия, структуры и динамики лесной растительности;

3. оценить современное состояние и динамику лесного покрова территории, выявить состав основных эпиассоциаций и их ландшафтно-экологические связи на региональном (Наро-Фоминский район) и топологическом (Верейский лесхоз, Дороховское лесничество) уровнях,

4. выявить и обосновать необходимость выделения охраняемых территорий в Наро-Фоминском районе Московской области.

Научная новизна работы. Впервые на основе оригинального исследования растительности юго-западной части Московской области проведено крупномасштабное картографирование фитоценотического разнообразия лесного покрова с созданием серии универсальных и аналитических карт. Проведена оценка текущего состояния лесного покрова Наро-Фоминского района с выделением условно-коренных и производных сообществ лесных эпиассоциаций с анализом их возрастной структуры (Дороховское лесничество). Выявлены особенности формирования пространственной структуры лесного покрова территории в различных ландшафтных условиях. Впервые для изученной территории выявлены комплексы лесных эпиассоциаций на уровне ландшафтов (Наро-Фоминский район) и местностей (Верейский лесхоз, Дороховское лесничество). В работе использованы приемы геоинформационного анализа временной и пространственной динамики растительного покрова Проведена оценка репрезентативных лесных массивов для введения охранного режима.

Практическая значимость результатов. Результаты исследования могут быть использованы при решении широкого круга задач ботанической географии, связанных с выявлением экологического потенциала территории-и устойчивости геосистем на региональном уровне с

оценкой состояния окружающей среды; они могут быть востребованы в ландшафтных исследованиях, при проведении природоохранных мероприятий и в сохранении биоразнообразия.

Положения, выносимые на защиту.

1. При инвентаризации и разномасштабном картографировании фи-тоценотического разнообразия региона на основе эколого-морфологической классификации сообществ, с учетом их динамики и ландшафтной структуры территории выявлено 19 лесных эпиассоциа-ций; показана их структура и динамические связи сообществ, возрастной состав (на локальном уровне), выявлены пространственные закономерности распространения на территории Наро-Фоминского района Московской области.

2. Создана ГИС-Верея по ценотическому разнообразию и ландшафтной приуроченности лесов Наро-Фоминского района.

3. Использование геоинформационных технологий позволило провести картографический анализ современного состояния растительного покрова на трех уровнях: Наро-Фоминский район (м. 1:200 000), Верейский лесхоз (м.1:100 000) и Дороховское лесничество (м. 1: 25 000).

4. Разработана структура и характеристика ландшафтных комплексов лесных эпиассоциаций района с оценкой их ценотического разнообразия на уровне ландшафтов (9 ландшафтных комплексов лесных эпиассо-циаций для территории района) и местностей (4 комплекса эпиассоциа-ций для территории Верейского леспромхоза).

5. Впервые на стадии оценочного картографирования составлена серия оригинальных разномасштабных (универсальных и аналитических) карт района с оценкой современного состояния растительного покрова и ландшафтных связей.

6. На основе картографического анализа выявлены наиболее ценные участки лесов, рекомендуемые для организации заповедного режима разного статуса в целях создания современного экологического каркаса территории района;

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы были представлены и обсуждались на II Международной Российско-Иранской конференции "Сельскохозяйственные и Природные ресурсы", Москва, Россия, 02.2001 (доклад "Оптимальное управление лесами с использованием новых методов и инструментов"); на IX семинаре иранских студентов в Европе (UCE), Бирмингем, Великобритания, 06.2002 (доклад "Отражение лесной растительности на региональной карте Московской области"; доклад "Роль карты "Зоны и типы поясности растительности России" в системе высшего образования в области географии, экологии, биологии"); на III Международной Российско-Иранской конференции "Сельскохозяйственные и Природные ресурсы", Москва, Россия, 09.2002 (доклад "Ценотическое разнообразие лесов в Московской области"); на IX Международной научной конференции "Контроль за состоянием лесных экосистем ", Московский государственный уни-

верситет леса, Москва, Россия, 09.2002 (доклад "Принципы контроля за состоянием лесов"); на Международной конференции "Взаимодействие общества и окружающей среды в условиях глобальных и региональных изменений", Барнаул, 07.2003 (доклад 'Устойчивое развитие лесного хозяйства - задачи и практические меры").

Материалы и методы исследования. Объектом исследования является разнообразие растительного покрова Наро-Фоминского района, его структуры и динамики в связи с ландшафтной структурой территории. В основу работы положены картографические опубликованные и фондовые материалы кафедры биогеографии географического факультета МГУ, лесной таксации и данные полевых исследований автора (2002-2003 гг.) в Наро-Фоминском районе Московской области. Эти материалы были обработаны с использованием компьютерных технологий В процессе работы создана ГИС-Верея, с помощью которой проведен разносторонний анализ структуры и динамики растительности в различных ландшафтных условиях региона. При обработке материалов были использованы различные методы ботанико-географических, сравнительно-географических исследований, классификации растительности, картографирования и др. Исследование выполнено на основе компьютерных технологий.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 52 наименования печатных изданий и фондовых материалов, приложения в виде таблиц. Работа изложена на 145 стр. машинописного текста, содержит 6 таблиц и 39 рисунков, в том числе 12 карт. В приложение вынесены справочные таблицы ГИС и таблицы по ценотической структуре ландшафтов Наро-Фоминского района.

Благодарности. Автор работал в составе группы ботаников кафедры биогеографии по обследованию растительности Наро-Фоминского района. И.М. Микляева, Е.Г. Суслова постоянно оказывали необходимую помощь при обработке материалов, в работе использованы многие разработанные ими методические подходы к оценке состояния растительности и рекомендации по ее охране. Автор благодарен им за предоставленные материалы и оказанную помощь.

Автор благодарен сотрудникам Института геоэкологии РАН зав. лабораторией дистанционного мониторинга геологической среды, д г н А.С. Викторову, сотрудникам этой же лаборатории М.В. Архиповой и М В Сумерину за поддержку и помощь во время обработки материалов и разработки ГИС-Верея.

Автор выражает большую признательность Директору филиала Московского государственного социального университета в г. Наро-Фоминске Е.Ф. Шимориной, Главному лесничему Верейского леспромхоза П.А. Дмитриеву за предоставленные материалы по лесной таксации и оказанное содействие в проведении полевых исследований.

Автор благодарен за консультации и научное руководство профессору кафедры биогеографии, д.г.н. Г.Н. Огуреевой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава I. Особенности природных условий юго-западной

части Московской области

Природные условия Наро-Фоминского района носят как свойственные всей Клинско-Дмитровской гряде черты, так и отличительные региональные особенности, связанные с положением района в ее краевой юго-западной части. Эта территория находится у южной границы подзоны широколиственно-хвойных лесов и южной границы московского оледенения, что определяет разнообразие природных условий и ценотиче-ского состава лесной растительности.

В климатическом отношении район в целом однороден и принадлежит области умеренно-континентального климата. В составе почвенного покрова преобладают дерново-среднеподзолистые суглинистые почвы на моренах и дерново-сильноподзолистые суглинистые на покровных суглинках.

Характеристика ландшафтно-экологических особенностей территории приводится в соответствии с картой, опубликованной в монографии «Ландшафты Московской области и их современное состояние» (Аннен-ская и др., 1997). Территория района относится к двум физико-географическим провинциям: западная часть - к Смоленской, где выражены 4 ландшафта: Дороховский (л. 50 ) моренных равнин, Верейско-Можайский (л. 46) водноледниковых равнин, Шаликовский (л. 49) моренных и озерно-водноледниковых равнин и Исма-Нарский (л. 51) зандро-вых равнин; восточная часть к Москворецко-Окской с 5 ландшафтами: Верхненарский (л. 52) водноледниковых равнин, Звенигородский (л. 53) водноледниковых равнин; Верхнепахринский (л. 55) моренных и водноледниковых равнин; Апрелевско-Кунцевский (л. 56) моренных, водноледниковых и озерно-водноледниковых равнин; Пахринский (л. 59) аллювиальных равнин; Средненарский (л. 61) моренных, водноледниковых и озерно-водноледниковых равнин; Крестовский (л. 62) моренных равнин (в скобках указаны порядковые номера ландшафтов по карте ландшафтов Московской области).

Для каждого ландшафта получены данные о лесистости его территории и занимаемой площади в пределах района. В целом, исследуемая территория характеризуется значительным природным разнообразием лесорастительных условий и широким ценотическим спектром лесной растительности. Район отличается значительной залесенностью территории, которая колеблется от 36% в Исма-Нарском ландшафте, достигая 73% в Верхне-Пахринском ландшафте.

(1 53(58*1/

-----^ 1 56(54»)

ХИЙО») / I \ 50(60%) 1 / 55(73») V.

Ц 48(58%)

Рис. 1. Лесистость ландшафтов Наро-Фоминского района: 48 - порядковый номер ландшафта и (58%) - лесистость ландшафта.

Глава II. Организация Гис-Верея по растительному покрову Наро-Фоминского района Московской области Цели создания ГИС-Верея, назначение. В работе создана Геоинформационная система ГИС-Верея, позволяющая провести анализ це-нотического разнообразия растительности на региональном (Наро-Фоминский район Московской области) и топологическом (Верейский леспромхоз и Дороховское лесничество) уровнях с анализом связей растительности с ландшафтной структурой территории и оценкой современного состояния растительного покрова на ландшафтной основе. В ходе работы над ГИС решались следующие задачи: 1- разработка структуры ГИС; 2 - определение базовых элементов и связей между ними; 3 - обращение к ГИС и получение аналитических материалов.

Исходные данные, сбор и обработка материалов. ГИС-Верея построена на основе программного комплекса Maplnfo 6 5, который предназначен для создания цифровых карт, соответствующих требованиям современных геоинформационных систем. Исходными данными для ГИС явились: Карта растительности Московской области (м. 1:200 000); карта ландшафтов Московской области (м. 1: 500 000); Экологическая карта Московской области (м. 1: 200 000); «лесотаксационные карты Верейского леспромхоза (м. 1: 100 000); лесотаксационные карты Дороховского лесничества (м. 1: 25 000); карта морфологической структуры ландшафтов Смоленской провинции на территорию Наро-Фоминского района (м. 1: 500 000); цифровая топографическая карта Московской области; карта фактического материала (оригинальная, составленная по материалам полевых исследований).

Определение базовых элементов и связей между ними. В результате информационная база ГИС-Верея включает картографические данные различных масштабов, атрибутивные данные по природным

объектам (текстовые описания, цифровые данные). Информация хранится в формате таблиц программной оболочки Maplnfo Professional 6.5, и типовых графических форматах .tif, .jpeg (.jpg). В качестве примера приводим фрагмент таблицы хранения данных, полученных для каждого выдела анализируемой карты растительности Наро-Фоминского района (табл.1).

Таблица 1.

Фактические данные в ГИС - Верея по выделам карты растительности Наро-Фоминского района

Name Area Landsh att M estnosti

27 101.97 49 177

27.1 51,69 46 2

27.2 93,71 49 177

27 а 37,35 50 56

27 Ь 402,2 50 143

27 b 114,79 49 177

27v 89,13 49 177

27v 200,35 49 177

Структура ГИС-Верея содержит информационные и картографические данные, отражающие естественные уровни иерархии растительного покрова - региональный и топологический. Каждый масштабный уровень позволяет решить определенные задачи (Лурье, 2002).

Реализация процедур запросов в ГИС-Верея. ГИС-Верея позволяет построить серию аналитических карт: лесистости ландшафтов; структуры и распространения лесных эпиассоциаций; ландшафтных комплексов эпиассоциаций (Наро-Фоминский район); распространения эпиассоциаций в пределах разных местностей ландшафтов (на топологическом уровне - Верейский леспромхоз, Дороховское лесничество). Получить многие статистические данные о лесах района, анализ которых приводится в работе.

Полученные новые знания о закономерностях распространения лесной растительности в Наро-Фоминском районе необходимы для обеспечения организации оптимального лесопользования, стабилизации экологической ситуации в районе, охраны ботанического разнообразия, а также сохранения основных ландшафтных функций растительности и улучшения состояния окружающей среды.

Глава III. Современное фитоценотическое разнообразие растительности Наро-Фоминского района

По схеме геоботанического районирования Московской области П.А. Смирнова (1958) территория Наро-Фоминского района лежит в пределах западной части Клинско-Дмитровской гряды (Можайско-Загорский геоботанический округ) широколиственно-хвойных лесов, который совпадает с территорией западного геоморфологического района Смоленско-

ЛЕГЕНДА

I. .. 1 1 -Еловыепапоротниково-зеленомошные СИЗ 9-Сосново-еловые папоротниково-кисличные СИЗ 10-Сосново-еловые хвощево- кисличные 1 .. I 25- Еловые папоротниково-широкотравные [ " "41 2б-Сосново-еловые широкотравные ЕИИ 27- Дубово-еловые зеленомошные ЕИ 28- Дубово еловые широкотравные

I ......I 36- Сосново-еловые с дубом липой широкотравные

I.....I 37- Сосново-еловые с дубом и липой вейниковые

Е ■"■ 3 38- Сосново-еловые с дубом и липой чернично широкотравные I . I 40- Еловые с липой и дубом волосистоосоковые I. . I 44- Еловые с липой и дубом зеленчуковые СИП 55- Сероольховые влажнотравные I I К - Культуры сосны и ели

Рис 2 Фрагмент карты растительности Наро-Фоминского района(м 1 200 ООО)

Московской возвышенности. Для отражения динамики лесной растительности в связи с антропогенными изменениями на карте и в легенде принята концепция эколого-динамической классификации растительности В. Б. Сочавы (1968, 1972). При выделении эпиассоциаций устанавливаются связи производных сообществ с коренными, на месте которых они возникли в процессе многовековой хозяйственной деятельности человека. Все разнообразие эпиассоциаций показано на крупномасштабной карте растительности Наро-Фоминского района (рис. 2).

На основании проведенного картографического анализа ценотиче-ское разнообразие лесной растительности Наро-Фоминского района представлено 19 эпиассоциациями, в том числе хвойные бореальные леса относятся к 3 эпиассоциациям (1, 9, 10 - номера выделов по легенде карты), хвойные субнеморальные - к 2 (25, 26), широколиственно-хвойные— к 11 (27, 28, 35-38, 40-41, 43-45), мелколиственные -к. 2 (55, 60). Расположение района в подзоне широколиственно-хвойных лесов определяет наиболее высокое разнообразие эпиассоциаций среди группы широколиственно-хвойных лесов.

Ценотическое разнообразие производных сообществ в составе эпиассоциаций составляет 62 типа, из них 43 типа принадлежат широколиственно-хвойным лесам. Наиболее высокое разнообразие производных сообществ представлено в субнеморальной сосново-еловой (25, 26) и широколиственно-хвойной дубово-еловой (27, 28, 44), сосново-еловой с участием дуба и липы (37) эпиассоциациях.

Бореальные леса занимают 5% лесной площади района, субнеморальные хвойные леса - 15%, широколиственно-хвойные - 73%. Лесные культуры - посадки ели и сосны занимают 7% лесной площади района (рис. 3). В качестве примера приводим аналитическую карту распространения лесов сосново-еловой папоротниково-кислично-широкотравной эпиассоциаций (26) и диаграмму, раскрывающую ее роль в составе лесов ландшафтов Наро-Фоминского района (рис. 4, 5). Такие карты и диаграммы составлены для всех основных (фоновых) лесных эпиассоциа-ций района (5 аналитических карт и 5 диаграмм).

На основании картографического анализа распространения эпиас-социаций в районе можно выделить четыре группы лесов. К первой группе относятся леса, имеющие повсеместное распространение: суб-неморальные сосново-еловые папоротниково-широкотравные (26) и се-роольховые влажнотравные леса (55). Вторая группа включает субнеморальные еловые (24, 25) и широколиственно-хвойные (27, 28, 36, 40, 44) леса, имеющие широкое распространение в регионе. Они встречаются во многих ландшафтах, особенно смешанного генезиса, и определяют ценотическое разнообразие лесного покрова. Третья группа включает бореальные хвойные (1,9, 10) леса, отмеченные только в ландшафтах Смоленской физико-географической провинции, и широколиственно-хвойные леса с редкой встречаемостью. Четвертую группу составляют леса, встречающиеся только в одном ландшафте, например

№ эпиасс. 1 9 10 25 » 27 28 35 36 37 38 40 41 43 44 45 55 кул. лесов Итого

Пл. лесов (тыс. га) 2,0 4,0 4,0 1,3 32,3 7,9 12,9 3,7 3,9 5,8 5,5 2,3 ,9 3,6 29,2 3,2 0,4 15168 139,4

% 1% 2% 2% 1% 14% 3% 6% 2% 2% 3% 2% 1% 0% 2% 13% 1% 0% 7% 60%

Рис 3 Распределение площадей, занимаемых эпиассоциацями в составе лесного покрова Наро-Фоминского района

Рис. 4. Распространение и структура эпиассоциации субнеморальных сосново-еловых папоротниково-кислично-широкотравных лесов (26) в Наро-Фоминском районе.

Рис. 5. Распространение сосново-еловых лесов (26) и их производных в ландшафтах Наро-Фоминского района: (50)-порядковые номера ландшафтов.

еловые хвощево-зеленомошные леса (3) встречаются только в Верей-ско-Можайском ландшафте на плоскохолмистых моренных равнинах; сложные ельники с участием дуба, липы, лещиновые кислично-широкотравные (45) встречаются только в Вехнепахринском ландшафте.

Глава IV. Основные закономерности распределения растительности Наро-фоминского района в связи с ландшафтной

структурой территории.

IV. 1. Подходы к выделению комплексов лесных эпиассоциаций на ландшафтной основе. Структура и ценотическое разнообразие лесной растительности во многом связано с ландшафтной структурой территории. В фитоэкологическом картографировании ландшафтно-экологи-ческий подход используется как метод выявления региональных связей выделенных лесных эпиассоциаций. Материалом для изучения пространственной структуры растительного покрова служат характеристики закономерно повторяющихся хорологических сочетаний типологических единиц растительности. Для их выделения представляется возможным использовать рельеф, почвы и др. факторы дифференциации, обусловливающие пространственную мозаику эпиассоциаций, их динамические связи. Базовыми единицами таких хорологических подразделений могут быть геохоры различного объёма, в частности, ландшафты (Сочава, 1972; Ильинская, 1980; Юрцев, 1988). Пространственную совокупность эпиассоциаций, характерную для определенного ландшафта, мы называем ландшафтным комплексом эпиассоциаций. Географической основой таких комплексов могут быть как виды ландшафтов, так и отдельные их морфологические подразделения. В пределах ландшафта могут различаться один или несколько ландшафтных комплексов более низкого ранга (типов местностей) в зависимости от сложности ландшафтной структуры территории, с которой связано ценотиче-ское разнообразие растительного покрова. По типологическому принципу могут быть выделены ландшафтные комплексы эпиассоциаций на уровне местностей. Опыт выделения ландшафтных комплексов эпиассоциаций наиболее подробно описан в работе С.А Ильинской "Ландшафтные комплексы типов леса" (1980) для бассейна верховий реки Москвы.

Разномасштабность карт, используемых для анализа в ГИС-Верея не позволяет точно сопоставить границы выделов растительных сообществ и границы индивидуальных ландшафтов. Границы ландшафтов, отмеченные на аналитической карте растительности Верейского района, следует рассматривать как условные. Во многих случаях растительность очень хорошо маркирует границы ландшафтов и согласуется с их структурой, в других местах наблюдается не полное соответствие ландшафтной структуры территории и встречающихся эпиассоциаций В анализ были включены, в основном, фоновые местности ландшафтов и отра-

женные на карте растительности фоновые эпиассоциации лесов. Анализ материалов проведен по следующим этапам:

1. проведено согласование выше приведенных карт и составлена рабочая аналитическая карта ландшафтных комплексов лесных эпиассоциации масштаба 1: 200 000;

2. составлены таблицы ландшафтных связей растительности по индивидуальным ландшафтам (приложение в работе II. 1-11.9), для всех ландшафтов просмотрены возможные или известные по литературным источникам данные о типологии лесов;

3. проведен картографический анализ распространения лесных эпиассоциации в пределах ландшафтов двух физико-географических провинций (9 ландшафтов).

На основе анализа распространения растительных сообществ и особенностей ландшафтной структуры территории выявлены основные закономерности распространения встречающихся на территории района 19 лесных эпиассоциации, их приуроченности к определенным ландшафтным условиям; для каждой эпиассоциации выявлены состав и размер занимаемой площади коренными, коротко-производными и длительно-производными сообществами.

№.2. Ландшафтные комплексы лесных эпиассоциации.

Структура растительного покрова каждого ландшафта отличается специфическим набором типов леса, приуроченных к определенным эко-топам, их количественным соотношением и размещением относительно друг друга, при этом, особое внимание уделяется выявлению эпиассо-циаций, т.е. установлению коренных сообществ и их производных с учетом эколого-динамических рядов, свойственных природным комплексам. На основе анализа крупномасштабных картографических материалов проанализирована структура растительного покрова Наро-Фоминского района.

Самыми сложными по структуре и набору эпиассоциации являются ландшафты смешанного генезиса: моренно-водноледниковых равнин (Верейско-Можайский), моренных равнин (Дороховский). В пределах этих ландшафтов отмечено наибольшее количество эпиассоциации (713 из 19 возможных). Ландшафты моренных и озерно-водноледниковых равнин (Шаликовский), водноледниковых равнин (Верхненарский) и древнеаллювиально-водноледниковых и аллювиальных равнин (Исма-Нарский) имеют относительно простую трехчленную структуру. Наибольшего распространения здесь достигают субнеморальные сосново-еловые леса, характерные для озерно-водноледниковых равнин и долинных зандров рек Исмы и Нары. Для каждого ландшафта составлены ценотические спектры.

В качестве примера приведем характеристику одного из 9 ландшафтных комплексов эпиассоциации (рис. 6). Комплекс лесных эпиассоциации Дороховского ландшафта моренных равнин (л. 50) расположен в бассейне р.Таруссы. В пределах ландшафта различаются 5 ме-

стностеи различного генезиса преобладают моренные равнины с отметками высот 195-230 м, где распространены дерново-слабо-, средне и сильноподзолистые почвы, незначительную площадь занимают долин-но-зандроввые равнины с развитыми дерново-подзолистыми глееваты-ми почвами Леса занимают около 60% площади ландшафта В их составе участвуют 7 эпиассоциаций, включающих 7 условно-коренных, 6 -коротко-производных и 14 длительно-производных сообществ Максимальную площадь (24% от лесной площади ландшафта) занимают сложные сосново-еловые вейниково-широкотравные леса (37), приуроченные к повышенным участкам моренных равнин с абсолютными высотами 200-230 м Примерно одинаково (14-16%) участие в структуре растительного покрова дубово-еловых широкотравных (27 и 28) лесов, связанных в своем распространении с моренными равнинами с абсолютными высотами 195-210 м. Сосново-еловые субнеморальные леса (26), занимающие 13% лесной площади, приурочены к участкам моренных и озерно-водноледниковых равнин с абсолютными высотами 180-195 м , морена здесь перекрыта покровными суглинками, а водно-ледниковые отложения подстилаются песками Еловые с липой и дубом широкотравные леса (40, 44) имеют примерно одинаковое распространение (по 7% лесной площади) Они приурочены к пологоволнистым и холмистым моренным равнинам с покровными суглинками с высотами 195-210 м В долинах рек на зандровых песчаных отложениях встречаются сосново-еловые широкотравные (26, 36, 38) леса, не выходящие за пределы долинных комплексов. По поймам рек практически повсеместно распространены сероольховые леса (55) Значительные площади в пределах ландшафта заняты производными осиново-березовыми, осиновыми и березовыми сообществами. Лучшей сохранностью отличаются леса местности холмисто-волнистых равнин.

Рис 6 Комплекс лесных эпиассоциаций Дороховского ландшафта

№.3. Ценотическое разнообразие лесной растительности Верейского леспромхоза в связи с ландшафтной структурой территории (в пределах ландшафтов Смоленской провинции).

Для ландшафтов Смоленской провинции в границах Верейского леспромхоза проведен сопряженный картографический анализ по приуроченности лесных эпиассоциации к различным местностям ландшафтов (табл. 2). Характеристика местностей приведена по монографии «Ландшафты Московской области...» (Анненская и др., 1997) Выделено 4 комплекса лесных эпиассоциации на уровне местностей, для каждого из них составлены ценотические спектры (рис.7).

16000 14000 ■со 12000 £. 10000 £ 8000 I 6000

§ 4000 2000 О

Рис. 7. Комплекс лесных эпиассоциации моренных равнин: 2-42-44-ме-стности моренных равнин.

Дубово-еловый комплекс эпиассоциации холмисто-моренных равнин характерен для возвышенных частей ландшафтов (200-240 м высоты), где преобладают местности моренных равнин (местности: 2-4042-44, номера местностей сохранены по карте ландшафтов Московской области). Этот комплекс получил широкое распространение на территории Дороховского ландшафта (л. 50), где наиболее широко развиты холмистые моренные равнины. Он представляет ценотический спектр зональных широколиственно-хвойных лесов и включает 8 эпиассоциаций, фоновыми среди которых являются сообщества дубово-еловых папо-ротниково-зеленомошных (27) и папоротниково-широкотравных (28) лесов (рис. 7). Условно-коренные и коротко-производные дубово-еловые леса довольно хорошо сохранились, среди них преобладают коротко-производные сообщества (27.1, 27.2, 28 1, 28.2), которые занимают сравнительно большие площади. Второй по значению этого комплекса является эпиассоциация сосново-еловых с дубом и липой лещиновых

Таблица 2 (фрагмент)

Ценотические комплексы местностей ландшафтов Смоленской провинции Наро-Фоминского района

Эписассоциации Лаклша< |ты и местности )

2 40 42 44 67 56 73 109 59 177 128 57 150209

хвойные бореальные леса

1 .Еловые палоротниково-зеленомошные 544

1.1 881

1а,1б 258 223

9 Сосново-еловые папоротниково-кисличные

9.1,9.2 1514 127 141

9а.9б 126 1610 35 407

10.Сосново-еловые с Ол.с. папоротниково-хвощево-кисличные 521

10.1,10.2 44 1768 59 68 91

10а 129 395 639 ц 55

23.Сосиовые к>стар-ничково-пушицево-сфагновые с верховы- ми болотами 71

хвоимые субнеморальные леса

25. Иловые с Ол сср. папоротииково-хво-щсво-широкотравные 122

25.1 81 295

25а.25б 83 452 452 281

26. Сосново-еловые с оль\ой серой папоротимково-кисли-ллчио-широко травные. 157 519 220

26 1.26.2 85 154 1220 303 59 642 532 114

26а.26о 353 542 1851 511 47 454 745 91

ш прокол иственно-хвоипые и хвоино-широколиственные леса

27. Д\оово-елопые папорот-никово- зелсномошпые 943 102 |

27.1.27.2 52 956 223 1502 |

широкотравных лесов (37). Производные осиново-березовые и березовые леса этих эпиассоциаций широко представлены в комплексе лесов моренных равнин. К моренным холмам приурочены эпиассоциаций хвойных сосново-еловых папоротниково-хвощево-кисличных (9, 10) и субнеморальых папоротниково-кислично-широкотравных (26) лесов. Небольшими массивами встречаются еловые с липой, дубом, кленом и вязом волосистоосоковые (40) насаждения. Незначительное распространение получили сообщества еловых зеленомошных (1) и хвощево-зеленомошных (3) лесов, приуроченных к водораздельным поверхностям с тяжелосуглинистыми почвами. С моренными равнинами связаны наиболее значительные посадки сосны и ели.

Широколиственно-еловый и сосново-еловый комплекс лесных эпиассоциаций моренно-водноледниковых и водноледниковых равнин широко представлен во всех 4-х ландшафтах (м. 67-56-73-109) Верейской части Наро-Фоминского района. Он включает 11 эпиассоциаций. Наиболее разнообразными и фоновыми для этих равнин являются субнеморальные еловые и сосново-еловые папоротниково-кислично-широкотравные леса (25,26, около 5 тыс. га), а также дубово-еловые (27, 28, более 8 тыс.га) и широколиственно-сосново-еловые леса (40). Боре-альные еловые кислично-зеленомошные леса (1) составляют характерную особенность этого комплекса, т.к. вне пределов водораздельных пространств этих равнин более нигде не встречаются. Значительного распространения достигают коротко-производные сообщества (около 11 тыс. га), примерно такая же площадь исследуемой территории занята длительно-производными сообществами осиновых и осиново-березовых лесов (около 12 тыс. га). Суммарно посадки лесных культур несколько уступают по площади по сравнению с местностями моренных равнин

III. Сосново-еловый комплекс эпиассоциаций озерно-водноледниковых равнин характерен для долины реки Протвы (надпойменные террасы), где преобладают местности озерно-водно-ледниковых и долинно-зандровых равнин. Этот комплекс включает 8 эпиассоциаций, фоновыми среди которых являются сообщества субне-моральных еловых (25) и сосново-еловых (26), дубово-еловых (27, 28) и еловых с участием дуба и липы (40) лесов. Наибольшего распространения на верхних участках склонов долин рек Нары, Протвы и Пахры достигают коротко-производные сообщества субнеморальных елово-сосновых лесов (26.1, 26.2). По склонам террас значительно распространены длительно-производные сообщества березовых, осиновых, осино-во-березовых и сероольховых лесов (55).

IV. Сосново-еловый комплекс эпиассоциаций характеризует це-нотических спектр долинно-зандровых равнин. Он представлен отдельными сильно нарушенными массивами бореальные сосновых, ело-во-сосновых, еловых (1, 9) и субнеморальных сосново-еловых (26), местами с участием широколиственных пород (36, 37) лесов. При близком залегании известняков встречаются дубовые леса (28,2). Сосновые, ело-

во-сосновые, сосново-еловые леса развиваются на участках с неглубоким залеганием песков по террасам рек Протвы, Нары, Исмы, Пахры, Десны, Мочи. Довольно хорошо сохранились коротко-производные сообщества сосново-еловых папоротниково-кислично-широкотравных лесов (26.1, 9.1). Значительное распространение получили длительно-производные субнеморальные осиново-березовые и березовые леса. Особо следует отметить субнеморальные сосновые леса в долине реки Протвы (9.2, 26.2), которые представляют интерес в ботанико-географическом плане как хорошо сохранившиеся коротко-производные леса с комплексом боровых, бореальных и неморальных видов. В поймах широко развиты сероольховые леса и ивовые сообщества (55).

№.4. Ценотическое разнообразие и текущее состояние растительности Дороховского лесничества Верейского леспромхоза.

Для оценки состояния лесной растительности на локальном уровне была выбрана территория Дороховского лесничества, которая в природном отношении относится к двум ландшафтам: в западной части она лежит в пределах Шаликовского (л. 49), а в восточной - занимает северную часть Дороховского ландшафта (л. 50). Анализ крупномасштабной лесо-таксационной карты лесничества позволил провести оценку ценотиче-ского разнообразия и демографическую структуру лесных насаждений Подмосковные леса испытывали и по настоящее время испытывают интенсивное хозяйственное и рекреационное воздействие.

Леса занимают около 9 тыс. га, что составляет 47,7% его территории, ценотическое разнообразие представлено 7 эпиассоциациями. На территории Дороховского ландшафта преобладает комплекс лесных эпиассоциаций моренных равнин, для Шаликовского ландшафта характерен комплекс лесных эпиассоциаций озерно-водноледниковых равнин.

Преобладают по занимаемой площади сосново-еловые с дубом и липой лещиновые вейниково-широкотравные леса (37), приуроченные к моренным равнинам и занимающие более 25% площади лесов лесничества. Они представлены коренными и коротко-производными сообществами, относящимися к возрастной группе лесов 60-80 лет и старше (рис.8). Производные осиново-березовые леса занимают примерно 52 % площади лесов. Они представлены, в основном, возрастными группами лесов 40-60 лет.

Комплекс лесных эпиассоциаций озерно-водноледниковых равнин включает 9 эпиассоциаций. Фоновыми для этой территории лесничества является эпиассоциация дубово-еловых папоротниково-зеленомошных лесов (27), занимающих около 3 тыс. га (30% от площади лесов). Среди них преобладают хорошо сохранившиеся коротко-производные еловые с участием дуба насаждения (27.1), возраст которых превышает 80 лет.

Всего в современном растительном покрове на территории лесничества условно-коренные и коротко-производные леса (39,9% лесной площади) занимают примерно одинаковые площади с длительно-производными (37,4 %) сообществами (рис. 8, 9), возрастной состав их

Рис. 8. Распространение условно-коренных и коротко-производных лесов на территории Дороховского лесничества.

Рис 9. Распространение производных осиново-березовых, березовых, осиновых лесов на территории Дороховского лесничества.

Рис. 10. Возрастной состав лесов Дороховского лесничества по классам возраста: 1-П 0-20, 2 20-40, 3 - «40-60,4 -« 60-80 и старше

60-80 лет и старше, возрастной состав производных лесов порядка 4060 лет (рис.10).

V. Современное состояние охраны растительности в Наро-Фоминском районе

V. 1. Природоохранное значение лесов.

В современной стратегии рационального природопользования и устойчивого развития регионов особое место принадлежит естественному растительному покрову как источнику материальных ценностей и важнейшему компоненту природной среды человека, выполняющему множество ресурсных и экологических средообразующих и защитных функций. Наиболее глубокие противоречия между природопользованием и охраной природы возникают в экологически напряженных, густо населенных промышленных регионах, к которым относится Московская область. В результате сильной нарушенности хозяйственной деятельностью естественного растительного покрова и обострения экологической обстановки акцент в природопользовании должен сместиться в сторону постановки и решения природоохранных задач в целях сохранения и улучшения окружающей среды в Московском регионе в целом и Наро-Фоминском районе как его части.

Важная роль Наро-Фоминского района в решении задач рационального природопользования определяется его географическим положением и современным состоянием растительного покрова. Район расположен в лесной зоне, в южной полосе широколиственно-хвойных лесов, поэтому природную среду человека в нем формируют в основном леса Возможность лесного покрова выполнять природоохранные функции зависит от целого ряда его свойств, которые могут быть использованы в качестве критериев ценности лесов и растительного покрова в целом (Котоваидр.,2000).

Поскольку основную средообразующую роль играют лесные сообщества, очень важна, во-первых, площадь лесов в целом и соотношение площадей лесных и нелесных территорий. Для каждого административного района, как и для области в целом, она не должна опускаться ниже 45%. Лесистость территории является одним из первых критериев природоохранной ценности растительного покрова. Очень важным показателем оценки лесов является также их качественный состав, определяемый положением лесного сообщества в динамическом ряду эпиассоциа-ции, отражающем степень антропогенного воздействия, например рубок или пожаров. Наибольшую ценность имеют коренные или близкие к ним условно-коренные леса, соответствующие современным природным условиям, устойчивые, способные к саморегуляции и самовосстановлению. Такие леса содержат также наибольшее разнообразие характерных видов растений и животных и обеспечивают сохранение их генофонда. Для них предлагаются две системы охраны: наиболее крупные массивы сохранившихся лесов предлагается включить в лесные резерваты (заказники); менее крупные массивы рассматриваются как ботанические объ-

екты для охраны районного значения; для разрозненных небольших по размерам участков сохранившихся лесов (по кварталам) рекомендуется щадящий режим использования.

К сильно нарушенным лесным сообществам относятся все длительно-производные мелколиственные леса, возникшие на месте соответствующих коренных, но утратившие многие их свойства, в том числе и биологическую устойчивость. Однако, если на определенной территории они остались как единственные представители конкретной эпиассоциа-ции, они относятся к сообществам, подлежащим охране, наряду с условно-коренными и коротко-производными лесами, как потенциальные сообщества для восстановления полночленности динамического ряда и хранители генофонда.

Показателем текущего состояния растительности и одним из критериев ее оценки может служить соотношение площадей, занимаемых коренными (условно-коренными), коротко-производными и длительно-производными лесными сообществами.

Определенное природоохранное значение имеет типологическое разнообразие лесов, зависящее от сложности ландшафтной структуры территории. Чем разнообразнее состав лесов, тем разнообразнее экологические функции растительного покрова и тем полнее он способен обеспечивать биологические, эстетические, рекреационные, ресурсные потребности человека.

Исходя из экологических функций леса, важно также положение каждого лесного массива в ландшафте. К ценным относятся редкие для данного ландшафта типы лесов и все леса, независимо от типологической принадлежности и динамического состояния, расположенные вдоль русел рек и ручьев, озер и прудов, вдоль железных дорог и автомагистралей, а также вокруг населенных пунктов, в первую очередь промышленных городов.

Таким образом, в качестве критериев оценки современного состояния растительного покрова района, отражающих его природоохранное значение, используются следующие показатели: 1) лесистость территории; 2) типологическое разнообразие сообществ; 3) качественный состав растительности, определяемый соотношением площадей коренных и производных сообществ; 4) пространственное распределение лесных сообществ в связи с ландшафтной структурой территории. Они учитывается при оценке экологической роли лесных массивов в регионе и разработке систем охраны природы.

По этим показателям Наро-Фоминский район в целом, и отдельные территории (Верейский лесхоз, Дороховское лесничество) относится к достаточно облесенным районам области; его лесистость колеблется от 40 до 60%, что превышает среднюю лесистость по Московской области (38%). Растительность района отличается значительным типологическим разнообразием, особенно лесных сообществ, что обусловлено положением района вблизи южной границы полосы широколиственно-хвойных

лесов и многообразием форм рельефа. На территории района выявлено 82 типа лесных сообществ, относящихся к 19 эпиассоциациям

Коренных и близких к ним условно-коренных лесов в районе, к сожалению, мало. Среди фоновых эпиассоциаций (26, 27, 28, 37, 44) они занимают не более 1-3% их площади. Значительные распространение имеют коротко-производные лесные сообщества этих эпиассоциаций, содержащие генофонд таежных и дубравных видов растений, а также весь набор коренных пород, обеспечивающих восстановительные сукцессии. Их роль оценивается примерно в 12-15% занимаемой площади. Преобладают, несомненно, вторичные мелколиственные с различным участием коренных пород длительнопроизводные леса, возникшие на месте широколиственно-хвойных и хвойных лесов Они занимают порядка 40-45% площади.

В Верейском лесхозе по сравнению с Наро-Фоминским районом в целом условно-коренные и коротко-производные леса сохранились значительно лучше и составляют 46%, а в Дороховском лесничестве до 50% лесного фонда.

Большое природоохранное значение в районе имеют леса, произрастающие вдоль рек и транспортных магистралей, а также у истоков многочисленных мелких рек и ручьев. Лесные массивы вдоль долин Протвы, Исмы, Нары, Пахры и их притоков перемежаются, как правило, с сельскохозяйственными землями, лугами и населенными пунктами, поэтому не могут в полной мере осуществлять почвозащитную и водоохранную функции. Следует отметить хорошую сохранность ольховых пойменных лесов и сосновых боров по террасам рек, благодаря которым уменьшается загрязненность русловых потоков стоками с полей и из населенных пунктов. Прерывистый характер имеет лесная растительность вдоль железнодорожных путей и автомагистралей государственного и областного значения, проходящих через район, а также лесные массивы вокруг самых крупных населенных пунктов района - Наро-Фоминска и Вереи. Восстановление левов в этих местах будет способствовать повышению экологических функций лесов, служащих для защиты человека от воздействия промышленного и транспортного загрязнения.

В связи с большим природоохранным значением лесов политика природопользования в районе должна быть направлена на сохранение лесных массивов и улучшение их качества; хозяйственная же деятельность в лесах должна быть ограничена только определенными строго регламентируемыми формами.

V.2. Охрана ботанических объектов в Наро-Фоминском районе

Ботанико-географический анализ территории Наро-Фоминского района позволил наметить лесные массивы, которые можно рассматривать как наиболее перспективные для организации единой современной системы охраняемых лесных резерватов (экологический каркас) в сложившейся природной структуре региона

На основе имеющихся материалов и анализа «Экологической карты Московской области» (м. 1: 200 000, 2000) можно видеть, что на территории Наро-Фоминского района в настоящее время находится 9 государственных ботанических заказников, общей площадью свыше 2, 5 тыс. га. В основном они сосредоточены вдоль крупных речных долин Протвы, Нары, Исмы. Они показаны на карте (в работе) и приводится их список.

Перспективные для охраны лесные массивы выделены с учетом степени их сохранности, представляющие характерные для каждого ландшафта эталонные коренные и производные сообщества. Список предлагаемых охране лесов включает 16 лесных массивов. Сохранение таких участков необходимо для восстановления нарушенных производных лесов и создания ценных сообществ в условиях антропогенной освоенности территории. Предлагаемые к охране лесные массивы имеют важное природоохранное значение, некоторые из них являются ценными в научном отношении объектами живой природы. Они включают сохранившиеся зональные типы сообществ, исчезнувшие во многих местах подзоны широколиственно-хвойных лесов. В пределах лесных массивов, рекомендуемых для охраны на территории Наро-Фоминского района, необходимо организовать систему охраняемых лесных резерватов, для которых должны быть разработаны оптимальные формы использования и режима охраны.

1. Проведена инвентаризация ценотического разнообразия лесной растительности Наро-Фоминского района Московской области, которая отличается значительным типологическим разнообразием. Для района выявлено 82 типа лесных сообществ, относящихся к 19 эпиассоциациям. Положение района у южной границы полосы широколиственно-хвойных лесов определило наибольшее разнообразие эпиассоциаций широколиственно-хвойных лесов.

3. Создана ГИС-Верея, на основе которой проведен картографический анализ распространения лесных эпиассоциаций в районе, их структуры, динамики и ландшафтной приуроченности.

2. Составлены крупномасштабные карты растительности Наро-Фоминского района (1: 200 000), Верейского леспромхоза (1: 100 000) и Дороховского лесничества (1: 25 000). На их основе проведен анализ по структуре и динамике лесных эпиассоциаций. Ддя района характерно довольно широкое развитие условно-коренных и коротко-производных лесов, которые занимают до 40% площади в Дороховском лесничестве. Составлена серия аналитических карт по распространению, структуре, возрастному составу эпиассоциаци й.

4. Выявлены ландшафтно-экологические связи лесных эпиассоциаций. Для 9 ландшафтов района составлены ценотические спектры лесов. Для Верейского леспромхоза и Дороховского лесничества определены комплексы лесных эпиассоциаций на

Выводы

I БИБЛИОТЕКА

I С.ПжЛ»' { СЭ О т

ги«~ ппЦИОНАЛЬНД*

5. Проведена оценка современного состояния лесов района, определены экологические функции лесов. В районе сохранились ценные в ботанико-географическом плане леса, например, зональные елово-дубовые леса, приуроченные к водораздельным поверхностям моренных равнин. С учетом степени сохранности и природоохранного значения выделены лесные массивы (16 массивов), перспективные для создания единого экологического каркаса региона и рекомендуемые для введения охранного режима.

Публикации по теме диссертации

1. Оптимальное управление лесами с использованием новых методов и инструментов // 1-я Международная Ирано-Российская конференция. -Сборникдокладов.- М., 02. 2001.- С. 114.

2. Роль карты "Зоны и типы поясности растительности России" в системе высшего образования в области географии, экологии, биологии // 9-ый Семинар иранских студентов в Европе. Тезисы докладов - Бир-менгам, Великобритания, 06. 2002.- С.6.

3. Отражение лесной растительности на карте "Растительность Мо-сквской области // 9-ый Семинар иранских студентов в Европе. Тезисы докладов.- Бирменгам, Великобритания, 06. 2002 - С. 13.

4. Принципы мониторинга лесов // Мониторинг состояния лесных и урбо-экосистем.- Международная научная конференция Тезисы докладов.- М : МГУЛ, 11. 2002, - С.75.

5. Проблемы и задачи улучшения окружающей среды, особенно лесных экосистем, и решение их на основе новых технологий // Вестник Шахрекордского университета. 2002. Вып. 3 - С. 10-15 (на персидском языке)

6. Толкование современных геоинформационных систем // Материалы VI Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" М., 04. 2003.- С.76.

7. Устойчивое развитие лесного хозяйства (задачи и практические меры) // Взаимодействие общества и окружающей среды в условиях глобальных и региональных изменений. Тезисы докладов. Москва-Барнаул, Россия, 07. 2003 г. М.: ИПК "Желдориздат", 2003 - С. 375

Отпечатано в копицентре Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус. www.stprint.ru e-mail: zakaz@stprint.ru тел 939-3338 Заказ № 526, тираж 100 экз. Подписано в печать 29.04.2004 г.

110645

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Яралидарани, Набиоллах

Введение.

I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

1.1. Геолого-геоморфологическое строение.,.

1.2. Климат.

1.3. Почвы.

1.4. Ландшафты.

II. ОРГАНИЗАЦИЯ ГИС-Верея ПО РАСТИТЕЛЬНОМУ ПОКРОВУ НАРО-ФОМИНСКОГО РАЙОНА

11.1. Цели создания ГИС- Верея, назначение.

11.2. Исходные данные и обработка материалов.

11.3. Структура ГИС-Верея.

11.4. Слои ГИС-Верея.

II.4. Реализация процедур запросов в ГИС-Верея.

III .ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА НАРО-ФОМИНСКОГО РАЙОНА

III. 1. Положение Наро-Фоминского района в ботанико-географическом районировании.

III.2. Принципы построения карт растительности Наро-Фоминского района Московской области.

III. 3. Анализ карты растительности Наро-Фоминского района.

IV. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ РАЙОНА В СВЯЗИ С ЛАНДШАФТНОЙ СТРУКТУРОЙ ТЕРРИТОРИИ.

IV. 1.Подходы к выделению ландшафтных комплексов лесных эпиассоциаций

IV.2. Ландшафтные комплексы лесных эпиассоциаций.

IV.3. Ценотическое разнообразие лесной растительности Верейского леспромхоза в связи с ландшафтной структурой территории.

IV.4. Ценотическое разнообразие и современное состояние лесной растительности Дороховского лесничества Верейского леспромхоза.

V. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОХРАНЫ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В НАРО-ФОМИНСКОМ РАЙОНЕ

V. 1. Оценка текущего состояния растительности.

V. 2. Охрана ботанических объектов в Наро-Фоминском районе.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Динамика и современное состояние хвойно-широколиственных лесов Московской области"

Актуальнось темы. Одной из наиболее актуальных задач биогеографии является изучение структуры и динамики растительного покрова на топологическом (ландшафтном) уровне. Оно необходимо для выявления экологического потенциала региона, для инвентаризации и оценки современного состояния растительного покрова и проведения необходимых мероприятий по его улучшению. Такой подход наиболее оправдан в столичном регионе, растительность которого в течение многих сотен лет подвергалась интенсивному антропогенному воздействию. Современный растительный покров Московской области представляет собой сложную пространственную мозаику фитоценозов, находящихся на разных стадиях сукцессионного процесса, образующих динамические ряды, или эпиассоциации (Сочава, 1972).

Картографический анализ растительного покрова Московской области основан на типологии и ландшафтной приуроченности сообществ. Экологическая интерпретация закономерностей географического распределения лесов ведется на ландшафтной основе с выявлением в пределах ландшафтов оптимальных условий для развития материнского ядра эпиассоциаций (коренных сообществ) и структуры производных сообществ при трансформации условий под действием антропогенных факторов. В различных природных условиях антропогенные смены идут по-разному и для выделения стадий трансформации лесов необходимо знать приуроченность коренных лесов к структурным элементам ландшафтов.

Данная работа посвящена детальному изучению растительного покрова Наро-Фоминского района Московской области и картографическому анализу связей растительных сообществ с ландшафтной структурой территории на основе компьютерных технологий. Изучение растительности имеет большое значение в связи с вопросами организации рационального лесопользования и обеспечения охраны лесов.

Цели и задачи исследования. Цель исследования — изучение ландшафтно-экологических особенностей фитоценотического разнообразия лесной растительности юго-западного Подмосковья и выявление закономерностей природной и антропогенной динамики растительного покрова региона.

В связи с этим в задачи работы входило:

1. провести инвентаризацию фитоценотического разнообразия и разномасштабное картографирование растительного покрова с анализом его ландшафтных связей на примере Наро-Фоминского района Московской области

2. создать ГИС - Верея для проведения картографического анализа ценотического разнообразия, структуры и динамики лесной растительности; Г г

J и

3. оценить современное состояние и динамику лесного покрова территории, выявить состав основных эпиассоциаций и их ландшафтно-экологические связи на региональном (Наро-Фоминский район) и локальном (Верейский лесхоз, Дороховское лесничество) уровнях;

4. составить крупномасштабные карты растительности с отражением структуры и динамики растительного покрова ; Наро-Фоминского района (м. 1: 100 ООО),

Верейского леспромхоза (м. 1: 50 ООО) и Дороховского лесничества (м. 1: 25 ООО);

5. выявить связи между структурными элементами ландшафтов и растительностью на основе изучения закономерностей распределения эпиассоциаий в связи с морфологической структурой ландшафтов (на уровне ландшафтов и местностей);

6. провести оценку состояния лесных массивов в пределах ландшафтов, выявить и обосновать необходимость выделения охраняемых территорий в Наро-Фоминском районе Московской области.

Материалы и методы исследования. Объектом исследования является разнообразие растительного покрова Наро-Фоминского района, его структуры и динамики в связи с ландшафтной структурой территории. В основу работы положены картографические опубликованные и фондовые материалы кафедры биогеографии географического факультета МГУ, лесной таксации и данные полевых исследований автора (2002-2003 гг.) в Наро-Фоминском районе Московской области. Эти материалы были обработаны с использованием компьютерных технологий. В процессе работы создана ГИС—Верея, с помощью которой проведен разносторонний анализ структуры и динамики растительности в различных ландшафтных условиях региона. При обработке материалов были использованы различные методы ботанико-географических, сравнительно-географических исследований, классификации растительности, картографирования и др. Исследование выполнено на основе компьютерных технологий.

В настоящее время на территории Московской области в связи с интенсивным лесопользованием осталось очень мало ненарушенных коренных лесных сообществ. Одна из первостепенных задач работы связана с выявлением особо ценных лесных массивов, нуждающихся в охране. Поэтому летом 2001-2003 гг. было проведено детальное обследование лесов на территории Наро-Фоминского района в составе ботанического отряда с участием сотрудников и студентов кафедры биогеографии (рис. 1а). В процессе работы были использованы традиционные методы полевых геоботанических исследований (геоботанические описания, профили, фитокатены), а также методы полевой крупномасштабной съемки территории при составлении карты растительности (маршрутные ходы). Места обследования на территории Верейского леспромхоза показаны на рисунке 16. Список геоботанических описаний и маршрутных ходов приводится в приложении 1. Работа проводилась по заказу Совета по экологии администрации Наро-Фоминского района.

Рис, 1а. Исследуемая территория Наро-Фоминского района Московской области

Научная новизна работы. Впервые на основе оригинального исследования растительности юго-западной части Московской области проведено крупномасштабное картографирование фитоценотического разнообразия лесного покрова с созданием серии универсальных и аналитических карт. Проведена оценка текущего состояния лесного покрова Наро-Фоминского района с выделением условно-коренных и производных сообществ лесных эпиассоциаций с анализом их возрастной структуры (Дороховское лесничество). Выявлены особенности формирования пространственной структуры лесного покрова территории в различных ландшафтных условиях. Впервые для изученной территории выявлены комплексы лесных эпиассоциаций на уровне ландшафтов (Наро-Фоминский район) и местностей (Верейский лесхоз, Дороховское лесничество). В работе использованы приемы геоинформационного анализа временной и пространственной динамики растительного покрова. Проведена оценка репрезентативных лесных массивов для введения охранного режима.

Практическая значимость результатов. Результаты исследования могут быть использованы при решении широкого круга задач ботанической географии, связанных с выявлением экологического потенциала территории и устойчивости геосистем на региональном уровне с оценкой состояния окружающей среды; они могут быть востребованы в ландшафтных исследованиях, при проведении природоохранных мероприятий и в сохранении биоразнообразия.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 52 наименования печатных изданий и фондовых материалов, приложения в виде таблиц. Работа изложена на/.Т-^тр. машинописного текста, содержит 5 таблиц и 40 рисунков, в том числе 12 карт. В приложение вынесены справочные таблицы ГИС и таблицы по ценотической структуре ландшафтов Наро-Фоминского района.

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Яралидарани, Набиоллах

выводы

1. Проведена инвентаризации фитоценотического разнообразия лесной растительности на территории Наро-Фоминского района Московской области, которая отличается значительным типологическим разнообразием. Для района выявлено 82 типа лесных сообществ, относящихся к 19 эпиассоциациям. Положение района у южной границы полосы ши-роколи ственно-хвойных лесов определило наибольшее разнообразие эпиассоциаций широколиственно-хвойных лесов.

2. Создана ГИС-Верея, на основе которой проведен картографический анализ распространения лесных эпиассоциаций в Наро-Фоминском районе, их структуры, динамики и ландшафтной приуроченности, о района.

3. Проведено разномасштабное картографировании растительности района на основе эколого-морфологической классификации сообществ, с учетом их динамики и ландшафтной структуры территории. Составлены крупномасштабные карты растительности Наро-Фоминского района (1: 200 ООО), Верейского леспромхоза (1: 100 ООО) и Дороховского лесничества (1: 25 ООО). На их основе проведен анализ по структуре и динамике лесных эпиассоциаций. Для района характерно довольно широкое развитие условно-коренных и коротко-производных лесов, которые занимают до 40% площади в Дороховском лесничестве. Составлена серия аналитических карт по распространению, структуре, возрастному составу эпиассоциаций.

4. Выявлены ландшафтно-экологические связи лесных эпиассоциаций. Разработана структура и характеристика ландшафтных комплексов лесных эпиассоциаций района с оценкой их ценотического разнообразия. Для 9 ландшафтов района составлены ценотические спектры лесов.

Для Верейского леспромхоза и Дороховского лесничества определены комплексы лесных эпиассоциаций на уровне местностей.

5. Использование геоинформационных технологий позволило провести картографический анализ современного состояния растительного покрова на трех уровнях: Наро-Фоминский район (м. 1:200 ООО), Верейский лесхоз (м.1: 100 ООО) и Дороховское лесничество (м. 1: 25 ООО). Показана структура и динамические связи сообществ, возрастной состав (на локальном уровне) лесных эпиассоциаций.

6. Впервые на стадии оценочного картографирования составлена серия оригинальных разномасштабных (универсальных и аналитических) карт района с оценкой современного состояния растительного покрова и ландшафтных связей.

7. Проведена оценка современного состояния лесов района, определены экологические функции лесов. В районе сохранились ценные в ботани-ко-географическом плане леса, например, зональные елово-дубовые леса, приуроченные к водораздельным поверхностям моренных равнин. С учетом степени сохранности и природоохранного значения выделены лесные массивы (16 массивов), перспективные для создания единого экологического каркаса региона и рекомендуемые для введения охранного режима разного значения.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Яралидарани, Набиоллах, Москва

1. Алехин В.В. Растительность и геоботанические районы Московской и сопредельных областей.- М.: МОИП, 1947.-71с.

2. Алехин В.В. Флора и растительность Московского края. Московский край. Сб. научно-популярных очерков, М., 1925.

3. Алисов Б.П. Особенности климата Московского района // Вопросы географии, сб.7.- М.: Географгиз, 1948. С. 101-122

4. Анненская Г.Н., Жучкова В.К., Мамай И.И. и др. Ландшафты Московской области// Вестник МГУ, сер. геогр., 1987, N 2.- с.37-47.

5. Анненская Г.Н., Жучкова В.К., Калинина В.Р. и др. Ландшафты Московской области и их современное состояние. Смоленск, СГУ, 1997.-296с.

6. Атлас Московской области. М., ГУГК, 1976.

7. Белов А.В., Лямкин В.Ф., Соколова Л.П. Картографическое изучение биоты. Иркутск, Изд-во «Облмашинформ», 2002. 160 с.

8. Биогеоценологические основы создания природных заказников: на примере заказника "Верхняя Москва-река". М.: Наука, 1980. 172 с.

9. Ю.Васильева И.В. Граница Московского оледенения и ее ландшафтное значение // Вестн. Моск. ун-та. Сер. география 1961, №3.-С. 62-66.

10. Н.Герасимова М.И. Почвы Сатинского учебного полигона. Деп. ВИНИТИ, № 4550 77. 1977 г.

11. Герасимова М.И. Особенности морфологии дерново-подзолистых почв южной части лесной зоны. «Вестн. Моск. ун-та. Сер. геогр.», 1976, №6.

12. Глазовская М.А. и др. Опыт анализа генетического профиля дерново-сильноподзолистой почвы на покровных суглинках.- В кн.: Геохимические и почвенные аспекты в изучении ландшафтов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1975.

13. Дик Н.Е., Лебедев В.Г., Соловьев А.И., Спиридонов А.И. Рельеф Москвы и Подмосковья.- М.: Географгиз, 1949.- 195 с.

14. Ильинская С.А. Ландшафтные комплексы типов леса // Лесоведение, №4, 1980.

15. Казанская Н.С. Специфика антропогенной трансформации экосистем Московского региона. Современные проблемы географии экосистем. М., 1984 г.

16. Карпенко А.С. Отражение динамики южнотаежной растительности на крупномасштабных геоботанических картах// Геоботаническое картографирование.- М.-Л.: Наука, 1965, с.23-32.

17. Карта растительности Московской области. Масштаб 1 : 200 ООО. М.: ЭКОР, 1996 ( на 4-х листах).

18. Карта «Состояние окружающей среды Московской области». Масштаб 1 : 200 000. М., 2000 г.

19. Котова Т.В., Микляева И.М., Огуреева Г.Н., Суслова Е.Г., Швергунова Л.В. Опыт картографирования экологического состояния растительного покрова. // Экология, 2000, №5, с.349-354.

20. Курнаев С.Ф. Лесорастительное районирование подзоны южной тайги и хвойно-широколиственных (смешанных) лесов. В кн.: Проблемы повышения продуктивности лесов, т. 1. М.-Л., Гослесбумиздат.

21. Курнаев С.Ф. Основные типы леса средней части Русской равнины.-М.: Наука, 1968.-355с.

22. Курнаев С.Ф. Дробное лесорастительное районирование нечерноземного центра.- М.: Наука, 1982, 118с.

23. Лавренко Н.Н. Опыт составления карты ландшафтно-защитных и ресурсных функций растительного покрова БАМ //Геоботаническое картографирование. 1977. С. 20-33.

24. Луга Нечерноземья. М.: Изд-во МГУ, 1984 г. 160 с.

25. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС./ Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Часть 1. М.: 2002.140 с.

26. Любимова Е.Л. Растительный мир Подмосковья. М., 1964.

27. Микляева И.М., Горяинова И.Н., Швергунова Л.В. Луга Нечерноземья (под редакцией А.Г. Воронова). М.: Изд-во МГУ, 1984.

28. Монин С.А. Общая характеристика почвенного покрова Московской области // Очерки природы Подмосковья и Московской области.- М.: Изд-во МОИП, 1947.- С. 62-76.

29. Мячкова Н.А., Сорокина В.Н. Климат Московской области. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991.

30. Зб.Огуреева Г.Н., Суслова Е.Г. Принципы составления легенды среднемасштабной карты растительности Московской области// Экологические исследования в Москве и Московской области. Состояние растительного покрова. Охрана природы. М., 1992, с. 139163.

31. Петров В.В. Новая схема геоботанического районирования Московской области // Вест. МГУ, сер. биолог., №5, 1968.

32. Почвенная карта Московской области. Масштаб 1: 300 ООО. М., ГУГК, 1989 г.

33. Пых Ю.А., Малкина-Пых И.Г. Об оценке состояния окружающей среды. Подходы к проблеме // Экология. 1996. №5. С. 323-329.

34. Растительность европейской части СССР.- JL: Наука, 1980.- 430 с.

35. Рысин Л.П. Сложные боры Подмосковья.-М.: Наука, 1969.- 110с.

36. Рысин Л.П. и др. Еловые леса. М.: Наука, 2000.

37. Смирнов П. А. Флора Приокско-Террасного государственного заповедника//Тр. Приокско-Террасного гос. заповедника, 1958. Вып.2. 245 с.

38. Солнцев Н.А. Природно-географические районы Московской области // Вопросы географии, сб. 51.- М.: Географгиз, 1961.- С. 5-19.

39. Сочава В.Б. Растительные сообщества и динамика природных систем// Доклады Ин-та геогр. Сибири и Дальнего Востока. Вып. 20, 1968.- с.12-22.

40. Сочава В.Б. Классификация растительности как иерархия динамических систем // Геоботагическое картографирование. Л., 1972.

41. Сочава В.Б. Растительный покров на тематических картах.-Новосибирск: Наука, 1979.- 190с.

42. Спиридонов А.И. Краевые образования московского оледенения в центральных областях Русской равнины.- В кн.: Краевые образования материковых ледников. М., 1972, с.94-99.

43. Спиридонов А.И. Основные черты морфоструктуры Русской равнины. Землеведение, 1974, т. 10, с.95-115

44. Спиридонов А.И. Геоморфология европейской части СССР: Учебное пособие для студентов географических специальностей университетов.-М.: Высшая школа, 1978.- С. 336.

45. Ценные объекты живой природы Московской области (охраняемые и нуждающиеся в охране). М.: ГУГиК, 1986

46. Название лесничества Номера ходов и описаний. Дата Квартал координат Направление ходов1. Долгота Широта

47. Верейское ход 1 05.06,95 ков. 70 на восток вдоль газопровода

48. Верейское ход 2 06.06.95 кв.29-25

49. Верейское ход 3 06.06.95 ков. 25

50. Верейское ход 4 06.06.95 кв.28 на юг

51. Верейское ход5 06.06.95 кв.28

52. Верейское ход 6 06.06.95 ков. 59 от дороги на С-В

53. Верейское ход 7 07.06.95 ков.20

54. Верейское ход8 06.07.95 кв.21

55. Верейское ход 15 13/06/95 кв.81

56. Верейское ход 16 13/06/95 ков.79 на восток к р. Протва

57. Верейское ход35 19/06/95 ков.73

58. Верейское ходЗб 19/06/95 ков.78-77

59. Верейское ход1 26.07.02 дол. реки Протва. террасы

60. Верейское ход2 26.07.02 кв.62

61. Верейское ходЗ 26.07.02 кв. 54-5 5

62. Верейское OJ 1.1 27/07/02 за рекой Протва

63. Верейское оп.2 27/07/02 за рекой Протва

64. Веселевское ход! 1 13/06/95 ков.37

65. Веселевское ход 12 13/06/95 ков.35и Веселевское ход! J 13/06/95 кв.43

66. Веселевское ход 17 14/06/95 кв.7

67. Веселевское ход 19 14.06.95 кв. 17-18

68. Веселевское ход20 14.06.95 кв 17-22 к зал

69. Веселевское ход22 14/06/95 ков.20 вдоль дороги

70. Веселевское ход 23 14/06/95 ков.21

71. Веселевское ход24 15/06/95 ков.461.14

72. Веселевское ход25 15/06/95 ков.45

73. Веселевское ход26 15/06/95 ков.44

74. Веселевское ход27 15/06/95 ков. 43

75. Веселевское ход28 15.06.95 кв40

76. Веселевское ходЗО 15.06.95 кв27-30 к В.

77. Веселевское ход31 15.06.95 кв28-29 к С-3

78. Веселевское ход32 16.06.95 кв.53 к югу

79. Веселевское ходЗЗ 16.06.95 кв.52

80. Веселевское ход 34 16.06.95 кв.54 к ю-в

81. Вышегородское ход37 20/06/95 ков. 5 2

82. Вышегородское ход38 20/06/95 кв.50-51

83. Вышегородское ход40 21/06/95 кв.36

84. Вышегородское ход41 21/06/95 кв.35-36

85. Вышегородское ход42 21/06/95 кв.42

86. Вышегородское ход43 23/06/95 кв.3-4-5-6

87. Дороховские ходб 22.07.95 кв.60

88. Дороховские ход7 22.07.95 кв.60

89. Дороховские ход8 22.07.95 кв.21 к западу от п. Лиахово

90. Дороховские ход8а 22.07.95 кв.20

91. Дороховские оп.178 10.07.03 55-31-42 36-27-33

92. Дороховские оп.179 10.07.03 55-31-40 36-27-32

93. Симбуховское ход1 22.07.95 кв.2 У с. Головинки

94. Симбуховское ход2 22.07.95 кв.13 Клодкино-Симбухово

95. Симбуховское ходЗ 22.07.95 кв.23 к зап. от Симбухово

96. Симбуховское ходЗа 22.07.95 кв.24

97. Симбуховское ход4 22.07.95 кв.52 от Колодкино на ю-юз

98. Симбуховское ход5 22.07.95 кв.57

99. Симбуховское ход1 28/07/02 квЮ-19-11 на север

100. Симбуховское ход2 30/07/02 кв.10-11 недалеко от вырубки

101. Симбуховское ходЗ 31/07/02 кв.13-14 ход к западуt1. Дороховский ландшафт (50)

102. Лесные культуры Сосны (2,2%)1. Лесные культуры Ели (12%)

103. Верейско Можайский ландшафт (46)

104. Еловые с Ол папоротниково-хвощево-кислично-широкотравные (1,7%) 25.1 .Березово-осино-во-еловые с Ол хвощево-папоротниково-кисл ич но-широко-травные 25а. Березово-осино-вые с Е, Ол папоротниково-хвощево-щуч-ковые

105. Дубово-еловые папоротниково-зеленомошные (5%) 27.1. Березово-осино-во-еловые с Д папоротниково-зелено-мошные 27а. Осиново-березо-вые с Д, Е папоротниково-зеленомошные 27.1. Березово-осино-во-еловые с Д папоротниково-зелено-мошные

106. Еловые с Лп,Д кустарниковые волосистоосоковые (2, 6%) 40.1. Осиново-бере-зово-еловые с Кл, Лп, Д кустарниковые майниково-волосисто-осоковые 40а. Осиново-березо-вые с Кл, Лп, Д кустарниковые разнотравно-волосисто-осоковые

107. Сероольховые с Б. 55. Сероольховые с Б,

108. Ос, Ч малиновые влажнотравные (0,1%) Ос, Ч малиновые влажнотравные62. (1,7%)

109. Лесные культуры Соснь (1,9%)

110. Лесные культуры Ели (4,9%)t