Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы резко снижаются площади и продуктивность естественных биоценозов в эксплуатационных лесах РФ, что в конечном итоге приводит к снижению экономической и экологической ценности лесных ресурсов. Восстановление породного состава лесного фонда является важнейшей задачей прикладной экологии в направлении сохранения и приумножения лесных ресурсов. На сегодняшний день не существует однозначного научно обоснованного подхода к сохранению биологического разнообразия на территориях эксплуатационных лесов, зачастую не обладающих развитой лесохозяйственной инфраструктурой, что делает существующие геоботанические и популяционные методы оценки биоразнообразия лесных экосистем нецелесообразными и невыполнимыми. Существующие методы сохранения биоразнообразия не могут быть использованы без должного научного обоснования. По этой причине большую актуальность приобретают методы оценки и мониторинга лесных ресурсов эксплуатационных лесов при использовании экосистемного подхода с выделением главного элемента – эдификатора, в роли которого в лесах выступают древостои. На основе оценки и прогноза экологического состояния основных лесообразующих пород могут быть разработаны способы сохранения биоразнообразия эксплуатационных лесов, наиболее перспективным из которых является создание экологических коридоров в условиях эксплуатационных лесов.
Цель работы заключается в разработке критериев оценки лесных ресурсов, обоснованных с эколого-лесоводственых позиций при организации экологических коридоров в условиях эксплуатационных лесов, как принципа и совокупности практических мер, направленных на охрану живой природы на экосистемном уровне.
Цель достигается при решении следующих задач на примере исследования натурного объекта, характеризуемого наличием лесных экосистем:
- разработка критериев мониторинговой оценки экологического состояния лесных биогеоценозов, подверженных антропогенному воздействию;
- разработка интегрального оценочного показателя качества лесных земель;
- оценка качественно-пространственной эффективности экологического коридора в зависимости от задаваемых качественных эколого-лесоводственных параметров;
- разработка рекомендаций и предложений по улучшению экологического состояния эксплуатационных лесов Приангарья при организации экологических коридоров.
Научная новизна работы. Разработаны и представлены в общем математическом виде теоретические основы минимальной жизнеспособной популяции древесных растений в условиях эксплуатационных лесов. Разработан и обоснован с эколого-лесоводственных позиций критерий качественной принадлежности лесных земель к категории экологического коридора в условиях эксплуатационных лесов, объединяющий в систему основные лесоводственно-таксационные характеристики экосистемы леса. Разработана оптимальная модель экологического коридора в условиях эксплуатационных лесов на примере Среднего Приангарья. Разработаны практические рекомендации по организации экологических коридоров в условиях эксплуатационных лесов.
Положения, выносимые на защиту:
1. математическая модель минимальной жизнеспособной популяции основных лесообразующих пород Восточной Сибири на основании натурных данных и материалов лесоустройства при использовании региональных моделей хода роста популяций древесной растительности;
2. оценка качественного состояния экосистемы леса по разработанным критериям на примере сложных хвойных и хвойно-лиственных средне- и низко- полнотных древостоев Среднего Приангарья;
3. оценка эффективности пространственного размещения и оптимизация параметров экологических коридоров в условиях эксплуатационных лесов Среднего Приангарья;
4. разработка практических рекомендаций лесоводственного характера по улучшению экологического состояния региона.
Практическая значимость работы состоит в разработке алгоритмов качественной оценки экологического состояния многолесных сравнительно мало нарушенных территорий в условиях таежных бореальных лесов Среднего Приангарья при использовании обоснованных с эколого-лесоводственных позиций критериев состояния лесных земель. Разработанные критерии и результаты оценки могут быть использованы при проведении мониторинговых исследований экологического состояния лесных экосистем в условиях Среднего Приангарья. Разработанная модель экологического коридора при внедрении способна служить действенным механизмом сохранения биоразнообразия района исследования, Восточной Сибири, а так же для других регионов России с минимальным ущербом для хозяйственной деятельности. Кроме того, результаты исследований могут быть применены в образовательном процессе при подготовке бакалавров и магистров лесного направления.
Предмет и область исследований. В диссертационной работе приведены результаты исследований структурных и функциональных особенностей лесных экосистем на биогеоценотическом уровне. Предметом исследований являются сообщества древесных растений и их внутренние и внешние взаимосвязи между собой и с окружающей средой, включая человека. Задачи, решаемые в процессе исследований лежат в области прикладной экологии и подразумевают разработку принципов и практических мер, направленных на охрану живой природы на видовом и экосистемном уровнях.
Обоснованность выводов и достоверность результатов подтверждены большим количеством экспериментальных данных, которые были получены на территории более 243018 га, из них детально исследовано 2,5 тыс. га, а так же при использовании большого объема статистических данных. Выполнение измерений согласно государственных и отраслевых стандартов, обработка результатов при использовании методов математической статистики и моделирования с применением современных средств вычислительной техники, обеспечили достаточную точность и адекватность выводов при проведении исследований.
Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследования, разработке методик и проведении экспериментов, обработке и анализе экспериментальных данных, обобщении результатов, подготовке выводов и рекомендаций.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических всероссийских и международных конференциях: Актуальные проблемы лесного комплекса (Брянск) 2008 и 2009 гг.; Естественные и инженерные науки – развитию регионов Сибири (Братск) 2008 и 2009 гг.; Леса России в XXI веке (СПбГЛТА) 2009; Мониторинг и оценка состояния растительного мира (Минск) 2008; Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020 (Екатеринбург) 2009; Леса Евразии – Северный Кавказ (Москва-Сочи) 2008, Польские леса (Россия-Польша) 2009, Подмосковные вечера (Москва) 2010, Брянский лес (Брянск) 2011. Кроме того под руководством автора проведены научные исследования в области темы диссертации по Государственному контракту, заключенному с Министерством образования и науки РФ, № 14.740.11.0508 от 01 октября 2010г. По результатам исследований утверждено 3 научно-технических отчета.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 25 научных работ, в том числе 3 опубликованы в ведущих изданиях, рецензируемых ВАК МОН РФ. По результатам исследований зарегистрирован 1 патент на изобретение.
Структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 205 наименований, в том числе – 27 иностранных. Она изложена на 161 странице, включает 36 рисунков, 22 таблицы и 8 приложений.
