Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Ландшафтный кадастр заповедной территории: методика составления и использование при организации биосферных заповедников

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Ландшафтный кадастр заповедной территории: методика составления и использование при организации биосферных заповедников"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ИМ. М. В. ЛОМОНОСОВА

Г Г Б О/]

: 3 ШО 1335

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

I

I

! На правах рукописи

I

I "

Калуцкова Наталия Николаевна

ЛАЩШАФТНЫЙ КАДАСТР ЗАПОВЕДНОЙ ТЕРРИТОРИИ: МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ БИОСФЕРНЫХ ЗАПОВЕДНИКОВ (на примере Дарвинского государственного заповедника)

' 11.00.11 - охрана окружающей среды й рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 1995

Работа выполнена на кафедре физической.географии мира и геоэкологии географического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Научный руководитель -кандидат географических наук, доцент

В. Е Солнцеё-Эльбе. '

Официальные оппоненты: доктор географических наук, старший научный сотрудник

И. И. Мамай; доктор биологических наук, доцент К. П. Филонов. Ведущая организация -Центральная научно-исследовательская лаборатория охотничьего хозяйства и заповедников (ДНШО Департамента по охране и рациональному использованию охотничьих ресурсов Минсёльхоэа РФ.

Защита диссертации состоится "26'" .i7jg.fi 1995 г. в/^Жас. на заседании физико-географического диссертационного совета Д-053.05.29 при ЬЬсковском государственном университете им. М. Е Лэмоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-3, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, 18 этаж, аудитория 18-07.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ. '

Автореферат разослан "ДО" 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Лс

Т. И. Кондратьева

Актуальность работы. Организация системы биосферных заповедников является важным инструментом поддержания экологического равновесия в глобальном, региональном и локальном масштабах. Биосферная концепция заповедного дела составляет содержание его современного этапа развития, пришедшего на смену "ресурсному" этапу (Реймерс, Штильмарк, 1978; Филонов, 1990). Концепция биосферных заповедников в настоящее время постоянно уточняется. Реализация идеи сети биосферных заповедников требует привлечения достижений различных естественнонаучных дисциплин. В данном исследовании разрабатываются научные принципы организации биосферных заповедников на основе ландшафтного подхода.

Цели и задачи исследования. Целями данной работы являются: 1. разработка методики составления ландшафтного кадастра как научной основы для решения основных вопросов организации биосферных заповедников, 2. апробация разработанной методики на примере Дарвинского заповедника, 3. выработка соответствующих рекомендаций организации биосферного заповедника на базе Дарвинского государственного. Основные вопросы, которые требуется решить при организации биосферных заповедников, включает: а) оценку репрезентативности заповедника для региональной физико-географической структуры, б) функциональное зонирование его территории, в) постановку задач экологического мониторинга, природоохранных исследований и экспериментальной деятельности по рациональному природопользованию. Рекомендуемая методика составления ландшафтного кадастра заповедной территории предусматривает выполнение следующих взаимосвязанных задач:

- инвентаризацию природных территориальных комплексов (ГГГК), составление ландшафтных карг на территорию заповедника и тестового участка в масштабах соответственно 1:50000 и 1:10000;

- оценку степени антропогенной трансформации ПТК;

- выделение ценных ПТК, обеспечивающих ландшафтное разнообразие территории;

- оценку состояния ПТК и выявление деструктивных факторов их существования;

- г -

- оценку динамичности ГГГК;

- составление кадастровых описаний ПГК на основе созданной базы данных!'

- картографическое обеспечение кадастровых описаний ПГК.

Объект и методы исследования. Методика составления ландшафтного кадастра разрабатывалась на примере Дарвинского государственного заповедника. Дарвинский заповедник находится з юго-восточной части Малого-Шэкенинской низины. Его территория представляет собой озерно-водноледниковуто равнину, расположенную в пределах подзоны южной тайги. Основные динамические процессы в природных территориальных комплексах в настояшэе время обусловлены гидрологическим и климатическим влиянием Рыбинского водохранилищу, саморазвитием водораздельных болотных массивов, восстановлением естественного растительного покрова на бывших сельскохозяйственных землях. Прилегающие к заповеднику территории характеризуются хозяйственным освоением очагового типа.

Инвентаризация природных территориальных.комплексов Дарвинского заповедника проводилась методом полевого ландшафтного картирования тестового участка "Борокский ключ", а также ев основе анализа лесотаксационных, фондовых, картографически материалов и аэрофотоснимков на территорию заповедника. Основным обьектом картирования служили ПТК ранга урочище. Щи составлении ландшафтных карт и легенд использовались методические разработки Н. А. Солнцева, А. А. Видиной, И. И. Мама£, В. А. Николаева, фи картографировании ландшафтной структуры территории и анализе антропогенной трансформации ландшафтев автор учитывал методические подходы, изложенные в трудах А. Г. Исаченко, А. М. Рябчикова, Ю. А. Исакова, Ф. Н. Милькова.

Оценка состояния природных территориальных комплексеэ Дарвинского заповедника проводилась в ходе полевых маршрутез на тестовом участке по методике, принятой при лесопатологк-ческих исследованиях. Изучение динамичности ПГК основывалось на анализе лесотаксационных, картографических материалов, аэрофотоснимков разных лет, а также данных научного отдела запс-ведника об изменении растительного покрова на учетных ботанических площадях.

- о _

о

Обработка количественных и качественных показателей по каждому природному территориальному комплексу тестового участка проводилась компьютерным способом с использованием электронных таблиц.

Научная говизяз работу. В работе впервые последовательно изложена методика составления ландшафтного кадастра для целей организации биосферных заповедников. Актуальность теш обусловлена отсутствием таких унифицированных методических разработок в запогедном деле на основе ландшафтного подхода.

Методика ландшафтного кадастра была апробирована на территории Дарвинского заповедника. В результате исследований впервые составлены ландшафтные карты на территорию Дарвинского заповедника, проведена систематизация ГГГК, их классификация по степени антропогенной трансформации. Выявлены ценные ГГГК Дарвинского заповедника, требующе постоянного наблюдения. Обобщены материалы по динамике природных территориальных комплексов и выделены рззные типы их динамичности. Проанализирована роль различных факторов в трансформации природной среды заповедника.

Результатом проведенной работы также является научное обоснование организации биосферного заповедника на базе Дарвинского государственного. Проведена общая оценка репрезентативности территории заповедника, его функциональное зонирование, рекомендованы основные направления исследовательской деятельности в Дарвинском заповеднике в соответствии с биосферной концепцией заповедного дела.

Практическое аначеят. Предлагаемая 'методика составления ландшафтного кадастра имеет унифицированный характер, ориентируется на картографические и фондовые материалы научных отделов заповедников и может быть использована как научная основа организации и функционирования заповедников, расположенных на равнинах бореальной зоны. Методика разрабатывалась в связи с перспективой перевода Дарвинского государственного заповедника в разряд биосферных.

Результаты исследований переданы в научный отдел Дарвинского заповедника. Материалы исследования были использованы при подготовке документации для перевода заповедника в разряд

биосферных. Имеются две справки о внедрении научных результатов.

Апробации работы. Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзной конференции "Заповедники СССР. Их настоящее и будущее" (Новгород, 1990); областной конференции "Экологические проблемы Вологодской области " (Вологда, 1991); международном симпозиуме "Биоиндикаторы и биомониторинг" (Загорск, 1991).

Результаты диссертации 'Ьпубликованы в пяти научных работах, три находятся в печати (список прилагается).

Объем и'структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Обьем .диссертации составляет 178 страниц, включая 136 страниц машинописного текста, 8 рисунков, 16 таблиц и список литературы из 164 наименований. Работа выполнена на кафедре физической географии мира и геоэкологии географического факультета МГУ.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю к. г.н. доценту Е Е Солнцеву за постоянную помощь.и ценные замечания. Автор также благодарит всех сотрудников научного отдела Дарвинского государственного заповедника за необходимые консультации и неизменно доброе отношение, прежде всего к. б.н. И. Л. Калецкую, заведующего научным отделом к. б. н. А. В. Кузнецова и ст. н. с., к. б. н. В. С. Писанова.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Ео введении обосновывается актуальность поставленных задач разработки научной основы организации биосферных заповедников. Такой научной основой может служить ландшафтный подход.

В главе 1 "Задачи ландшафтных исследований на современном этапе развития заповедного дела" обсуждаются основные направления ландшафтных исследований при решении актуальных вопросов организации биосферных заповедников. Рассматриваемая в этой главе проблема связана с тем, что несмотря на научные достижения ландшафтоведения, ландшафтный подход пока не получил достаточно полного отражения в практике заповедного дела. Анализ тематических планов государственных заповедников России показывает, что понятие природного комплекса и ландшафтная методика обозначены в них' в самых общих чертах. Недостаточное

использование ландшафтного подхода в заповедном деле во многом объясняется непростой историей заповедного дела в нашей стране.

Теоретические,основы организации заповедников закладывались в начале века при непосредственном участии крупнейших ученых К П. Бородина, К В. Докучаева, Г. Ф. Морозова, В. П Семело-ва-Тян-Шзнского. Главные положения этого этапа строились на принципах невмешательства человека в ..природные„.процессы и признании приоритетности научных исследований в заповедниках как "лабораториях природы".

Однако после создания первых заповедников, их деятельность стала формироваться под влиянием так называемой "ресурсной" концепции (Филонов, 1990). В 30-х годах заповедникам было предложено перестроить свою работу таким образом, чтобы стать научно-хозяйственными учреждениями, активно вмешивающимися в природные процессы. Например, одной из главных задач заповедников являлась акклиматизация.промысловых видов животных, интродукция экзотических растений, ценных в хозяйственном отношении. Широко проводились сельскохозяйственные и лесотехнические эксперименты. В научном плане это предопределило биологический "крен" в исследовательских тематиках заповедников. Главными негативными моментами на этом этапе являлось урезывание научных тематик за счет постановки узко практических научно-хозяйственных задач, иногда - значительное сокращение общей площади заповедников, массовое нарушение заповедного режима на охраняемых территориях. В том или ином виде "ресурсная" концепция просуществовала вплоть до начала 70-х годов.

Современная - биосферная - концепция заповедного дела основывается на пересмотре прежних взглядов на цели заповеды-вания, поиске новых путей реализации принципов эаповедывания в изменившихся социально-экономических условиях. Биосферная концепция предусматривает особую роль заповедников в решении проблемы сохранения природных комплексов з том или ином регионе и проблемы контроля за состоянием окружающей среды в целом. Становление данной концепции тесно связано с усилиями международного сообщества научиться регулировать глобальные и регио-

нальные процессы в биосфере.

Концепция биосферных заповедников разрабатывается в рамках программы „ЮНЕСКО "Человек и биосфера" МБ и является ее важным элементом. Главными моментами этой концепции служат идеи представительности каждой региональной физико-географической структуры в сети охраняемых территорий (с учетом районирования на биогеографические провинции К Удварди), полифункциональности биосферных заповедников (природоохранные исследования, экологический мониторинг, рациональное природопользование) , разделение территории заповедников на соответствующие функциональные зоны. Научной основой при решении всех этих задач может служить ландшафтный подход, который работает на трех уровнях: глобальном (оценка репрезентативности территории биосферного заповедника), региональном и локальном уровнях (проведение функционального зонирования заповедника, организация научно-исследовательских программ заповедника) (табл.1).

Задачи ландшафтных исследований нами объединены понятием "ландшафтного кадастра". Под ландшафтным кадастром мы понимаем систематизированный свод данных о ландшафтной структуре территории, степени антропогенной трансформации ПГК, ценности НТК, состоянии и динамичности ПТК, а также естественных и антропогенных факторах их развития, действующих на территории заповедника.

Методика составления ландшафтного кадастра ориентируется на картографические и фондовые материалы, которые имеются в научных отделах государственных заповедников.

В главе 2 "Физико-географические особенности района исследования" рассматриваются природные особенности территории Дарвинского заповедника. Территория Дарвинского заповедника занимает самую пониженную часть обширной Шлого-Шэкснинской низины. В морфо-структурном отношении низина представляет собой пластово-денудационную равнину, простирающуюся вдоль оси Шсковской синеклизы Русской платформы. Низменность лежит в широком понижении ложа коренных пермско-триасовых отложений, перекрытых маломощным и не всегда выдержанны).; слоем морены московского возраста. Выше залегает толща (15-30 м) озерно-аллювиальных отложений валдайского возраста.

Таблица N1.

Задачи ландшафтных исследований при организации

биосферных заповедников

1 Этапы организации — 1 1 Задачи ландшафтных I

биосферных заповедников исследований |

Выбор территории под Оценка ландшафтной |

биосферный заповедник репрезентативности I

предлагаемой территории I

|2. Проведение функцио- - Инвентаризация ПТК |

нального зонирования - Оценка степени их антропо- I

биосферного заповедника генной нарушенности 1

- Выделение ценных ПТК |

на территории всего |

биосферного заповедника |

|3. Постановка исследова-

тельских и природохран-

ных программ в биосферном

заповеднике:

| природоохранная деятель- - Оценка состояния |

ность разных типов ПТК |

в ядре заповедника |

- Оценка состояния ценных |

ПТК в буферной |

и переходных зонах |

| экологический мониторинг - Выделение тестируемых ПТК |

| рациональное природополь- - Оценка состояния ПТК |

зование в связи с былой и |

современной хозяйственной |

деятельностью в буферной |

и переходной зонах |

1 биосферного заповедника | 1

На территории заповедника и его ближайших окрестностей выделяются две водно-аккумулятивные поверхности: 114-118 м и 102-108 м (Спиридонов, Спиридонова, 1951). Верхняя высотная ступень образована моренным "островом" - Большедворской грядой, вклинивающейся в территорию заповедника. Собственно территория заповедника относится к нижней высотной ступени. Наиболее характерными формами рельефа являются песчаные гряды с плоскими и широкими вершинными поверхностями и слабо выраженными склонами и древние материковые дюны, образующие характерные кольцевые структуры. Грядовый рельеф' формировался блуждающими потоками при спуске послеледникового озера. После спуска озера активно развивались эоловые процессы. На большей части территории заповедника первичный ложбинно-грядовый рельеф погребен торфом верховых болот. В связи с созданием Рыбинского водохранилища появились новые рельефообразующие процессы, прежде всего переработка крутых берегов волнобоем.

Климатические особенности территории исследования связаны с ее нахождением в северо-западной подобласти атлантико-континентальной лесной климатической области умеренного пояса (Алисов, 1959). По тепло- и влагообеспеченности Моло-го-Шэкснинская низина отнесена к южной лесной области и лесостепи (Мячкова, 1983). Для климата района заповедника характерны прохладное лето (средняя температура самого теплого месяца - 17,4йС) и умеренно морозная зима (средняя температура самого холодного месяца -12,2° С). Сумма активных температур составляет 2000°С, период активной вегетации равен 127 дням. В среднем за год выпадает 522 мм осадков. Распределение осадков по месяцам неравномерно. Климатическое влияние Рыбинского водохранилищу выражается в охлаждающем влиянии весной и отепляющем осенью. В прибрежной полосе на 4-5 дней сокрашдется вегетационный период (Вендров, Дьяконов, 1976). Акватория также влияет на количество атмосферных осадков. Годовая сумма осадков над водохранилищем и побережьем на 10-15% меньше, чем на удаленных территориях.

Гидротермические особенности Дарвинского заповедника связаны с расположением его вазоне избыточного увлажнения. Значительное количество осадков, пониженные температуры и, как

следствие, малые потери на испарение предопределяют повышенный поверхностный сток. Выположенность и низменность рельефа являются причиной слабого развития речной сети (0,25 км/кв. км), ее незначительного врезания и медленного развития (Бладыченский, 1968). Территория района поэтому слабо дренирована и характеризуется необеспеченным поверхностным стоком и слабым оттоком грунтовых вод, находящихся местами в подпоре со стороны Рыбинского водохранилищ.

До создания Рыбинского водохранилища поверхность грунтовых вод была наклонена к рекам. После наполнения водохранилища произошли направленные изменения, но наличие верховых сфагновых болот на расстоянии 0,2-1 км от уреза определило господство уклонов грунтовых вод в сторону водохранилища и при уровне равном НПУ (Ансберг, 1937). Прибрежную территорию, где наблюдаются инфильтрация вод в водохранилище и колебания в режиме уровня грунтовых вод, относят к подзоне прямого влияния. Ее ширину оценивают по-разному: от 100 м (Леонтьев, 1968) до 400 м (Дьяконов, 1964). К зоне косвенного влияния - подпора -относят те территории, где в целом сохраняется естественный режим с двумя максимумами и минимумами, но в годы с высоким уровнем водохранилища наблюдается подьем уровня грунтовых вод. Эта зона может простираться на расстояние в несколько километров, однако ее распространение сильно ограничено развитием олиготрофных торфяников (Бладыченский, 1963).

Согласно схеме почвенно-географического районирования страны Молого-Шэкснинская низина входит в состав Среднерусской провинции дерново-подзолистых среднегумусированных почв (Почвы СССР, 1979). Однако на территории заповедника преобладают почвы подзолистого, торфяно-подзолистого и болотного типов. Основным почвообразовательным процессом является подзолистый, варьирование механического состава и условий увлажнения почв приводит либо к ослаблению, либо к усилению подзолообразования. Избыточное увлажнение при отсутствии стока влечет за собой смену подзолообразования на торфонакопление. Особенностью почв района исследования является повсеместное оглеение нижних горизонтов. На территориях бывших сельскохозяйственных угодий с восстанавливающимся растительным покровом отчетливо выделя-

ется окультуренный горизонт.

Район Молого-Шэкснинской низины по ботанико-географи-ческому районированию европейской части страны относится к Валдайско-Онежской подпровинции северо-европейской таежной провинции Евроазиатской таежной (хвойно-лесной) области (Растительность европейской части СССР, 1980). В зональном отношении растительный покров района исследования' представлен южнотаежными лесами. Основной фон растительного покрова Моло-го-Шэкснинского междуречья создают сфагновые болота и заболоченные сосновые леса. Сосновые леса занимают 80% лесопокрытой площади, причем треть их заболочена и представлена низкобони-тетными древостоями. Вторичные березовые леса занимают 15% лесопокрытой площади, среди них преобладают высокобонитетные березняки, произрастающие на окультуренных подзолистых почвах. Ельники занимают только 6% территории. Осиновые и черноольхо-вые леса встречаются очень редко. На территории заповедника выделено 45 типов леса, которые были систематизированы в 8 групп типов леса. Среди них преобладают беломотная, зеленомош-ная, долгомошная (заболачивающаяся) и сфагновая (заболоченная) группы (Леонтьев, 1949).

В физико-географическом отношении район исследования входит в Малого-Сарагожский зандрово-болотный район южнотаежной подпровинции Верхневолжской провинции (Физико-географическое районирование Нечерноземного центра, 1963). Согласно классификации ландшафтов А. Г. Исаченко (1985) рассматриваемая территория относится к ландшафтам низменных озерно-ледниковых песчаных равнин.

Проведенное ландшафтное картографирование территории заповедника позволило выделить здесь 2 ландшафта: древней озер-но-водноледниковой равнины и молодой прибрежной абразионно-аккумулятивной равнины. Ландшафт древней озерно-водноледниковой равнины включает всю водораздельную часть Дарвинского заповедника (рис.1). В данном ландшафте нами выделено 8 местностей, по степени дренированноети относящихся к трем видам. Наиболее хорошо дренирована местность Большедворской гряды, представляющая собой моренный "остров" с высотами 114-118 м, хорошо освоенная в хозяйственном отношении (не относится к территории

- 12 -

Ландшафт древней озерно-водноледниковой равнины

Вид местности:

хорошо дренированные равнины

относительно дренированные равнины

слабо дренированные равнины

Местности: А1 - Болыпедворская А2 - Захарьинекая АЗ - Осиновик А4 - Борокско-

Хотавецкая А5 - Бор-Тимонинская А6 - Шроцкая А7 - Янско-

Среднедворская А8 - Искрецкая

Ландшафт молодой прибрежной абразионно-аккумулятивной равнины

Вид местности:

прибрежные равнины с интенсивно протекающими береговыми процессами

прибрежные равнины со слабо протекающими береговыми процессами

Местности: Б1 - Борокская Б2 - Горловская БЗ - Шичинско-

Язинская Б4 - Янско-

'Захарьинская Б5 - Леушинская

/

Граница ландшафтов

Граница местностей

Граница зоны временного затопления

Граница заповедника

/

Граница охранной зоны

+

+

V

Б

заповедника). Второй вид местности (Захарьинская и Осиновик) представляет собой относительно дренированные низкие озер-но-водноледниковые равнины. Относительная дренированность территории связана с более близким залеганием кровли моренных отложений по сравнению с окружающими пространствами. В этих местностях имеется хорошо развитая речная сеть. Третий вид местности (Борокско-Хотавецкая, Бор-Тимонинская, Шроцкая, Янско-Среднедворская, Искрецкая) характеризуется слабой дрени-рованностью и, как следствие, преобладанием болотных комплексов. Он характеризуется размытостью, неконтрастностью рельефа, небольшими перепадами высот. Речная сеть развита слабо.

Кроме Болыпедворской местности, все выделенные местности характеризуются схожим набором типов урочищ. Почти на всей территории доминантными являются сложные урочиша олиготрофных болотных массивов с сосняками сфагновыми и урочища водноледни-ковых гряд с сосняками зеленомошными на слабоподзолистых почвах. Подчиненное положение занимают урочища влажных и сырых гряд с сосняками и ельниками заболачивающимися на торфянисто-и торфяно-подзолисто-глеевых почвах. Редкими являются урочища водноледниковых гряд с ельниками дипняковыми на дерново-подзолистых почвах, приуроченные к близкому залеганию карбонатной морены. Подчиненное значение имеют также урочипр пойм и надпойменных терасс подтопленных долин рек, представленные в основном вторичными березовыми т зеленомошными лесами на окультуренных среднеподзолистых глееватых почвах.

Ландшафт молодой прибрежной абразионно-аккумулятивной равнины включает в себя зону временного затопления с абсолютными отметками 100-102 м, периодически освобождающуюся из-под воды, и аквальные комплексы, являющиеся неотъемлемой частью прибрежной полосы (лагуны, устья рек). В ландшафте выделено 5 местностей. По интенсивности и направленности протекающих в них береговых процессов эти местности группируются в 2 вида: местности с интенсивно протекающими процессами размыва берегов и аккумуляции донных отложений и местности, в которых береговые процессы выражены слабо. Первый вид представлен Горловской и Еорокской местностями. Здесь преобладают высокие открытые берега. Процессы размыва берегов протекают особенно интенсив-

но. Доминантными урочищами являются урочищ периодически осушаемых песчаных отмелей с неустойчивыми пионерными группировками растений. .Основными аквальными комплексами служат неосу-шаемые подводные отмели, хорошо выраженные на протяжении всей береговой линии. Второй в'ид представлен Шмчинско-Язинской, Янско-Захарьинской и Леушинской местностями. Основными типами урочищ этого вида местности являются урочищ высоких останцов гряд водораздельных равнин с преобладанием сосняков эеленомош-ных на слабоподзолистых почвах, урочищ полупогребенных низких останцов с преобладанием березовых и сосновых лесов с осоко-во-канареечниковым покровом на перегнойно-глеевых почвах и урочищ аккумулятивных низменных пространств с преобладанием канареечниково-тростниковых лугов на перегнойно-глеевых почвах. Характерными аквальными комплексами для данного вида местности являются внутренние озера обширной зоны временного затопления, глубоко вдающейся в водораздельные равнины.

В главе 3 "Методика составления ландшафтного кадастра" последовательно рассматриваются основные действия по разработке ландшафтного кадастра природных территориальных комплексов на примере территории Дарвинского заповедника. Для разработки методики был выбран тестовый участок "Борокский ключ" (2704,4 га). Ландшафтная структура тестового участка отражает природные особенности территории всего заповедника. При составлении ландшафтных карт тестового участка (масштаб 1:10 ООО) и заповедника в целом (масштаб 1:50 ООО) проводилась систематизация НТК (в ранге урочищ) по генетическому принципу.

Следующим этапом являлась систематизация ПТК по степени антропогенной нарушенное™. Территория Дарвинского заповедника, несмотря на значительную заболоченность, до введения на ней заповедного режима интенсивно осваивалась человеком (лесозаготовки, углежжение, сельское хозяйство, мелиорация). По степени антропогенной трансформации нами выделены следующие категории ПТК: а) условно-коренные, в которых растительный и почвенный покровы наиболее соответствуют условиям местообитания (75,3 £ площди тестового участка); б) ренатурализацион-ные, в которых растительность находится на различных стадиях сукцессионого процесса при отсутствии признаков окультурен-

ности в почвенном профиле (4,0 %); в) вторично-производные, в которых растительный покров находится на стадии сукцессионной смены при наличии хорошо выраженных признаков окультуренности почв (12,1 %); г) природно-техногенные, особенности формирования и структуры которых обусловлены использованием мощных технических систем (зона временного затопления водохранилища) (5,2 X), д) антропогенные, которые могут существовать только при условии целенаправленной хозяйственной деятельности (сельскохозяйственные угодья и т.д.) (3,4%).

Выделение ценных ПГК является важным этапом составления ландшафтного кадастра заповедных территорий. Под ценными подразумеваются природные территориальные комплексы, которые обеспечивают репрезентативность территории заповедника в пределах более крупных региональных единиц и сохранение ландшафтного разнообразия территории самого заповедника (Забелина, 1986). К ценным ГОК в данной работе относятся: а) типичные для ландшафтной структуры данной природной зоны; б) уникальные для ландшафтной структуры территории заповедника; в) редкие для ландшафтной структуры территории заповедника; г) служащие местообитаниями редких видов растений и животных; д) имеющие особое значение для научной деятельности заповедника (из-за наличия стационарных площадок долгосрочных научных наблюдений) ; е) служащие образцами или эталонами в хозяйственном отношении.

Следующим шагом являлась оценка состояния ПТК. В проблеме оценки состояния ПТК присутствуют два относительно самостоятельных аспекта. Первый аспект связан с представлением о состоянии как о "здоровье" комплекса, фиксируемого по лесопа-тологическим показателям. Второй аспект трактует состояние как динамичность ПТК, т. е. как способность ПТК сохранять свою структуру на протяжении определенного периода времени.

Оценка лесопатологического состояния ПТК проводилась по методике полевого лесопатологического обследования (Инструкция по лесопатологическому обследованию, 1987). Эта методика основана на учете деревьев по категориям состояния, характеризующим степень ослабленности или поврежденности древостоя. Хорошее состояние ГГГК отмечается в том случае, когда не нзблюда-

ется никаких признаков ослабления взрослых деревьев и хорошо возобновляется подрост (78,4% пловдди тестового участка). НТК удовлетворительного состояния - те, в которых уже начинают наблюдаться некоторые признаки ослабления деревьев, выражающиеся в укороченном приросте, небольшом повреждении хвои, уеыха-нии отдельных ветвей, подрост в относительно хорошем состоянии (8,2%). ПТК неудовлетворительного состояния признаются такие, в которых преобладают деревья, с сухими вершинами, прирост сильно укорочен, большая часть хвои заметно повреждена или сильно усыхает, подрост неблагонадежен (12,6%). ПТК в критическом состоянии характеризуются массовым присутствием сухок-ронных деревьев и значительным повреждением ветвей, подрост почти отсутствует (0,4%). К комплексам деструктивного состояния относятся ПТК с преобладанием погибшего древостоя (2,5%).

Цри лесопатологическом обследовании помимо собственно оценки состояния ПТК выявляются и негативные факторы, ответственные за ослабление древостоя. На территории Дарвинского заповедника к основным деструктивным факторам относятся размыв береговой линии, подтопление, периодическое иссушение болот, грибные и стволовые болезни леса (рак-серянка, дендроктон), механическое повреждение деревьев животными.

Актуальность оценки динамичности ПТК на территории Дарвинского заповедника связана, прежде всего, с влиянием Рыбинского водохранилища на природные комплексы Мэло-го-Шекснинской низины. За 50-летний период существования заповедника ПТК на большей части территории испытывали сильные динамические изменения. Эти изменения фиксируются путем сравнения данных 6 лесогаксационных описаний, а также материалов наблюдений за состоянием растительного покрова на 70 стационарных площадках, фактически все природные территориальные комплексы на тестовом участке сменились в сторону большей гид-рофильности. Темпы этого изменения (от 15 до 40 лет) оцениваются как совершенно не свойственные естественным лесным комплексам (Писанов, 1990).

Динамичность природных территориальных комплексов оценивалась по степени трансформации растительного покрова. К очень динамичным мы относим ПТК, ~ в которых изменения '- растительного

покрова произошли на уровне смены, группы типа леса (18,6Х площади тестового участка). Динамичными ГПК считались те комплексы, в которых изменения в растительном покрове произошли на уровне смены типа леса (51,IX). В слабодинамичных ПТК наблюдаются изменения в проективном покрытии доминантных видов в наземном ярусе (9,6%). Относительно стабильные ПТК - не претерпевшие изменений в растительном покрове за исследуемый период (20,7 X).

Сравнение таксационных материалов разных лет позволило определить особенности динамической распространенности каждого вида урочища. Были выделены 4 группы ПТК: а) сокращающие распространение, б) сохраняющие распространение, в) увеличивающие распространение, г) меняющие распространение. Например, к сокращающим распространение относятся урочиша эолово-водноледни-ковых гряд с сосновыми беломошными лесами на подзолистых слаборазвитых почвах, плошддь их распространения за исследуемой период сократилась в 6 раз.

Данные ландшафтного кадастра позволили оценить изменение ландшафтного разнообразия ландшафта водораздельной равнины за 50-летний период. Критерием ландшафтного разнообразия служил коэффициент ландшафтной раздробленности (Николаев, 1979). Ландшафт водораздельной равнины в целом характеризуется высокой степенью ландшафтной раздробленностью (0,94 для условно-коренных ПТК). За время сушэствования заповедника, несмотря на высокую динамичность ПТК, снижение ландшафтного разнообразия территории по всем группам ПТК не наблюдается. Повышение ландшафтного разнообразия болотных массивов отражает закономерные изменения в структуре болотных куполов в результате их саморазвития.

Результаты составленного ландшафтного кадастра Дарвинского заповедника сведены в серию ландшафтно-оценочных карт и кадастровые описания природных территориальных комплексов. Б перечень основных картографических материалов включены следующие карты: ландшафтные карты заповедника и тестового участка, карта антропогенной трансформации ПТК, карта ценных ПТК, карта оценки лесопатологического состояния ПТК, карта динамичности ПТК. Кадастровое описание составляется на основе базы данных,

представленной в форме электронных таблиц. В базе данных имеется подробная информация на все 273 ландшафтных выдела по 21 позиции (площадь" ПГК, категория антропогенной модификации, рельеф, отложения, почвы, увлажнение, трофность, состав древостоя, возраст древостоя, бонитет и другие). Такая база данных позволила создать обобщенную аналитическую характеристику каждого ГОК.

3 главе 4 "Основные вопроеы организации биосферного заповедника .на базе Дарвинского государственного заповедника" обсуждаются проблемы организации биосферного заповедника на основе ландшафтного кадастра.

В настоящее время Дарвинский заповедник не имеет статуса биосферного, тем не менее есть все предпосылки для включения его в мировую сеть биосферных заповедников. Дарвинский государственный заповедник фактически представляет собой первый заповедник в нашей стране, перед которым при его создании ставилась задача мониторинга воздействия мощного антропогенного фактора - Рыбинского водохранилища - на природную среду. В заповеднике имеется длительный ряд наблюдений на изменением растительного покрова, выполнен значительный обьем фундаментальных научных исследований. Заповедник язляется одним из самых крупных на территории Русской равнины. Он - один из немногих заповедников - представляет южную тайгу Русской равнины.

Территория Дарвинского заповедника благоприятна для осуществления фонового экологического мониторинга. Влияние выбросов расположенного к северу на расстоянии 30 км от границы заповедника Череповецкого металлургического комбината ограничено благоприятной розой ветров, что подтверждается различными геохимическими исследованиями (Калуцков, Белкина, 1982).

Организация биосферного заповедника предусматривает решение следующих взаимосвязанных задач: 1) оценку репрезентативности территории Дарвинского заповедника; 2) проведение функционального зонирования территории; 3) определение основных направлений его деятельности.

Территория Дарвинского заповедника репрезентативна для ландшафтной структуры северной половины Русской равнины. Дифференциация борэальной зоны на подзоны в условиях Русской рав-

нины связана в основном с термическим режимом при общем нивелирующем значении других физико-географических факторов (увлажнения, литологического состава пород, рельефа и т.д.)- Это обуславливает сравнительную близость по своим характеристикам типичных для каждой подзоны ландшафтов. Видовая группа ландшафтов озерно-ледниковых песчаных равнин, к которым относится территория Дарвинского заповедника, может представлять подзону южной тайги, и в определенной степени боре.альную зону Русской равнины в целом.

При устройстве биосферного заповедника главное значение имеют следующие общие принципы ландшафтной организации территории:

- должна соблюдаться ландшафтная однотипность выделяемых структурных единиц биосферного заповедника, обеспечивающая сравнимость результатов научных исследований;

- в территорию заповедника включаются ГТГК - ценные для протекания жизненного цикла животных, составляющих генетический фонд заповедника;

- внешние границы заповедника целесообразно проводить по природным комплексам, обеспечивающим относительную изоляцию выделяемой территории, в целях минимизации действия неконтролируемых антропогенных факторов.

Выделение функциональных зон проводится с учетом представленности типичных ПТК, их антропогенной нарушенности, категории ценности, состояния. При этом значение имеют следующие частные принципы:

- ядро заповедника должно охватывать преимущественно ■ условно-коренные ПТК, не испытывавшее антропогенного воздействия. Размеры ядра должны обеспечивать ландшафтное разнообразие всей территории биосферного заповедника;

- буферная зона должна быть представлена теми же видами ПТК, что и ядро, при очаговом характере антропогенного освоения традиционного типа. Размеры буферной зоны должны обеспечивать минимальное косвенное влияние антропогенной деятельности на территорию ядра заповедника;

- переходная зона должна быть представлена теми же или сходными видами ПТК, что и основная территория биосферного аапо-

Еедника, при традиционном характере хозяйственного использования.-

Рекомендуется следующая система функционального зонирования Дарвинского заповедника. Требованиям, предъявляемым к ядру биосферного заповедника, отвечает, на наш взгляд, территория Дарвинского заповедника в существующих ныне границах. Существование заповедного режима в течение полувека привело к восстановлению естественных ценозов на большей части территории, включая бывшие сельскохозяйственные угодья. Доминирующие ПГК - урочища верховых болот с сосняками сфагновыми на мелких олиготрофных торфах и урочища водноледниковых гряд с сосняками зеленомошными на слабоподзолистых' почвах - репрезентативны для Молого-Шекснинской низины. Территория Дарвинского заповедника в нынешних границах обладает плопрдью (112 630 га), обеспечивающей саморазвитие природных территориальных комплексов в естественном режиме и гарантирующей минимальное антропогенное влияние на ландшафты заповедника.

Буферная зона Дарвинского заповедника в своих границах и административном подчинении может совпадать с современной охранной зоной заповедника, имеющей площадь 50020 га. Охранная зона характеризуется теми же ГОК, , что и ядро заповедника. Хозяйственная освоенность охранной зоны невысока. Будущая буферная зона в отличие от существующей охранной зоны должна распространяться и на акваторию Рыбинского водохранилищу.

Многоцелевые функции переходной зоны биосферного заповедника могут быть осуществлены на достаточно обширной территории, , примыкающей к буферной зоне заповедника и простирающейся до узкого перешейка, образованного двумя глубоко вдающимися заливаш. Это создает естественную относительную изолированность предлагаемого биосферного заповедника. В ландшафтном отношении территория представляет собой ту же видовую группу ландшафтов озерно-водноледниковых песчаных равнин. Установление охранного режима в переходной зоне также обосновывается нахождением здесь главных нерестилищ промысловых видов рыб. Хозяйственное освоение переходной зоны умеренное.

Весь комплекс научно-исследовательских программ, проводимых в биосферном заповеднике, состоит из трех разделов:

1) природоохранные исследования; 2) организация экологического' мониторига; 3) исследования в области рационального природопользования. Основной обьеы природоохранных исследований на территории Дарвинского заповедника должны составлять постоянные наблюдения за состоянием ПТК на стационарных площадях. Имеющуюся сеть стационарных площадей необходимо расширить за счет ценных природных территориальных комплексов, а объем проводимых наблюдений надо увеличить за счет включения в программу наблюдений за гидрологическим режимом грунтовых вод, гидрологическим режимом водораздельных болотных массивов, изменением почвенного покрова.

Проведение экологического мониторинга требует правильной интерпретации результатов наблюдений за изменением ПТК, что возможно только в том случае, когда нам известна естественная динамичность данного ГГГК. Как показал анализ материалов ландшафтного кадастра, разные ПТК характеризуются различной степенью динамичности. Для проведения экологического мониторинга можно рекомендовать в качестве биотестируемых наиболее стабильные ПГК - урочища водноледниковых гряд с ельниками зелено-мошными на торфянисто-среднеподзолистых почвах. Необходимо учитывать также лесопатологическое состояние ПГК и действующие местные негативные факторы. Имеющиеся стационарные ботанические площади представляются удобными для проведения экологического мониторинга, гак как для них известны все основные параметры динамики и состояния древостоя и наземного яруса.

Разработка системы рационального природопользования имеет принципиальное значение для концепции биосферного заповедника, но содержание исследований такого рода еще четко не определено. Анализ негативного опыта экспериментально-хозяйственной деятельности заповедников на "ресурсном" этапе развития заповедного дела показывает необходимость взвешенного подхода к этому вопросу. Для Дарвинского заповедника рекомендуются наблюдения в буферной и переходной зонах за трансформацией различных ПГК в процессе их хозяйственного использования для оценки допустимых нагрузок на лесные, болотно-ягодниковые и другие угодья.

В заключении сформулированы основные выводы работы:

1. Развитие практики заповедного деда в нашей стране долгое время происходило без заметного участия географической теории, в частности ландшафтоведения. Вплоть до 70-х годов доминировала "ресурсная" концепция. Осуществление биосферной концепции невозможно без использования ландшафтного подхода при организации биосферных заповедников и конкретизации их научно-исследовательской деятельности.

2. Ландшафтный подход применяется на-трех уровнях, отвечающих основным задачам организации биосферных заповедников при: а) обосновании репрезентативности предлагаемой территории биосферного заповедника для крупной региональной единицы, б) проведении функционального зонирования территории, в) организации природоохранных исследований, экологического мониторинга и работ, осуществляемых в рамках программы рационального природопользования. Решение этих задач основывается на системе разнообразных оценочных ландшафтных исследований, объединенных понятием "ландшафтного кадастра".

3. Главными результатами работы являются методика составления ландшафтного кадастра, включающая в себя перечень последовательно осуществляемых ландшафтно-оценочных работ; раскрытие содержания частных оценочных методик получения и обработки полевых, фондовых и картографических материалов; демонстрация практического применения материалов ландшафтного кадастра при решении основных вопросов организации биосферных заповедников: оценки репрезентативности территории заповедника, проведения функционального зонирования, постановки исследовательских программ. Методика составления ландшафтного кадастра апробирована в Дарвинском заповеднике.

4. На территории Дарвинского заповедника преобладают условно-коренные природные территориальные комплексы - 75,3% площади. ВТК в целом характеризуются хорошим состоянием по лесопатологическим критериям, в ландшафте водораздельной равнины такие комплексы занимают 78,4Х лесопокрытой плошэди. ПТК Дарвинского заповедника отличашся значительной динамичностью. Очень динамичные и динамичные ПТК занимают 69,7 X площади. Трансформация ПТК идет в . сторону повышения гидрофилъности, связанной с влиянием водохранилища и крупных болотных водораз-

дельных массивов. На территории заповедника выделено 7 категорий ценных природных территориальных комплексов.

б. Итогом составления ландшафтного кадастра являются кадастровые описания 273 природных территориальных комплексов по 21 позиции, включая как отдельные ландшафтные характеристики (рельеф, литологический состав пород, увлажнение, трофность и др.), так и оценочные показатели (степень' антропогенной трансформации, категория ценности, лесопатологическое состояние, динамичность, динамическая распространенность). Ландшафтный кадастр составлен в форме электронных таблиц.

6. Целесообразность включения Дарвинского государственного заповедника в мировую сеть биосферных заповедников связана с тем, что он один из немногих представляет подзону южной тайги Русской равнины и является одним из первых заповедников, созданный с целью мониторинга воздействия на природную среду мощного антропогенного фактора - Рыбинского водохранилища. Территория Дарвинского заповедника репрезентативна для региональной ландшафтной структуры таежной зоны Русской равнины.

7. <^нкциональное зонирование предлагаемого биосферного заповедника, основанное на составленном ландшафтном кадастре, предполагает выделение ядра биосферного заповедника в пределзх существующей границы государственного заповедника, буферной зоны, соответствующей современной охранной зоне заповедника, и переходной зоны, охватывающей территории, прилегающие к государственному заповеднику до перешейка, образованного заливами подтопленных притоков Мзлоги и Шэксны.

8. Природоохранные исследования в биосферном заповеднике должны заключаться в проведении стационарных наблюдений за изменением растительного покрова, почз, режима грунтовых вод в выделенных в ходе составления ландшафтного кадастра ценных ПТК. Особое значение имеют наблюдения за выявленными деструктивными факторами (подтопление, размыв берегов и т.д.). Постановка экологического мониторинга рекомендуется на стационарных площадках в тех ценных ПТК., которые обнаружили относительную стабильность в СЕоем развитии. Программа рационального природопользования строится на исследованиях реакций ПТК на хозяйственную деятельность в буферной и переходной зонах.

- 24 -

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Генетический анализ рельефа территории Дарвинского заповедника // Вестник Шск. ун-та, сер. географ., 1989. - N3. - 9 с. Деп. в ВИНИТИ N 1755.

2. Направленность развития экосистем Дарвинского заповедника // Тез. докл. симп. "Dzialalnosc czlowieka na terenach chronionych". - Варшава, 1990. - С. 45 - 47 (в'соавт. с Дрони-ным а iL ).

3. Проблемы антропогенного воздействия на природные комплексы (на примере Дарвинского заповедника) // Тез. док. Есесоюз. конф. "Заповедники СССР, их настоящее и будущее". Новгород, 1990. - 4.1. Актуальные вопросы заповедного дела. - С. 347 - 348.

4. Методика составления ландшафтного кадастра заповедного фонда // Тез. док. междунар. совещ. "Биоиндикаторы и биомониторинг". Загорск, 1991. - С. 212 - 214.

5. Assessment of landscape suitability for agroeconomic activity (GIS metodololoqy) // Analysis of landscape Dynamics. Leipzig-Halle, 1994. P. 123 - 135 (В соав. с Милановой E.a, Черкашиным П. A.).

6. Landscape studying and assessment through remote sensing technique (NOAA AVHRR INDICES): case study in central Russia// Труды междунар. конф. "Глобальные изменения и география". Москва, 1995. В печати. (В соавт. с Милановой Е.'В., Солнцевым В. Е, Черкашиным К А. ).

7. Динамика природных комплексов Дарвинского заповедника под воздействием Рыбинского водохранилища // Вестник Шск. ун-та, 1995. В печати (В соавт. с В. С. Писановым).

8. Основные направления ландшафтного мониторинга Дарвинского заповедника // Вестник Шск. ун-та, 1995. В печати.