ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 201S, № S, с. 367-378
== В ПОРЯДКЕ ДИСКУССИИ
УДК 630*182 +630*228
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИИ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ЛЕСНОГО ПОКРОВА* (синтез современных представлений)
© 2015 г. О. В. Смирнова1, Л. Б. Заугольнова 1, В. Н. Коротков
1 Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 11799 7 Москва, Профсоюзная улица, 84/32, стр. 14 E-mail: ovsinfo@gmail.com 2Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Поступила в редакцию 12.12.2014 г.
Дан синтез современных представлений, посвященных проблемам сохранения и восстановления биоразнообразия лесного покрова. Теоретическую основу реконструкции потенциального лесного покрова составляют концепции синэкологии: мозаично-циклической организации экосистем, иерархического континуума и ключевых видов. Представлена модельная реконструкция лесного покрова Восточной Европы с конца плейстоцена по настоящее время. Обоснована необходимость разработки программ по восстановлению потенциальной биоты особо охраняемых природных территорий и организации экосистемного природопользования в связи с невозможностью полной реализации экосистемных функций как эксплуатируемых, так и охраняемых лесов.
2
Экосистемные функции, биологическое разнообразие, потенциальный покров, популяции, ключевые виды, эдификатор, голоцен, история природопользования.
В научной и политической среде мирового сообщества оформилось представление, что устойчивое существование цивилизации невозможно без разработок комплексных программ, направленных на оптимизацию экосистемных функций живого покрова Земли. Особенно актуальна эта проблема в лесной экологии, поскольку именно природные леса в доагрикультурных ландшафтах выполняли основные экосистемные функции: оптимизации климата и гидрологического режима, почвенного плодородия, максимально возможной продуктивности и биоразнообразия (MEA - Millenium..., 2005; Экономика экосистем., 2010). Однако все возрастающая интенсивность лесопользования приводит к нежелательным изменениям климата и водного режима, деградации почв, падению продуктивности и биологического разнообразия (Schwartz et al., 2000; Hooper et al., 2005; Gamfeldt et al., 2008; Павлов, Букварева, 2011; Ciccarese et al., 2012). Ситуация требует переориентации систем лесопользования на возможно полную реализацию экосистемных функций. В качестве эталонных объектов, вполне реализующих основные экосистемные функции лесов, рассматривают
* Печатается в авторской редакции.
леса особо охраняемых природных территорий (ООПТ): заповедников, национальных парков и пр. При этом многие полагают, что уровень биологического разнообразия выступает как индикатор степени реализации остальных экосистемных функций (Hector, Bagchi, 2007; Feld, 2009).
Теоретическая сложность решения проблемы переориентации лесопользования на поддержание экосистемных функций состоит в том, что в современном лесном покрове нет лесов, которые в полной мере можно было бы считать природными и, следовательно, рассматривать как эталонные объекты. Многолетние исследования динамики биологического разнообразия в ООПТ лесного пояса Российской Федерации показали, что режим полной охраны ведет к сокращению видового разнообразия и к существенным изменениям состава и структуры лесов, стимулирует деградационные процессы. Эти изменения, в свою очередь, обусловливают неблагоприятные изменения гидрологического режима и локального климата (Смирнова и др., 1997; Сукцессионные процессы., 1999; Оценка., 2000; Мониторинг., 2008).
Как показывает литература по исторической экологии (The Ecological History., 1998; Vera,
2000; Восточноевропейские леса..., 2004; Vera et al., 2006; Бобровский, 2010; Кюстер, 2012), основная причина падения видового разнообразия в ООПТ - организация их на территориях, испытавших длительные антропогенные преобразования. Лесные земли ООПТ были преобразованы во второй половине - конце голоцена в результате многовекового традиционного природопользования: охоты, выпаса скота в лесах, подсечно-огневого, переложного и пахотного земледелия, рубок, сбора подстилки и пр. В результате были уничтожены виды животных, оказывавших мощное воздействие на лесной покров (зубры, туры, тарпаны, бобры и пр.), и существенно изменены ареалы видов деревьев, которые определяли организацию и динамику природного лесного покрова. Практически все его параметры с позднего голоцена определял человек (Vera, 2000; Смирнова и др., 2006; Бобровский, 2010).
Изъятие территорий традиционного природопользования из хозяйственной деятельности при организации ООПТ не сопровождалось восстановлением природного разнообразия видов растений и животных, а при определении размеров этих территорий не учитывали особенности их популяционной биологии. В результате господствующие позиции в лесном покрове ООПТ стали занимать позднесукцессионные виды деревьев, что сопровождается падением биоразнообразия и ведет к невозможности в полной мере реализовать экосистемные функции.
Существующее на настоящий момент положение, а именно невозможность в полной мере реализовать экосистемные функции как эксплуатируемых, так и охраняемых лесов требует создания программ экосистемного природопользования, сочетающего элементы устойчивого использования ресурсов и поддержания экосистемных функций. При этом на современном уровне знаний восстановление потенциального биоразнообразия, которое может быть достигнуто в современном климате при условии реинтродукции природных обитателей, представляется вполне возможным.
Необходимость создания таких программ обусловлена: 1) прогрессирующим сокращением биологического разнообразия в связи с прямым уничтожением видов в результате природопользования и антропогенно обусловленной фрагментацией ареалов видов, сохранившихся до настоящего времени; 2) невозможностью поддержания устойчивой структуры популяций видов на основе охраняемых природных территорий в связи с их островным характером и малой дальностью распространения потомства у большинства видов растений и животных; 3) падением биологиче-
ской продуктивности и сокращением ресурсов местообитаний на хозяйственно используемых территориях в связи с заменой природного разнообразия монокультурами или антропогенно созданными сочетаниями видов; 4) сокращением биологического разнообразия на большей части заповедных территорий в результате введения режима абсолютной охраны.
Восстановление остальных экосистемных функций требует дальнейших теоретических разработок структурно-функциональной организации и динамики экосистем и их ландшафтных комплексов на локальном и региональном уровнях.
РАЗВИТИЕ КОНЦЕПЦИИ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ
Представление о современном и потенциальном лесном покрове. Решение проблем оценки, поддержания и восстановления максимального биоразнообразия напрямую связано с развитием представлений теоретической экологии о потенциальной растительности и животном мире и о роли ключевых видов в поддержании лесного покрова (Tuxen, 1956; The Mosaic-Cycle Concept., 1991; Brzeziecki et al., 1993; Смирнова, 1998; Восточноевропейские леса. , 2004; Мониторинг. , 2008; Методические подходы., 2010).
Концепция сохранения биоразнообразия основывается: 1) на модельной реконструкции потенциального лесного покрова Северной Евразии в разные этапы его развития, начиная с конца плейстоцена; 2) на выявлении специфики антропогенных воздействий на лесной покров Северной Евразии на разных этапах голоцена.
Необходимость развития представлений о потенциальном растительном покрове возникла у исследователей XX в. в связи с осознанием существенного антропогенного преобразования современного растительного покрова. В качестве альтернативы понятия "современный растительный покров" было предложено понятие "потенциальный растительный покров" (Tuxen, 1956), т.е. такой покров, который мог бы сформироваться после прекращения антропогенных воздействий и восстановления в течение времени, достаточного для достижения всеми видами растений всех мест их возможного обитания и формирования устойчивых потоков поколений. В потенциальном растительном покрове должны устойчиво существовать все представители потенциальной флоры, локальной или региональ-
ной (Tuxen, 1956; Ellenberg, 1988; Brzeziecki et al., 1993; Смирнова, 2010).
В начале развития представлений о потенциальном растительном покрове исследователи предполагали возможность его восстановления на заповедных территориях независимо от других подсистем биоты (в первую очередь от животного населения) (Соколов и др., 1997). Однако длительные наблюдения в заповедниках и накопление данных о направлениях смен показали, что восстановление потенциальной растительности невозможно без адекватного восстановления животного населения и представителей других царств, формирующих биоту. При этом на конкретных примерах было показано, что восстановление биоразнообразия приводит к изменениям почвенного покрова, гидрологического режима и локального климата (Краснитский, 1983; Злотин, Ясный, 1992; Смирнова, 1998; Оценка., 2000; Vera, 2000; Восточноевропейские леса., 2004).
Стало очевидно, что потенциальный растительный покров есть подсистема потенциального лесного покрова в целом; структура и функционирование последнего обусловлено взаимодействиями как биотических, так и абиотических подсистем. Следовательно, антропогенные преобразования любой из подсистем (например, уничтожение диких стадных копытных и/или бобров в лесном поясе Северной Евразии и Северной Америки) обязательно должны были повлиять на все остальные подсистемы. В связи с этим модельная реконструкция потенциального растительного покрова может быть осуществлена только в рамках такой же реконструкции лесного покрова в целом. В результате сложность формирования представлений значительно возрастает, так как в настоящее время отсутствует достаточная информация о специфике преобразований многих биотических и абиотических подсистем (Реймерс, 1992).
Наиболее полные сведения есть только о состоянии растительности и животного мира некото
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.