Геоэкологические особенности и рациональное использование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа

Шагаров, Лев Мерабович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоэкологические особенности и рациональное использование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологические особенности и рациональное использование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа"

На правах рукописи

ШАГАРОВ Лев Мерабович

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БУКОВЫХ И ДУБОВЫХ ЛЕСОВ ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КАВКАЗА

Специальность 25.00.36 — Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата географических наук

005536228

ч 1 т ¿¡т

Ростов-на-Дону 2013

005536228

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования ФГБОУ ВПО «Карачаево-Черкесский государственный университет им. У.Д. Алиева».

Научный руководитель: Онищенко Вячеслав Валентинович,

доктор географических наук, профессор, зав. кафедрой экологии и природопользования Карачаево-Черкесского государственного университета им. У.Д. Алиева

Официальные оппоненты: Братков Виталий Викторович,

доктор географических наук, профессор, зав. кафедрой географии Московского государственного университета геодезии и картографии

Шальнев Виктор Александрович,

доктор географических наук, профессор кафедры физ. географии и ландшафтоведения Северо-Кавказского федерального университета

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО

«Кубанский государственный университет»

Защита состоится «27» ноября 2013 года в 13:00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.12 при ФГАОУ ВПО «Южный Федеральный Университет» по адресу: 344090 г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет ЮФУ, ауд. 201.

С диссертацией можно ознакомиться в зональной научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Южный Федеральный Университет» по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан «25» октября 2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук, доцент

Д. Ю. Шишкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования продиктована тем, что для Черноморского побережья Кавказа рекреационное лесопользование становится основным видом пользования лесом, приносящим стабильный доход. В этой связи проблема его оптимизации приобретает особое значение. До сих пор не исследованными остаются вопросы изменения экосистем горных лесов региона в условиях современного изменения климата при антропогенном воздействии.

Существует потребность в получении достоверной информации о состоянии именно буковых и дубовых лесов, так как они преобладают в среднегорной высотной зоне южного склона Западного Кавказа и подвергаются антропогенному воздействию. Очевидна необходимость исследования вопросов организации лесопользования в горах; усовершенствования программ экологического мониторинга; создания баз данных и оценки степени рекреационной дигрессии лесов.

Цель исследования — комплексное эколого-географическое исследование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа в контексте их рационального использования. Для реализации цели исследования были поставлены следующие задачи:

• исследовать изученность проблем лесопользования и экологическое состояние горных лесов Черноморского побережья Кавказа;

• проанализировать региональные особенности организации и проведения мониторинга экосистем горных лесов;

• изучить данные мониторинга структуры и функционирования горных лесных экосистем в буковой и дубравной зонах региона;

• разработать концепцию устойчивого лесопользования в горных условиях;

• исследовать региональные особенности рекреационной дигрессии лесов;

• наметить пути оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются горные буковые и дубовые леса Черноморского побережья Кавказа. Предмет исследования - системное функционирование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа в условиях современного изменения климата при экстенсивном антропогенном воздействии.

Теоретической и методологической основой исследования нами приняты:

- Многолетние экспедиционные исследования по изучению антропогенного воздействия на водорегулирующие и почвозащитные функции горных лесов Черноморского побережья Кавказа (H.A. Битюков, И.П. Коваль, П.М. Полежай, В.М. Ивонин и др.);

- Экологические основы ведения хозяйства в горных лесах Кавказа (H.A. Битюков, В.В. Братков, И.П. Коваль, Б.П. Шевцов, В.В. Онищенко, А.Г. Крохмаль, П.Н. Датунишвили и др.);

- Геоэкологические и ландшафтные исследования территории Северного Кавказа (В.Ф. Вальков, В.В. Дьяченко, Ю.В. Ефремов, А.Г. Исаченко, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников, С.А. Литвинская, П.М. Лурье, В.В. Онищенко, В.Д. Панов, Ю.П. Хрусталев и др.);

- Подходы к оптимизации рекреационного использования лесов (В.И. Анисимов, A.B. Белякова, А.П. Казанкин, Л.П. Рысин, Г.К. Солнцев, А.И. Тарасов и др.).

Методология исследований основывается на обработке и анализе данных мониторинга микроклиматических, воднобалансовых и лесоводственных показателей, полученных в результате многолетнего активного эксперимента на водосборах лесогидрологических стационаров (ЛГС) научно-исследовательского института горного лесоводства и экологии леса («НИИгорлесэкол»), заложенных в буковой и дубравной зонах региона. ЛГС «Аибга» расположен в буковых лесах восточной части региона (бассейн реки Мзымта), ЛГС «Горский» - в дубовых лесах западной части региона (бассейн реки Джубга). Программа работ включала непосредственно мониторинговые исследования, обработку и анализ полученных данных, а также обобщение результатов предыдущих исследований. Математическая обработка полученных данных проведена с применением стандартных методов анализа на ЭВМ с использованием специализированного программного обеспечения. Научная новизна:

1) усовершенствована методология организации и проведения мониторинга горных лесов Черноморского побережья Кавказа;

2) создана база данных (за период 1964 по 2010 гг.) «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа»;

3) впервые с учетом региональных особенностей лесов выявлены признаки пяти стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов;

4) разработаны направления оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.

Практическая значимость работы. Методологически и технически усовершенствована основа для дальнейших мониторинговых исследований горных лесов Черноморского побережья Кавказа.

Создана база данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» (за период 1964-2010 гг.), на которую получено свидетельство о государственной регистрации № 2012621120 от 26.10.2012 г.

Получены значения изменений температуры воздуха и количества осадков под пологом буковых лесов (на основе данных репрезентативного лесогидрологического стационара «Аибга» и метеостанций опорной сети Росгидромета) за многолетний период наблюдений, которые могут быть использованы для изучения изменения микроклимата в горных лесах региона.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс Карачаево-Черкесского государственного университета им. У.Д. Алиева - при изучении студентами направления «Экология и природопользование» дисциплин «Экологический мониторинг», «Геоэкология Кавказа», «Управление рекреационным

природопользованием», «Природно-ресурсный потенциал горных территорий».

Таким образом, результаты диссертационного исследования можно использовать как в образовательном процессе по нескольким направлениям (спецкурсы, программы переподготовки и повышения квалификации, краткосрочные семинары), так и в научно-исследовательской, инновационной и консалтинговой деятельности.

Апробация работы и публикации. Исследования автора легли в основу его научно-исследовательской работы по реализованному в Сочинском Государственном Университете федеральному проекту «Исследование региональных особенностей и разработка модели мониторинга экосистем горных лесов Причерноморья в условиях современного изменения климата при интенсивном антропогенном воздействии» (Гос. контракт от 7.12.2010 г. № СМ-8/16пр; шифр 20112.1.1/13719).

Основные положения диссертации были доложены на следующих конференциях:

• Международная научная конференция, посвященная 150-летию Н.М. Книповича «Экологическая безопасность приморских регионов (порты, берегозащита, рекреация, марикультура)», 5-8 июня 2012 г., г. Ростов-на-Дону.

• V международная научная конференция «Геоинформационные технологии и космический мониторинг», 2-6 сентября 2012 г., пос. Дюрсо, Краснодарский край.

Личный вклад автора состоит в:

- создании многолетних электронных баз данных, одной из которых является база данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» (за период 19642010 гг.), которая позволила составить единую сводку результатов предыдущих исследований и усовершенствовать обработку информации мониторинга;

- усовершенствовании методологии организации и проведения мониторинга лесных экосистем в регионе, которая базируется на использовании (взамен регулярной сетки постоянных пунктов наблюдения) опорной сети репрезентативных водосборов с фиксированными границами;

- получении основных статистических показателей и тесноты связи между данными по количеству осадков с метеостанций и пунктов наблюдений, расположенных в зоне буковых лесов;

- графическом моделировании временной динамики исследуемых показателей (температура воздуха, количество осадков, склоновый сток, масса листового опада, фитомасса травостоя);

- разработке с учетом региональных особенностей Черноморского побережья Кавказа 5-стадийной шкалы рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов, отражающей качественные и количественные характеристики их основных компонентов на каждой стадии дигрессии: древостоя, подроста, подлеска, напочвенного покрова, почвы;

- непосредственном участии в апробации результатов исследования.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Тема диссертационной работы соответствует специальности 25.00.36 «Геоэкология», поскольку исследования геоэкологических аспектов устойчивого развития регионов входят в круг задач геоэкологии. Проведенные исследования соответствуют следующим областям исследований отрасли «Науки о Земле» специальности 25.00.36 «Геоэкология»:

п. 1.10 — «Разработка научных основ рационального использования и охраны водных, воздушных, земельных, рекреационных, ...» - С учетом региональных особенностей оценки рекреационной дигрессии лесов выделены признаки пяти стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов, намечены пути оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.

п. 1.12 — «Геоэкологический мониторинг и обеспечение экологической безопасности, средства контроля» — Усовершенствована методология организации и проведения мониторинга горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа.

п. 1.16 — «Геоэкологические аспекты устойчивого развития регионов» -Сформулирована концепция устойчивого лесопользования в горных условиях.

п. 1.17 — «Геоэкологическая оценка территорий. Современные методы ... Разработка научных основ государственной экологической экспертизы и контроля» - Создан многолетний банк данных (1964-2010 гг.) «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа».

Основные результаты исследований, выносимые на защиту:

• Методологические основы мониторинга горных лесов Черноморского побережья Кавказа реализуют иерархический подход к организации наблюдения, обработке данных и созданию моделей экосистем на основе ранжирования водосборов;

• Создание базы данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» позволило усовершенствовать обработку информации мониторинга и подготовить ее к интеграции в геоинформационную систему;

• Расчет основных статистических показателей и тесноты связи между данными по количеству осадков с метеостанций и пунктов наблюдений, расположенных в зоне буковых лесов показал устойчивый тренд увеличения количества осадков с 1650 мм в начале 20-го века до 2050 мм — в настоящее время.

• С учетом региональных особенностей лесов выделены признаки пяти стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов, отражающие качественные и количественные характеристики их основных компонентов на каждой стадии дигрессии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 4 в ведущих периодических изданиях перечня ВАК и 1 монография; получено свидетельство о государственной регистрации базы данных.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 180 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав и заключения. Список литературы включает 209 наименований, в том числе 17 на иностранных языках. Текст проиллюстрирован 42 рисунками и содержит 25 таблиц.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д.г.н., профессору Вячеславу Валентиновичу Онищенко за помощь методического и организационного характера. Автор также выражает свою благодарность д.б.н., профессору Николаю Александровичу Битюкову; к.э.н., доценту Венере Грачиковне Айрапетян; к.г.н. Наталье Александровне Яицкой и Даниилу Владимировичу Красавину за всестороннюю помощь и поддержку.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемого вопроса, сформулированы цель, задачи, научная новизна, практическая значимость работы и основные результаты исследований, выносимые на защиту.

В первой главе отмечено, что несмотря на предшествующие исследования вопросов мониторинга лесов, рационального использования лесов и устойчивого развития лесных территорий Черноморского побережья Кавказа в трудах таких ученых как Битюков H.A., Коваль И.П., Ивонин В.М., Пеньковский Н.Д., Полежай П.М., Шевцов Б.П. и др., обобщающих работ, учитывающих экспериментальные данные по динамике экосистем буковых и дубовых лесов, явно недостаточно. Также недостаточно исследованы вопросы изменения экосистем горных лесов региона в условиях современного изменения климата при экстенсивном антропогенном воздействии.

Здесь же характеризуются физико-географические особенности региона исследований: геология и рельеф, климатические условия, гидрологические ресурсы, почвенный покров, лесная растительность и животный мир.

Кроме того, рассмотрена структура лесопользования в регионе. Из породного состава в лесном фонде преобладают твердолиственные насаждения, которые составляют 81,5% от покрытой лесом площади, из которых 29,2% - спелые и перестойные насаждения. Из них твердолиственные составляют 85%, хвойные насаждения составляют 5%, мягколиственные 6%, прочие насаждения 4%. В составе лесного фонда имеется 4% прочих пород, представленных уникальными для России породами (каштан съедобный, орех грецкий, можжевельник древовидный, черешня, тис, самшит), а также группой хвойных и лиственных экзотов.

В ближайшее десятилетие повышение доходности от использования лесного фонда (в рамках Лесного плана Краснодарского края) будет происходить за счет развития многоцелевого использования лесов, а именно рекреационного, сырьевого компонента, развития инфраструктуры и т.д.

Во второй главе подробно рассмотрены методологические основы организации и проведения мониторинга горных лесов Черноморского побережья Кавказа.

В результате проработки теоретических вопросов и обобщения практических результатов мониторинговых исследований (собственных и по литературным данным) автором была усовершенствована методология организации и проведения мониторинга горных лесных экосистем в регионе, которая базируется на следующих принципах:

- использование опорной сети репрезентативных водосборов с фиксированными границами, где пункты постоянных наблюдений размещаются в пределах бассейна;

- комплексность мониторинга, при котором речной водосбор рассматривается как экосистема, и организация наблюдений осуществляется на основе системного анализа ее составляющих;

- унификация комплекса методических приемов и критериев независимо от специфики условий произрастания лесов и их целевого назначения;

- иерархический подход к организации наблюдения, обработке данных и созданию моделей экосистем на основе ранжирования водосборов.

Таким образом, комплексный эколого-географический мониторинг в горных регионах следует проводить на различных уровнях, которых должно быть не менее трех (выдел, элементарный водосбор, речной бассейн). Основным признаком выделения уровней (рангов) служит площадь водосбора, что объясняется влиянием этого параметра на пространственное размещение лесных сообществ и формирование экологических связей в них.

1 уровень — это сравнительно однородный участок горного склона (выдел), для которого характерным является отсутствие ручьевого стока и небольшая площадь (от нескольких до нескольких десятков гектаров).

2 уровень — элементарный водосбор, входящий в гидрографическую сеть реки (приток 1-го порядка, характерным признаком которого являются

четко сформированные границы и наличие русла водотока). Размеры его могут колебаться от нескольких десятков до нескольких сотен гектаров.

3 уровень - это репрезентативный речной бассейн, имеющий развитую речную сеть и устойчивый базисный сток. Размеры таких бассейнов измеряются сотнями и тысячами гектаров. Характерной особенностью таких водосборов является наличие различных геоморфологических, почвенных, климатических и лесорастительных условий, которые закономерно изменяются по длине горной реки.

Критериями мониторинга лесных экосистем разного ранга служат параметры, характеризующие отдельные элементы экосистем, а также динамику процессов массо- и энергообмена в них. Так, на уровне элементарных водосборов критериями служат: породный состав, таксационные характеристики насаждений и их продуктивность, распределение по крутизне, структура и динамика древостоев, а также параметры, характеризующие лесообразующие и почвообразующие процессы и динамику элементов водного и теплового балансов.

В зависимости от целей, задач и уровней мониторинга лесных экосистем количество критериев, посредством которых может быть охарактеризована динамика лесных экосистем, может изменяться как в сторону их увеличения, так и в сторону уменьшения.

На 1 уровне (выдела) ввиду однородности лесорастительных условий имеется возможность учесть наибольшее количество критериев как биотической, так и абиотической группы факторов (динамики растительности и гидрологического режима). Здесь целесообразно рассматривать влияние насаждений на изменение отдельных элементов водного баланса.

На 2 уровне (элементарного водосбора) таких критериев должно быть меньше, а гидрологические модели должны обладать меньшей сложностью, ограничиваясь общей характеристикой элементов водного баланса (сток, испарение, инфильтрация, влажность почвы).

На 3 уровне (речного бассейна) вследствие нивелирующего влияния самой площади, критерии гидрологического режима и состояния лесной растительности сводятся к минимуму (1-2 интегральных показателя). Так, в качестве интегрированных критериев лесных экосистем выступают: лесистость бассейна и ее динамика во времени; закономерности лесообразующих процессов, рассматриваемые для лесорастительных формаций, входящих в речной бассейн.

Таким образом, организацию сети мониторинга следует производить по двум приоритетным признакам:

• территориальному — на федеральном, региональном и локальном уровнях.

• системному (рисунок 1) , который включает в себя репрезентативные речные бассейны, элементарные водосборы и участки без ручьевого стока (постоянные пробные площади и постоянные пункты наблюдений).

Третья глава диссертации посвящена анализу результатов мониторинга экосистем горных буковых и дубовых лесов Черноморского

побережья Кавказа. Исследования основаны на изучении материалов личных полевых исследований, проводимых автором ежегодно с 2006 года, а также опубликованных и фондовых материалов Ф1"У «НИИ горного лесоводства и экологии леса» (НИИгорлесэкол), ФГУ «Сочинский национальный парк». Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по Краснодарскому краю (Росгидромет), департамента лесного хозяйства Краснодарского края.

3 > ровен», мониторинга (репрезентативные речные бассейны) Бассейн реки Мзымта

2 уровень мониторинга (элементарные ■обосборы) Bojoc&opu J1IX' AHÚl a

1 «ровенъ мониторинга (выдели) ППП\ППН**

Рисунок 1 - Kiiok-схсмл организации экологического мониторинга но системному признаку в бассейне реки Мзымта Ч1ПП - постоянная пробном пища/Ь. "ППН - постоянный пункт нчпмкния

В среднегорной зоне, характеризующей горноклиматический курорт «Красная Поляна», полевые исследования проведены на территории лесогидрологического стационара (ЛГС) «Либга» (рисунок 2). который был организован в 1963-1965 гг. ЛГС был заложен на водоразделе рек Псоу и Мзымта на высотах от 485 до 1150 м над уровнем моря, на общем склоне юго-западной экспозиции со средней крутизной 25е. Участок ею является репрезентативным для зоны буковых лесов и включает четыре водосбора, характеристика которых приведена в таблице 1.

Рисунок 2 - Расположение ЛГС «Либга» (слева) и ЛГС «Горский» (справа)

В формации дуба скального исследования проведены на лесогидрологическом стационаре «Горский» (рисунок 2), расположенном на северо-западе Главного Кавказского хребта, характеризующимся наличием низкогорного, сильно эродированного рельефа. Стационар включает 4 элементарных водосбора площадью от 6 до 24,9 га. В течение 1976-1981 гг. на водосборах были проведены калибровочные наблюдения, затем, в 1981— 1983 и 1988-1989 гг., на двух водосборах испытаны сплошнолесосечная и двухприемная котловинная рубки с тракторной трелевкой древесины, а два водосбора оставлены в качестве контрольных.

Таблица 1 - Характеристика водосборов лесогидрологического стационара «Аибга»

Морфометрические и таксационные характеристики Водосборы J1TC «Аибга»

1-й 2-й 3-й 4-й

Площадь, га 7,6 11,7 5,7 19,9

Экспозиция склонов ЮЗ ЮЗ ЮЗ ЮЗ

Средний уклон, град. 25 26 28 26

Состав насаждений (до рубки) ЮБк ЮБк+Г 9Бк1Ил,Лп 9Бк1Ил, Лп

Класс бонитета (до рубки) I I 1а 1а

Запас древесины, м3/га 580 580 620 670

Годы рубки 1973-1974 1973-1974 1981-1982 1994 1974 -

Способ рубки сплошнолесосечная котловинная 3-приемная добровольно-выборочная контроль

Площадь рубки, га 7.6 2.08 2.69 2.55 3.6 -

Площадь рубки, % водосбора 100.0 62.6 63.2 -

Таблица 2 - Характеристика водосборов лесогидрологического стационара «Горский»

Морфометрические и таксационные характеристики Водосборы ЛГС «Горский»

1-й 2-й 3-й 4-й

Площадь, га 6,0 22,3 24,9 9,3

Экспозиция склонов сз,з сз С, СЗ СЗ, ЮЗ

Средний уклон, град. 17,5 13,2 13,3 19,0

Состав насаждений (до рубки) 8Дс1Бк1Гр 7Дс2Бк1Гр 5ДсЗБк2Гр 6ДсЗГр1Бк

Класс бонитета (до рубки) VI, 0 111,9 111,2 111,4

Запас древесины, м3/га 192 169 178 203

Годы рубки 1981-82 1982-83 1988-89 - -

Способ рубки сплошнолесосечная котловинная 2-приемная контроль контроль

Площадь рубки, га 4,04 3,92 2,30 - -

Площадь рубки, % водосбора 67,3 17,6 10,3 - -

В НИИгорлесэкол были получены материалы слежения за лесными экосистемами на лесогидрологических стационарах за период с 1964 по 2006 гг. В 2006-2013 гг. мониторинговые исследования были продолжены в целях выявления динамики горных лесных экосистем в условиях современного изменения климата при антропогенном воздействии. Были продолжены наблюдения за элементами микроклимата - температурой и количеством осадков, при этом велось слежение за элементами среды как на опытных водосборах, так и на контрольных. Состав, строение и динамика насаждений изучались на постоянных пробных площадях путем определения лесоводственно-таксационных показателей и возобновительного процесса в нарушенных и контрольных древостоях. Динамика стока определялась по данным измерений уровней и стока в замыкающих створах водосборов, оснащенных самописцами уровней воды «Валдай». Автор принимал участие в выполнении всех основных видов работ по сбору и анализу данных, участвовал в разработке программы и методики исследований. Полевые работы на лесогидрологических стационарах проводились в 2006-2010 гг. Камеральные работы выполнялись в 2011-2013 гг.

Результаты многолетнего мониторинга температуры воздуха, количества осадков и величин склонового стока в буковых и дубовых лесах региона были сведены в единую базу данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» (Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2012621120 от 26.10.2012 г.), что позволило усовершенствовать обработку информации мониторинга и подготовить ее к интеграции в геоинформационную систему.

Анализ многолетних данных по температуре воздуха (рисунок 3) под пологом букового леса ЛГС «Аибга» (1965-66-2011-12 гидрологические годы) показал устойчивый тренд увеличения амплитуды годовых температур при незначительном увеличении среднегодовой температуры воздуха.

и п сч N г)

"Минимальная Т год •Среднегодовая Т -Линейная (Максимальная Т год)

•Максимальная Т год -Линейная (Минимальная Т год) -Линейная (Среднегодовая Т)

Рисунок 3 - Изменение максимальных, минимальных и среднегодовых температур воздуха под пологом букового леса ЛГС «Аибга»

Основной целью статистической обработки и анализа данных по количеству атмосферных осадков, собранных на метеостанциях и пунктах наблюдений, расположенных в зоне буковых лесов, явилось сравнение многолетних показателей на территориях с наибольшими рекреационными нагрузками с показателями слабо нарушенных участков, анализ динамики и взаимосвязи этих данных. Для реализации этой цели пристальное внимание было уделено длиннопериодным рядам наблюдений с метеостанций расположенных в зоне буковых лесов.

Анализ хронологических графиков как годовых, так и сезонных сумм осадков для метеостанции Сочи (1895-2008 гг.) и метеостанции Красная поляна (1901-2008 гт.) показал, что все тренды (и линейный, и осредненный за 5-летия) однозначно указывают на увеличение годовой нормы осадков за последние 100 лет. По графику изменения сезонных и годовых осадков высокогорной метеостанции Ачишхо увеличение годовых осадков в последний период (с начала 1970-х годов по 1988 г.) менее выражено. Это связано с меньшим периодом наблюдений (наблюдения начаты в 1929 г. и закончены в 1988 г. в связи с закрытием станции), а также с особенностями формирования зимних твердых осадков.

Общий хронологический график модульных коэффициентов годовых сумм осадков для метеостанций Сочи, Красная Поляна и Ачишхо показывает устойчивый тренд увеличения осадков за весь столетний период: с 1650 мм в начале 20-го века до 2050 мм - в настоящее время (рисунок 4). Следовательно, количество осадков в районе Сочи увеличилось ориентировочно на 400 мм за 100 лет, что в среднем составляет 4 мм в год.

Аналогичные выводы подтверждаются материалами исследований на ЛГС «Аибга», где наблюдения проводятся с 1964 года. Наложение данных ЛГС «Аибга» на общий график горного кластера дает полное совпадение линейного тренда за вековой цикл, хотя и проходящий выше линии метеостанции Красная Поляна на 300 мм. Годовые изменения осадков на ЛГС «Аибга» подтверждаются ходом сезонных сумм осадков.

Проведенный анализ погодных условий в основных лесных формациях региона показал весьма сложные взаимозависимости развития лесной и травянистой растительности в экосистемах, а также их влияние на гидрологические условия и почвенный покров. Однозначно доказана многолетняя, годовая и сезонная динамика термического режима и условий увлажнения и их влияние как на природный режим лесных экосистем, так и процессы восстановления после активного техногенного вмешательства в этот режим.

Ранее многими исследователями были получены данные об увеличении скорости роста лесов Северо-Западного Кавказа на протяжении всего прошлого столетия. Также в ряде исследований было установлено, что климатические факторы могут определять до 50% величины годичного прироста лесной растительности, поэтому для оценки воздействия современного изменения климата на динамику прироста буковых и дубовых лесов было проведено сопоставление этих показателей. Коэффициент

корреляции, вычисленный между индексами прироста бука (по данным Г.Е. Комина) и годовым количеством осадков за последние 50 лет, равен 0,4; между индексами прироста и температурой - 0,2. Это говорит о том, что динамику годичного прироста бука в большей степени определяют условия увлажнения отдельных лет.

Сочи —О— КрПолян —:—Ачишхо

-Линейная (Сочи) ^—Линейная (КрПолян)--Линейная (Ачишхо)

Рисунок 4 - Общий хронологический график модульных коэффициентов годовых сумм осадков по данным метеостанций Сочи, Красная Поляна и Ачишхо

Таким образом, изменение микроклимата, которое проявляется прежде всего в значительном увеличении количества атмосферных осадков, способствует ускорению роста горных лесов Северо-Западного Кавказа.

Изучение водного режима в связи с рубками в зонах буковых и, частично, дубовых лесов на уровне речных бассейнов показало существенное нарушение водоохранной и водорегулирующей функций леса. При этом роль интегрального показателя изменения гидрологической обстановки на водосборах выполняет склоновый сток, наиболее подверженный изменениям. В горных условиях Северо-Западного Кавказа отдельно поверхностного стока на склонах, покрытых лесной растительностью, или не существует вовсе, или он составляет доли процента от общего ручьевого стока. Во всяком случае, нет надежных способов выделить поверхностный сток из склонового стока, формирующегося в верхнем 0,5-1,0-метровом слое почвы. В связи с этим, для горных условий имеет смысл оперировать понятием «склоновый сток», для которого основным отличительным признаком является скорость добегания до основного русла. Склоновым стоком следует считать то количество воды, которое проходит через

замыкающий створ в течение нескольких часов после выпадения паводкообразующнх осадков (по крайней мере, в течение 1-2 суток после дождя). Одним из основных факторов влияющих на генезис стока при рубках леса является площадь водосбора. Наиболее интенсивно вырубка леса влияет на сток на уровне ручьев и малых водосборов.

Анализ результатов мониторинга склонового стока в формации бука восточного (ЛГС «Аибга») не дает повода говорить о наступлении стабилизации условий формирования устойчивого стока на площадях водосборов, пройденных опытными рубками, даже после 34-летнего периода наблюдений. Как на площади сплошнолесосечной рубки, так и на водосборе с котловинной рубкой индексы изменения склонового стока в некоторые годы снижаются до величин 0,45, в другие годы увеличиваются до 2,4-3, особенно в холодные периоды, когда регулирование выпадающих осадков площадью водосбора минимальное. При этом также следует считать доказанным факт некоторого влияния водности года на динамику индекса изменения склонового стока после сплошнолесосечных рубок. На рисунках 5 и 6 показана динамика индексов изменения склонового стока на водосборах с опытными рубками за весь период наблюдений.

Как следует из приведенных данных, к 34-летнему сроку наблюдений после проведения сплошных и котловинных рубок имеется некоторая тенденция уменьшения склонового стока до значений, близких к 1,0, хотя эта тенденция неустойчива. Установлена также слабая зависимость индексов изменения стока после рубок от водности года — чем выше водность года, тем больше изменение склонового стока. Это свидетельствует о проявлении известного в гидрологии положения о том, что режим выпадения стокоформирующих осадков может влиять на генезис стока при различных подстилающих поверхностях.

Анализ результатов мониторинга склонового стока в формации дуба скального (ЛГС «Горский») также показывает, что в течение 28-летнего периода наблюдений стабилизация условий формирования стока так и не наступила. В результате изучения склонового стока на малых водосборах в формации дуба скального установлено, что условия для регулирования паводков в этой зоне весьма неблагоприятны. Так, максимальные месячные модули стока за многолетний период изменялись здесь в среднем от 8,1 до 15,3 л/с с 1 га, т.е. их величины в 8-14 раз выше, чем в зоне буковых лесов. Максимальные годовые модули стока также очень высоки - в отдельные годы достигают 49 л/с с 1 га. Глубина слоя почвы, способного быстро впитывать осадки, в дубравах оценивается в 3 раза меньшей, чем в букняках. Склоны гор под дубравами региона не могут регулировать дренажным стоком ливни интенсивностью более 0,1 мм/мин и суммой осадков более 3040 мм.

После проведения опытных рубок в формации дуба скального на водосборе со сплошной рубкой максимальное увеличение стока (в 2,1 раза) наблюдается на 3-5-й год после рубки (рисунок 7).

Рисунок 5 - Изменение склонового стока в буковых насаждениях ЛГС «Аибга» (водосбор № 1 со сплошнолесосечной рубкой 1973-74 гг.)

Рисунок 6 - Изменение склонового стока в буковых насаждениях ЛГС «Аибга» (водосбор

№ 2 с 3-х приемной котловинной рубкой 1973-74,1981-82 и 1994 гг.) Примечание к рисункам 5 и б: модульный коэффициент — отношение годового показателя стока к норме (характеризует водность года), единицы; склоновый сток — отношение наблюденного стока к расчетному (по графику приведения), единицы.

В среднем за 10 лет сток ежегодно увеличивался в 1,6 раз. На водосборе с котловинной рубкой увеличение стока (в 1,1 раза) наблюдалось около 15 лет (рисунок 8). Инфильтрационная часть водного баланса в 3 раза меньше, чем на контрольном водосборе. Поступление влаги в глубокие горизонты почвогрунтов уменьшилось до 65 мм в год за счет возрастания быстрого склонового стока (при годовом количестве осадков 1300-1700 мм). При этом зафиксированы большие величины объемов и коэффициентов стока паводковых вод, составляющих в среднем около половины всех выпадающих осадков. В холодный период года основная часть паводков имеет коэффициенты стока, равные 90-98%.

Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования подтвердили возможность использования склонового стока в качестве универсального показателя как изменений климатических характеристик в различных древостоях, так и изменений особенностей подстилающей поверхности (в основном напочвенный и почвенный покров). Установлено,

что с одной стороны склоновый сток формируется в весьма динамичных условиях как во временных рамках, так и по генезису, а с другой стороны определяет водный баланс и режим его составляющих на площадях различного уровня (от микроплощадок до бассейнов основных рек региона).

Рисунок 7 - Изменение склонового стока в дубовых насаждениях ЛГС «Горский» (водосбор № 1 со сплошнолесосечной рубкой 1981-82 гг.)

¿0,6 Э 0,4 5 0,2

Е=ЗМОД. коэф.

0,4 §

Рисунок 8 - Изменение склонового стока в дубовых насаждениях ЛГС «Горский» (водосбор № 2 с котловинной рубкой 1983 г.) Примечание к рисункам 7 и 8: модульный коэффициент — отношение годового показателя стока к норме (характеризует водность года), единицы; склоновый сток — отношение наблюденного стока к расчетному (по графику приведения), единицы.

Четвертая глава диссертации посвящена рациональному использованию буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа. В современной лесохозяйственной практике преобладает принцип ведения хозяйства, базирующийся на учете биологических свойств древесных пород и, в меньшей степени, на экологической роли леса. Вместе с тем, количественные характеристики выполнения лесной растительностью почвозащитной, водорегулирующей, водоохранной, санитарно-гигиенической функций являются необходимым условием рационального неистощительного природопользования. Для достижения целей экологически ориентированного, многоцелевого, неистощительного лесопользования автором были сформулированы основные положения концепции устойчивого

лесопользования в горных условиях (рисунок 9), направленные на сохранение экологических функций и биоразнообразия лесов, их продуктивности. Каждое из этих положений конкретизировано.

минимизация влияния рубок на водный баланс и эрозионные процессы

организация учета недревесных ресурсов леса и их использования

соблюдение установленных для лесных пользований правил и наставлений

организация рубок леса по водосборным бассейнам

) применение средосберегающих технологий на рубках

повышение качественной продуктивности вторичных лесов

научное обеспечение ведения лесного хозяйства в горных условиях

Рисунок 9 — Основные положения концепции устойчивого лесопользования в горных

условиях

Проблема рационального использования горных лесов в современных условиях становится наиболее актуальной для тех регионов, в которых имеются предпосылки к развитию внутреннего и въездного туризма. Процесс деградации лесных биогеоценозов вследствие их рекреационного использования обладает рядом специфических черт, которые отличают его от того, как происходит ухудшение состояния лесных земель вследствие других видов пользования и, прежде всего, главного пользования лесом. Самой существенной особенностью воздействия рекреационных нагрузок на лесную среду является то, что этот процесс протекает непрерывно, постепенно и на протяжении достаточно длительного времени, тогда как при рубках леса происходит разовое ухудшение лесной среды. Поэтому общую картину изменения состояния лесных экосистем под воздействием рекреации осложняет влияние ряда сопутствующих процессов, в частности, процессов частичного восстановления состава и структуры лесных биогеоценозов, происходящее одновременно с их деградацией при рекреационном использовании насаждений.

Рекреационная нагрузка оказывает негативное влияние на экологически равновесное состояние лесной среды, а восстановление ее возможно как за счет регулирования антропогенной нагрузки, так и за счет проведения комплекса лесовосстановительных мероприятий.

Различия в величине допустимых рекреационных нагрузок для одинаковых или сходных лесорастительных условий по сведениям различных авторов обусловлены отсутствием унифицированной методики их определения, а стадии дигрессии биогеоценозов не имеют четких признаков

для их установления. Были сделаны многочисленные попытки установить взаимосвязи степени рекреационного воздействия на лесные биогеоценозы и подразделить их на стадии дигрессии. В целях совершенствования подхода к установлению стадий дигрессии и соответствующих им характеристик структуры и состояния биогеоценоза нами ранее был произведен анализ существующих шкал рекреационной дигрессии для различных регионов, в том числе и северокавказского, позволивший составить обобщенную 5-ти стадийную шкалу (рисунок 10), отражающую качественные и количественные характеристики основных компонентов лесных биогеоценозов на каждой стадии дигрессии: древостоя, подроста, подлеска, напочвенного покрова, почвы.

I „. \ , \ 3стадия. -Ч 4 стадия. \ 5стадия. X

1 стадия. Мало \ 2 стадия. \ с \ с \ Очень сильно \

нарушенное > Нарушенное > „ ^нное / нарушенное / нарушенное >

состояние / состояние / с^(|ие / с^тояние / с;стоЯние /

Рисунок 10 - Стадии рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов

Автором были выделены основные признаки 5 стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов.

1 стадия. Мало нарушенное состояние. Древостой, подрост, подлесок сохраняют пространственную структуру. Живой напочвенный покров еще не изменил видового состава. Лесная подстилка нарушена на площади 10% от неиспользуемых для рекреации участков. Объемная масса почвы 0,6-1,0 г/см3, твердость 1-8 кг/см" (здесь и далее объемная масса указана для верхнего слоя почвы 0-5 см).

2 стадия. Нарушенное состояние. Древостой и другие растительные ярусы сохраняют свою пространственную структуру и жизнеспособность при некотором сокращении в напочвенном покрове типичных лесных видов вдоль троп и в древесных просветах. Вытоптанность площади до 20%. Начало образования троп. Объемная масса почвы 1,0-1,2 г/см3, твердость 915 кг/см2.

3 стадия. Среднее нарушенное состояние (гранту устойчивости биогеоценоза, норма критической рекреационной нагрузки). Древостой изреживается за счет вырубки или отпада тонкомерной части. Подрост при его первоначальном наличии изреживается и его количество недостаточно для естественного лесовосстановления. Подлесок также изрежен, группового расположения. Живой напочвенный покров с преобладанием видов, устойчивых к вытаптыванию и уплотнению почвы. Тропы и участки с вытоптанным напочвенным покровом занимают до 40% площади. Объемная масса почвы 1,3-1,4 г/см3, твердость 16-20 кг/см2.

4 стадия. Сильно нарушенное состояние. Древостой изреживается за счет отпада в верхнем и нижнем пологе. Куртины подроста и подлеска при их первоначальном наличии отграничены полянами и тропинками. На полянах полностью разрушена лесная подстилка, разрастаются луговые

травы, происходит задернение почвы. Тропинки и участки с полностью вытоптанным напочвенным покровом занимают до 60% площади. Прекращение инфильтрации жидкой влаги вглубь в почвы, формирование поверхностного стока, усиление степени эрозии почвы. Объемная масса почвы 1,4-1,5 г/ см3, твердость 21-26 кг/см2.

5 стадия. Очень сильно нарушенное состояние. Древостой разреженный со снижением исходной полноты до 0,3-0,5 с преобладанием крупных деревьев (1-Ш классов Крафта), с механическими повреждениями различной степени и видов (обдиры коры, зарубки, затески, сломы и др.). Возможно снижение радиального прироста деревьев. Продолжается прогрессирующий распад древостоя при продолжении интенсивной рекреации, ослабление его жизненного состояния. Подрост отсутствует или единичный. Подлесок отсутствует или редкий, приурочен к приствольным местам, колючие кустарники могут образовывать отдельные биогруппы. Живой напочвенный покров с лесными видами занимает до 5-10% площади или же они полностью вытеснены рудеральными видами, устойчивыми к уплотнению почвы (подорожник, клевер и др.). Вытоптанная (выбитая) площадь с нарушенной лесной подстилкой и поверхностью почвы составляет 60-100%. Тропиночная сеть со следами водной эрозии. Объемная масса почвы более 1,5 г/см3, твердость более 26 кг/см2.

Также в четвертой главе были подробно рассмотрены такие пути оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа, как установление рекреационной ценности насаждений; повышение лесоводственно-экологического и ландшафтно-эстетического потенциала леса; оптимизацию рекреационной комфортности насаждений, а также повышение устойчивости насаждений к рекреационным нагрузкам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Результаты многолетнего эксперимента на лесогидрологических стационарах в буковой и дубравной зонах региона легли в основу усовершенствованной методологии организации и проведения мониторинга горных лесов Черноморского побережья Кавказа, которая реализует иерархический подход к организации наблюдения, обработке данных и созданию моделей экосистем на основе ранжирования водосборов.

2. Результаты мониторинга температуры воздуха, количества осадков и величин склонового стока в буковых и дубовых лесах региона за период 1964-2010 гг. были сведены в единую базу данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа», что позволило усовершенствовать обработку информации мониторинга и подготовить ее к интеграции в геоинформационную систему.

3. Расчет основных статистических показателей и тесноты связи между данными по количеству осадков с метеостанций и пунктов наблюдений, расположенных в зоне буковых лесов показал устойчивый тренд увеличения количества осадков с 1650 мм в начале 20-го века до 2050 мм — в настоящее время. Такое изменение микроклимата улучшает условия существования растений и способствует ускорению роста горных лесов.

4. Подтверждена возможность использования склонового стока в качестве универсального показателя изменений как климатических характеристик, так и изменений особенностей подстилающей поверхности на малых водосборах.

5. Сформулированы основные положения концепции устойчивого лесопользования, направленные на сохранение экологических функций, биоразнообразия и продуктивности горных лесов

6. С учетом региональных особенностей лесов выделены признаки пяти стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов, отражающие качественные и количественные характеристики их основных компонентов на каждой стадии дигрессии: древостоя, подроста, подлеска, напочвенного покрова, почвы.

7. Предложены пути оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.

Таким образом, в работе проведено комплексное эколого-географическое исследование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа в условиях современного изменения климата при экстенсивном антропогенном воздействии. Полученные результаты могут быть использованы как для корректировки планов управления горными территориями, так и для разработки программ сбалансированного эколого-экономического развития региона.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Издания, рекомендованные ВАК РФ для публикации материалов

кандидатских диссертации:

1. Шагаров JI.M. Организация экологического мониторинга экосистем горных лесов // Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Серия: Естественные науки. 2012. № 5. С. 91-94

2. Битюков H.A., Шагаров JI.M. Мониторинг атмосферных осадков в буковых лесах Черноморского побережья Кавказа // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2013. № 1.С. 67-71

3. Шагаров JI.M. Геоэкологические критерии и индикаторы устойчивого лесопользования // Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Серия: Естественные науки. 2013. № 4. С. 80-83

4. Битюков H.A., Полежай П.М., Шагаров JI.M. Принципы ландшафтного районирования Сочинского национального парка для целей оптимизации его деятельности // Вестник СГУТиКД. 2011. № 3(17). С.256-262.

Монографии:

5. Битюков H.A., Пестерева Н.М., Ткаченко Ю.Ю., Шагаров JI.M. Рекреация и мониторинг экосистем Особо Охраняемых Природных Территорий Северного Кавказа. - Сочи: ФГБОУ ВПО СГУ, 2012. - 456 е., с ил.

Рецензируемые научные журналы:

6. N.A. Bityukov, N.M. Pestereva, L.M. Shagarov GIS-based environmental monitoring of montane forest ecosystems in protected areas // European Researcher. 2012. Vol. 8-2(27). Pp.1293-1298.

7. N.M. Pestereva, N.Yu. Popova, L.M. Shagarov Modern Climate Change and Mountain Skiing Tourism: the Alps and the Caucasus // European Researcher. 2012. Vol. 9-3(30). Pp.1602-1617.

Сборники научных статей:

8. Шагаров JI.M. Разработка типовой программы экологического мониторинга горных лесных экосистем на базе ГИС-технологий // Вестник Краснодарского регионального отделения Русского

географического общества. Краснодар: Платонов, 2012. Вып. 6. С. 315318.

9. Айрапетян В.Г., Шагаров Л.М. Человеческий капитал как ресурс модернизации экономики Юга России // Вестник Государственного университета управления. 2012. № 2. С. 9-15

Материалы международных н всероссийских научных конференций:

10. Шагаров Л.М. К вопросу о необходимости создания геоинформационной системы Сочинского национального парка // Геоинформационные технологии и космический мониторинг: материалы V международной научной конференции (пос. Дюрсо, Краснодарский край, 2-6 сентября 2012 г.). Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2012. С. 100-103.

11. Шагаров Л.М. Экологические основы природопользования в горных лесах Причерноморья // Экологическая безопасность приморских регионов (порты, берегозащита, рекреация, марикультура): материалы Международной научной конференции (Ростов-на-Дону, 5-8 июня 2012 г.). Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2012. С. 272-274.

12. Шагаров Л.М. Налогообложение природопользования в деле охраны окружающей среды // Актуальные проблемы социально-экономического, политического и правового развития России: материалы II Всерос. НПК (Ростов-на-Дону, 21 ноября 2011 г.). Ростов-на-Дону: РГЭУ (РИНХ), 2011. С. 233-237.

Охранные документы на результаты интеллектуальной деятельности:

13. Свидетельство о государственной регистрации базы данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» / Шагаров Л.М.: заявитель и правообладатель Шагаров Л.М. - № 2012621120; опубл. 26.10.2012 г., Бюл. №5.

Печать цифровая. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Формат 60x84/16. Объем 1.0 уч.-изд.-л. Заказ № 3171. Тираж 100 экз. Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Суворова, 19, тел. 247-34-88

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Шагаров, Лев Мерабович, Ростов-на-Дону

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УДК 502(23)+630.181

на правах рукопири

04201364362

Шагаров Лев Мерабович

Диссертация на соискание учёной степени кандидата географических наук

Спег^иальностъ 25.00.36 — Геоэкология

Научный руководитель:

Доктор географических наук, профессор

Онищенко Вячеслав Валентинович

Ростов-на-Дону - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................3

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОГО ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ЧЕРНОМОРСКОМ ПОБЕРЕЖЬЕ КАВКАЗА...........................................................10

1.1 Физико-географические особенности региона исследований........................10

1.2 Структура лесопользования в регионе..............................................................38

1.3 Проблемы лесопользования на Черноморском побережье Кавказа..............48

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА ГОРНЫХ ЛЕСОВ ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КАВКАЗА..............................................................................................55

2.1 Теоретико-правовые основы мониторинга лесов в Российской Федерации 56

2.2 Методология организации и проведения мониторинга горных лесов Черноморского побережья Кавказа.........................................................................62

2.3 Региональные особенности организации мониторинга горных лесов

Черноморского побережья Кавказа.........................................................................66

ГЛАВА 3. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ГОРНЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КАВКАЗА...............................75

3.1 Объекты и методика исследований...................................................................75

3.2 Анализ результатов мониторинга экосистем буковых лесов.........................86

3.3 Анализ результатов мониторинга экосистем дубовых лесов.........................92

3.4 Современное изменение климата в буковых лесах Черноморского побережья Кавказа..................................................................................................101

3.5 Анализ результатов мониторинга склонового стока в буковых и дубовых

лесах Черноморского побережья Кавказа.............................................................120

ГЛАВА 4. РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БУКОВЫХ И ДУБОВЫХ ЛЕСОВ ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КАВКАЗА.........................................127

4.1 Концепция устойчивого лесопользования в горных условиях....................128

4.2 Оценка рекреационной дигрессии лесов региона..........................................150

4.3 Оптимизация рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа...................................................................................................164

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................................................177

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..................................................181

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования продиктована тем, что для Черноморского побережья Кавказа рекреационное лесопользование становится основным видом пользования лесом, приносящим стабильный доход. В этой связи проблема его оптимизации приобретает особое значение. До сих пор не исследованными остаются вопросы изменения экосистем горных лесов региона в условиях современного изменения климата при антропогенном воздействии.

Цель исследования - комплексное эколого-географическое исследование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа в контексте их рационального использования. Для реализации цели исследования были поставлены следующие задачи:

• проанализировать региональные особенности организации и проведения мониторинга экосистем горных лесов;

• разработать концепцию устойчивого лесопользования в горных условиях;

• исследовать региональные особенности рекреационной дигрессии лесов;

• наметить пути оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.

Теоретической и методологической основой исследования нами приняты:

- Подходы к оптимизации рекреационного использования лесов (В .И. Анисимов, A.B. Белякова, А.П. Казанкин, Л.П. Рысин, Г.К. Солнцев, А.И. Тарасов и др.).

Математическая обработка полученных данных проведена с применением стандартных методов анализа на ЭВМ с использованием специализированного программного обеспечения. Научная новизна:

^усовершенствована методология организации и проведения мониторинга горных лесов Черноморского побережья Кавказа;

4) разработаны направления оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.

Основные положения диссертации были доложены на следующих конференциях:

Личный вклад автора состоит в:

— создании многолетних электронных баз данных, одной из которых является база данных

«Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» (за период 1964-2010 гг.), которая позволила составить единую сводку результатов предыдущих исследований и усовершенствовать обработку информации мониторинга;

- непосредственном участии в апробации результатов исследования.

п. 1.10 — «Разработка научных основ рационального использования и охраны водных, воздушных, земельных, рекреационных, ...» — С учетом региональных особенностей оценки рекреационной дигрессии лесов выделены признаки пяти стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов, намечены пути оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.

п. 1.12 — «Геоэкологический мониторинг и обеспечение экологической безопасности, средства контроля» - Усовершенствована методология организации и проведения мониторинга горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа.

п. 1.16 — «Геоэкологические аспекты устойчивого развития регионов» — Сформулирована концепция устойчивого лесопользования в горных условиях.

Основные результаты исследований, выносимые на защиту:

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОГО ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ЧЕРНОМОРСКОМ ПОБЕРЕЖЬЕ КАВКАЗА

1.1 Физико-географические особенности региона исследований

1.1.1 Геология и рельеф

Формирование рельефа региона во многом своеобразием геологического строения (рисунок участке суши (20-50 км) встречаются отложения в четвертичного периода.

связано с особенностями и 1). На относительно узком интервале от протерозоя до

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

(=□ □

сш

Нижме-верхмечетвертичмые отложения Среднечетеертичные отложения Нижнечетеерпмные отложения Плиоцен Миоцен

Олигоцеи — нижний миоцен

Олигоцеи

Эоцен

Палеоцен —эоцен Палеоцен

Верхний отдел меловой системы Нижний отдел мелоеой системы Верхний отдел юрской системы Верхний отдел юры — нижний отдел мела Средний отдел юрской системы Нижний отдел юрской системы Верхний отдел триасовой системы Средний отдел триасовой системы Нижний отдел триасовой системы

| Пермская

Каменноугольная система Средний палеозой Девонская система Протерозойская группа Средние интрузии Ультраооюеные интрузии Дизыоктивные нарушения

Рисунок 1. Геологическая карта Краснодарского края [36]

Стратиграфия отложений, особенно меловых и палеогеновых, является достаточно уникальной, так как представлена полным разрезом. Литологический состав, главным образом, осадочных пород, неоднороден, характеризуя тем самым сложные инженерно-геологические условия региона. В пределах этой территории встречается практически весь комплекс четвертичных отложений, но

особый интерес представляют морские и аллювиальные, дающие наиболее полное представление о четвертичной истории бассейна и речной сети.

Сложность рельефа региона связана с большой тектонической раздробленностью, активным проявлением неотектонических процессов и современной сейсмичностью (8-9 баллов), прогрессирующим опусканием берегов, литологической неоднородностью, которые способствуют высокой активности экзогенных процессов: развитию оползней, исчезновению пляжей, разрушению морских берегов, подтоплению устьев рек и др.

На основе генетических и морфологических различий на территории выделяются четыре высотные зоны (рисунок 2), характеризующиеся своими специфическими типами и формами рельефа. Первая - зона высокогорного альпийского эрозионно-тектонического рельефа (расположена на высоте более 1800 м над уровнем моря), вторая — среднегорного эрозионно-тектоническог

Информация о работе

Шагаров, Лев Мерабович
кандидата географических наук
Ростов-на-Дону, 2013
ВАК 25.00.36

Диссертация

Геоэкологические особенности и рациональное использование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы