Введение к работе
Актуальность темы исследования. Роль биоразнообразия (БР) в жизни человека очень велика: это важнейший ресурс, фактор поддержания равновесных циклов биосферы, индикатор степени благоприятности территории. Проблема сохранения БР как важнейшего исчерпаемого ресурса планеты на рубеже тысячелетий стала приоритетной задачей международного сообщества, отдельных стран и регионов [Примак, 2002; Миркин, Наумова, 2004; Шварц, 2004]. БР включает всю биоту территории, однако особую роль играет разнообразие растений. В конечном итоге, сохраняя растения, в соответствии с принципом «разнообразие порождает разнообразие» мы охраняем и гетеротрофную биоту – животных, грибы, бактерии.
Важнейшим условием организации охраны БР является его инвентаризация. Она необходима для оценки репрезентативности системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) региона и ведения мониторинга состояния экосистем. Отсутствие полной инвентаризации БР снижает эффективность природоохранной функции ООПТ [Горчаковский, Демченко, 2002; Миркин и др., 2002, 2004].
В современной системе охраны БР большую роль играет парадигма мягкой охраны – сращивание собственно охраны в узком смысле и рационального использования экосистем. Одна из наиболее распространенных форм мягкой охраны – национальные парки, на долю которых приходится более 25 % всех охраняемых природных территорий мира.
Федеральное государственное учреждение национальный парк «Башкирия» (НП) находится в юго-восточной части Республики Башкортостан на западном макросклоне Южного Урала. Общая площадь парка 82300 га, включая акваторию Нугушского водохранилища.
Флора и растительность района расположения НП была объектом изучений ряда исследователей, однако детальной инвентаризации флоры и полного геоботанического обследования растительности парка ранее не проводилось, что сдерживает разработку научно обоснованной системы рекреационного природопользования и охраны БР.
Цель исследования – выполнить инвентаризацию флоры высших сосудистых растений и разработать синтаксономию растительности НП, встроив ее в единую систему высших единиц Евразии. На этой основе изучить закономерности структуры фиторазнообразия (включая его динамику при рекреационных и восстановительных сукцессиях) и создать предпосылку для организации мониторинга влияния на растительность изменений климата и антропогенных факторов.
Задачи исследования:
1. Выявить флору высших сосудистых растений НП и установить наличие в ее составе редких и нуждающихся в охране видов из числа включенных в Красные книги Республики Башкортостан и Российской Федерации.
2. Провести геоботаническое обследование растительности парка, создать базу геоботанических описаний. Разработать синтаксономию лесной и травяной растительности, охарактеризовать выделенные синтаксоны и показать их связь с условиями среды.
3. Проанализировать закономерности фиторазнообразия лесной растительности и оценить вклад в видовое богатство синтаксонов экотонного эффекта, вызванного перекрытием видовых комбинаций разных классов растительности – лесов, лугов, степей и ксеротермных опушек.
4. Охарактеризовать особенности рекреационных сукцессий лесной и травяной растительности.
5. Разработать рекомендации по совершенствованию зонирования НП в целях оптимизации рекреационных нагрузок.
Научная новизна. Проведена инвентаризация флоры высших сосудистых растений НП, в составе которой 765 видов, относящихся к 370 родам и 98 семействам. Разработана полная синтаксономия растительности парка. В ее составе 8 классов, 12 порядков, 13 союзов, 9 подсоюзов, 17 ассоциаций и ряд единиц более низкого ранга, в том числе впервые описаны 4 ассоциации и 4 субассоциации. Выполненные исследования вносят вклад в развитие синтаксономии растительности России.
Показано, что большинство ассоциаций лесов имеет экотонную природу, формируемую перекрытием видовых комбинаций лесных сообществ разных классов, а также участием видов луговой и степной растительности, что повышает видовое богатство сообществ.
Выявлены различия рекреационной динамики сообществ лесов и лугов.
Научно-практическая значимость работы. Список флоры и синтаксономия растительности НП являются необходимой основой для выявления закономерностей их экологического, фитоценотического и флористического разнообразия. Они служат фундаментом дальнейших исследований на популяционном и экосистемном уровнях, а также мониторинга изменений в растительном покрове парка под влиянием рекреационной деятельности.
Выявлены особо ценные участки на территории НП и разработаны рекомендации по совершенствованию системы его зонирования.
Связь работы с плановыми исследованиями и научными программами. Исследования флоры и растительности НП проводились в рамках планов НИР Лаборатории геоботаники и охраны растительности Учреждения Российской академии наук Института биологии Уфимского научного центра РАН, а также планов НИР научного отдела парка по теме «Инвентаризация и исследования флоры и растительности НП (2002-2012 гг.)». Исследования были поддержаны грантами РФФИ-Агидель № 02-04-97927, РФФИ № 04-04-49269-а, № 07-04-00030-а, № 10-04-00534-а, а также программой Президиума РАН «Биологическое разнообразие» (подпрограмма «Разнообразие и мониторинг лесных экосистем России»).
Декларация личного участия. Автором определены цели и задачи исследований, проведено 11 экспедиционных выездов по территории НП и прилегающим районам, в ходе которых обследовалась флора и растительность. Выполнено 230 полных геоботанических описаний. Организована общая база данных геоботанических описаний растительности парка (400 описаний), а также создан справочный гербарий. Часть работ по флористическому, геоботаническому обследованию и созданию единой базы данных выполнена совместно с зав. лабораторией геоботаники и охраны растительности Института биологии УНЦ РАН, д.б.н. В.Б. Мартыненко, с.н.с. лаборатории к.б.н. А.А. Мулдашевым, с.н.с., к.б.н. П.С. Широких и к.б.н., доцентом Башгосуниверситета С.М. Ямаловым.
Автором разработана синтаксономия исследованной растительности, проанализировано фиторазнообразие синтаксонов, разработаны рекомендации по совершенствованию зонирования парка. Структура диссертации разработана совместно с научным руководителем, также совместно с руководителем выполнен ряд теоретических обобщений.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научн.-практ. конф. «Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость региона» (Уфа, 2005), IX конф. молодых ботаников в Санкт-Петербурге (2006), II Всеросс. науч. конф. «Принципы и способы сохранения биоразнообразия» (Йошкар-Ола, 2006), III Всеросс. школе-конф. «Актуальные проблемы геоботаники» (Петрозаводск, 2007), регион. конф. «Экологические аспекты сохранения биологического разнообразия национального парка «Башкирия» и других территорий Южного Урала» (Нугуш, 2007), регион. конф. «Экологические и технологические аспекты сохранения башкирской пчелы в Зауралье РБ» (Уфа, 2008), Всеросс. науч. конф. «Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии» (Иркутск, 2010). Кроме того, полученные результаты используются в лекциях и семинарах по экопросвещению в ежегодных слетах юных экологов, которые проводятся на территории НП.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 2 статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ для защиты диссертаций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Объем работы 470 страниц машинописного текста, в том числе 60 таблиц, 4 рисунка. Основной текст изложен на 301 стр., в том числе с синоптическими таблицами, приложения включают 27 таблиц и составляют 169 страниц. В списке литературы 390 наименований, в том числе 56 иностранных авторов.
