Содержание к диссертации
Введение
1. Краткая характеристика Орловской области 14
1.1. Современное состояние 14
1.2. История природопользования 18
1.3. Растительность 20
1.3.1. Состояние лесных сообществ 20
1.3.2. Флора травяных сообществ 26
1.3.3. Флора антропогенных ландшафтов 28
1.4. Животный мир 29
1.4.1. Фауна лесов 30
1.4.2. Фауна открытых пространств 33
1.4.3. Фауна антропогенных ландшафтов 35
1.4.4 Система особо охраняемых природных территорий 37
2.Подходы к оценке поляризационных процессов в антропогенных системах 39
2.1. Методика исследования поляризационных тенденций в урбосистемах Орловской области 41
2.2. Особенности натурных обследований населенных пунктов в ходе полевых работ. 44
2.3.Выявленные тенденции поляризации урбанистических систем Орловской области 47
3. Обзор критериев оценки биологического разнообразия 50
4.Представленность естественных природных сообществ в существующих ООПТ...57 5.Использование индикаторных групп для оценки состояния природных сообществ .76
5.1.Общие требования к индикаторам 76
5.2.Группа К-стратегов, отнесенная к индикаторам достаточной сохранности
природных сообществ 79
5.3. Группа Гі-стратегов, отнесенных к индикаторам антропогенной нарушенное
природных сообществ 85
6. Оценка состояния ООПТ с позиции наличия К- и г-индикаторов 91
6.1 .Тенденции влияния антропогенных систем на поляризацию природных
территорий 100
6.2. Распределение памятников природы с учетом антропогенных нагрузок 116
7. Комплексная оценка состояния природных сообществ памятников природы с учетом поляризационных процессов в урбосистемах 119
Выводы 124
Список литературы 126
Приложения 139
- Современное состояние
- Методика исследования поляризационных тенденций в урбосистемах Орловской области
- Обзор критериев оценки биологического разнообразия
Введение к работе
Актуальность темы
Создание системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) на региональном уровне зачастую ведется без учета основной задачи по сохранению биологического разнообразия. В условиях Европейской части России состояние охраняемых территорий во многом определяется особенностями антропогенных воздействий, которые необходимо учитывать при разработке проектов охраны окружающей среды.
Вопросы сохранения экологического потенциала территорий в настоящее время признаны в качестве приоритета, подтвержденного международными договорами и стратегиями.
Начиная с конференции в Рио-де-Жанейро в 1992 году, где была принята конвенция о биологическом разнообразии (Конвенция о биологическом разнообразии, 1993), все страны участницы, в том числе и Россия, за прошедшие 10 лет разработали Национальные стратегии и Планы действий по сохранению биологического разнообразия (Проект стратегии..., 2000).
Тем не менее, разработка проектных предложений, нацеленных на сохранение очагов биологического разнообразия, зачастую осуществляется без учета мощных трансформирующих факторов, обусловленных развитием антропогенных систем. В этой связи своевременным и актуальным является поиск методик, которые позволят дать оценку состояния и прогноз функционирования природных систем на территориях, используемых человеком.
В условиях Европейской части России, характеризующихся активными антропогенными трансформациями, состояние природных сообществ зависит от параметров антропогенного пресса.
В настоящее время предложена простая и эффективная методологическая база, позволяющая дать оценку антропогенных трансформаций и составить прогнозы «поглощения отдельных территорий антропогенными системами», в ее основе лежит теория поляризованных ландшафтов Б.Б.Родомана (Родоман, 1999, Родоман, 2001), к сожалению, она не включает систему оценок природных сообществ, требующих сохранения.
До настоящего времени не сформирована простая и эффективная методологическая база для вьывления сохранивших потенциал восстановления природных сообществ, создания экологической сети и прогноза дальнейшего развития выделяемых ключевых природных территорий в условиях антропогенных трансформаций.
Методики, предложенные Министерством природных ресурсов (Распоряжение № 460-р от 16.10.2003г) или отдельными авторами (Захаров и др.,2000) основаны на выделении морфометрических параметров организмов, находящихся в зоне антропогенных влияний, большей частью - химических и радиационных или на сравнении видового разнообразия и биомассы компонентов нарушенного и «контрольного» сообщества (Черненькова, 1995). Данные методики практически не применяются на практике из-за сложности использования, необходимости длительных исследований, в том числе - с изъятием биологических объектов из среды и далеко не всегда четким выявлением индикативных проявлений между воздействием среды и реакцией организма.
Методика, предлагаемая для оценки сохранности природных сообществ с позиции "критерия наличия разнообразных редких видов" (Соболев, 1992; Sobolev & oth., 1995, Шварц, 2004 и др.) требует определенных дополнений, поскольку в условиях антропогенных деформаций необходимо не только оценивать «абсолютную» сохранность, но и существующий восстановительный потенциал или степень деформации.
Сохранение природного потенциала территорий путем создания особо охраняемых природных территорий (ООПТ) различного ранга - от заповедников до памятников природы не в полной мере обеспечивает эти цели, т.к. в систему ООПТ включались большей частью уникальные территории, редкие для региона, а типичные отклонялись от «заповедования» как «неинтересные» (Копачевский., Стриганова, 1988, Кревер, 1988, Равкин, Ливанов, Покровская, 1999 и др). Подобное проявление «социально-политического фильтра» и отсутствие четких критериев оценки территорий, предлагаемых в качестве ключевых для сохранения природного потенциала территорий, привело к тому, что до 50-60% всех региональных памятников природы оказались представленными объектами, мало способствующими сохранению такового.
Анализ работ по инвентаризации региональных ООПТ показывает, что доля природных объектов практически везде существенно ниже, чем различных историко-культурных объектов (аллеи, усадьба, парки и т.д.), где растительность представлена зачастую явными интродуцентами.
В современной ситуации активное внедрение «серой биоты», представленной видами-синантропами и интродуцентами (Шварц, 2004) может привести к бесперспективному распылению средств и усилий, направленных на сохранение нативного биологического разнообразия и экологической стабилизации территорий.
Для качественно нового и перспективного способа выделения природных территорий, способных поддерживать экологический баланс, необходимо использовать не только прогнозы территориального развития антропогенных территорий, указывающих тенденции «урбанистического роста», но и методику применения экспресс-оценки природных сообществ. Данная методика оценки сообщества способна давать реальное представление об их восстановительном потенциале, либо выявить тенденции коренной деформации, делающим нецелесообразной его дальнейшую охрану.
Использование современных методов пространственного представления информации и МАП-анализа на основе различных слоев геоинформационных систем позволяет достаточно ясно и наглядно представлять информационные массивы, собранные в процессе исследований и исследовать пространственные тенденции в динамике как антропогенных так и природных сообществ.
Широкие возможности MAP-INFO, позволяющие на каждый объект или полигон, представленный в картографическом слое составлять описательные слои и проводить их независимый или сопряженный с другими слоями анализ, делает подобные методики незаменимыми при ведении долговременных исследований и выявлении пространственных особенностей исследуемых процессов.
В сложившейся ситуации предложенная методика оценки сохранности природных сообществ на основе выявления К- и г - стратегов является востребованной для экспресс-оценки и подготовки упрощенного прогноза существования природных сообществ с учетом антропогенных воздействий.
Цель диссертационной работы
Выявление взаимосвязанных процессов поляризации антропогенных систем Орловской области и деформаций природных сообществ особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Орловской области с использованием инструментария ГИС.
Разработка и проверка на практике методики оценки природных сообществ на основе выделения индикаторов из состава К- и г; (интродуцированных)-стратегов, характеризующих частоту антропогенных нарушений или достаточную сохранность природных сообществ. Разработка территориальной схемы инвентаризации памятников природы Орловской области с учетом их способности выполнять основную функцию - сохранение естественного биологического разнообразия. Задачи
1. Исследование современного состояния антропогенных систем Орловской области на основе ГИС-анализа и тенденций пространственной динамики в распределении населения.
2. Оценка состояния природных сообществ в условиях антропогенных воздействий на основе частоты встречаемости индикаторов, представленных К- и г; -стратегами.
3. Анализ существующей системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) с позиции сохранения биологического потенциала Орловской области и разработка предложений по ее оптимизации.
4. Разработка территориальной схемы распределения памятников природы с учетом динамики антропогенных воздействий.
Научная новизна и теоретическое значение.
Теоретическое значение работы состоит в выделении критериев оценки антропогенных воздействий на природные сообщества на основе выявления индикативных групп животных и растений из состава К- и г-стратегов.
Определены основные особенности поляризационных процессов антропогенных систем (Родоман, 1999) для Орловской области.
Предложена и апробирована на практике методика использования лесных и степных консортов и адвентивных видов как представителей К-и n - стратегов в качестве индикаторов антропогенных нарушений в условиях лесостепной зоны Орловской области.
Дана оценка антропогенных воздействий на состояние природных сообществ памятников природы Орловской области, и подготовлены предложения по приоритетам территориального планирования в их размещении с учетом трансформирующих факторов. Методы исследований
Исследования флоры и фауны Орловской области проводились в течение полевых сезонов 1996-2005 гг. общепринятыми методами маршрутных сборов и наблюдений, геоботанических описаний. Маршрутами исследований был охвачен 21 район области из 24, проведено обследование 67 памятников природы, 18 модельных лесных территорий, 45 населенных пунктов.
В ходе выполнения работы были проанализированы литературные и картографические источники: о флоре, фауне, растительности Орловской области за последние 100 лет, как более ранние (Огнев, 1908; Хитрово, 1925; Горбачев, 1925; Куренцов, 1929, 1969, 1973 и др.), так и современные (например, Еленевский, Радыгина, Щербаков, 1999; Грабилина, 1991,1996,1997; Золотухин, Золотухина, Скользнева, 2001; Киселева, Парахина, 2001 и др.). Эти данные были использованы при создании картографических слоев «Редкие и охраняемые растений и животные Орловской области».
Фауна области анализировалась по имеющейся информации из следующих источников: литературные и архивные данные Огнева С.Щ1908), Ефимова А.Я. (1907,1915); Горбачева С.Н.(1910-1914,1925) и другие; архив областной охотинспекции, данные зимних учетов животных; архив рукописных материалов Н.И. Куренцова; архив Комитета экологии Орловской области; данные из личных архивов исследователей-биологов Грабилиной М.В. старшего научного сотрудника Орловского областного краеведческого музея и Недосекина СВ.
Материалы, характеризующие состояние численности населения, его состав и динамику использовались из официальных источников статистических сборников Орловской области за 1999-2003 гг.
Кроме того, использовалось анкетирование местного населения, охотников, учителей биологии, архивные материалы полевых исследований центра «Ковыль» (1996-2004гг), материалы, собранные в ходе полевых обследований 1996-2005гг.
Основными методами исследования флоры и растительности были: маршрутный и геоботанических описаний (Полевая геоботаника, 1964). В определении видов высших сосудистых растений были использованы следующие издания: Маевский, 1964; Губанов и др., 1995; Еленевский, Радыгина, 1997; Губанов и др., 2002.
При проведении полевых исследований фауны Орловской области использовались следующие методы: метод регистрации видов и сообществ фаунистического списка, отлов птиц паутинными сетями и определение животных по следам их жизнедеятельности. Так же проводилось изучение и описание местообитаний (Коллин и др., 2000). В определении позвоночных животных были использованы следующие издания: Кузнецов, 1974; Кузмин, 1999; Полевой определитель, 2000.
Сопряжено-картографический метод включил в себя как анализ уже имеющихся картографических материалов (в том числе и архивных) по Орловской области (Полугенеральный план Орловской губернии Дмитровского уезда, 1867; Карта I и II Верховьев р. Оки, 1910-1912; Атлас Орловской области, 2000 и др.), так и оригинальных тематических слоев в среде MAP-INFO, созданных в ходе проводившихся исследований и составленных автором работы совместно сострудниками центра «Ковыль» г.Орел.
Созданные оригинальные слои, использовавшиеся в данной работе: «растения» (Киселева, Пригоряну, 1999-2005гг), «животные» (Вышегородских Нат.В., Вышегородских Ник.В., 1999-2005гг), «памятники природы» (Вышегородских, Пригоряну, 2000-2003 гг), «памятники природы площадные» (Вышегородских, Пригоряну, 2004г).
При анализе факторов, обусловивших динамику пространственной поляризации природных территорий и урбанистических центров использовался комплексный анализ ГИС-слоев в среде Maplnfo.
В качестве критерия оценки использовалась численность населения в районах и населенных пунктах в период 1930-1999 гг. При комплексном анализе дополнительно оценивались параметры урбанистических факторов, представленных слоями ГИС «автомобильные дороги», «железные дороги» и «железнодорожные станции».
При выделении групп К- и г- стратегов лесных или степных сообществ использовались определители и списки адвентивной и неморальной флор (Зозулин, 1969, Радыгина, 2000, Григорьевская, Стародубцева, Хлызова, Агафонов, 2004, Сотников,2004), материалы научных исследований, описывающие особенности состояния природных сообществ в условиях антропогенных нарушений (Мамаев, Махнев, 1995, Короткое, 1995, Разумовский, 1999, Борисова, 2004, Скупинова, Шварц, 2004, Сотников, 2004, Вышегородских, 2005), собственные исследования автора, проведенные в 1998-2005 годах.
Исследование антропогенных нарушений в лесных сообществах оценивались путем анализа материалов лесоустройства Агентства лесного хозяйства по Орловской области и на основании материалов лесхозов (оперативные ревизионные листы лесоустроительной документации).
Отдельно проводились исследования по оценке антропогенных нарушений в лесных массивах по следам пребывания людей: следы от кострищ, регистрация мест стоянки транспорта, наличие бытового мусора или технического мусора, отдельные массовые свалки мусора и другие.
При исследованиях лесных массивов не учитывалась кромка 30-метровой ширины, наиболее подверженная антропогенным нагрузкам, внедрению нетипичной для лесных сообществ степной или луговой флоры и организации свалок, являющихся очагами внедрения адвентивной флоры, поселения синантропных видов (мышь домовая, крыса, бездомные собаки и кошки). При учетах оценивалось количество регулярно встречающихся или представленных заметными группами (1-2 м2) представителей исследуемых групп растений. У индикаторов животного мира регистрировалась каждая встреча, кроме фоновых видов, места гнездования и определялся характер пребывания на территории.
Анализ особенностей пространственной поляризации антропогенных систем проводился с использованием геоинформационного инструментария в среде Maplnfo. В качестве критерия оценки использовалась численность населения в районах и населенных пунктах в период 1930-1999 гг., проводился анализ размещения слоев «автомобильные дороги» и «железные дороги». Терминология
В настоящей работе к категории видов-индикаторов из группы rt (интродуцированных) стратегов отнесена группа адвентивных видов, нетипичных для исследуемых сообществ, внедряющаяся при возникновении нарушений, связанных с деятельностью человека.
Данное понятие аналогично терминам «гемерофиты» (Реймерс, Яблоков, 1982, Туганаев, Пузырев, 1988, Саксонов, 2000), «антропофиты» (M.Rikli, 1903), «антропохорные ценофобы» и «синантропные ценофобы» (Разумовский, 2000), «инвазионные виды» (Миркин, Наумова, 2001, Гельтман, 2003, Вышегородских, 2004), «антропогенная свита» (Зозулин, 1969), «антропофиты» и «синатропы» (Реймерс, 1988, Негробов, 1999) «серая биота» (Шварц, 2004).
К категории К-индикаторов в данной работе отнесены конкурентно адаптированные, характерные для исследуемых сообществ виды: «эдификаторы и стратегические ассектаторы» (Разумовский, 1999), виды «неморальных и ковыльниковых свит» (Зозулин, 1969), «аборигенные виды» (Андриенко, 1991; Реймерс, Штильмарк, 1978, Anderson, 1991).
«Антропогенные центры», «урбанистические центры» - места постоянных поселений и постоянной хозяйственной деятельности человека, имеющие длительное существование и неограниченную связь с внешним миром (в отличии от крупных режимных или изолированных для свободного доступа населения объектов - автор) (Родоман, 1999, Родоман, 2001, Вышегородских, 2004.
«Поляризация» - особенности роста и расширения зон воздействия, присущие данному образованию (объекту) на прилегающие территории, концентрация составляющих частей за счет «притягивания» аналогичных окружающих компонентов, формирующих данный объект (населенный пункт, природную систему или материальные физические объекты).
«Деполяризации» - ослабление влияния, разрушение, уменьшение зон воздействия на участках, подверженных - хаотическому или равномерному рассредоточению в пространстве (энтропия), приводящей к отсутствию постоянных сгущений или концентраций компонентов, приводящих к возникновению «зоны депрессии», характеризующейся существенным снижением рассматриваемых параметров (численности населения).
Положения, выносимые на защиту
1. Оценку в развитии или затухании антропогенных процессов, имеющих прямое влияние на состояние природных систем, целесообразно проводить на основе ГИС с использованием теории поляризованного ландшафта.
2. Существующая система особо охраняемых природных территорий (ООПТ) не отвечает задачам долгосрочного сохранения биологического потенциала Орловской области, поскольку ее создание проводилось без учета сложившейся системы антропогенных нагрузок и степени сохранности природных сообществ.
3. Оценка состояния природных сообществ в условиях антропогенных воздействий может проводиться на основе выявления индикаторов из групп К- и п-стратегов, характеризующих интенсивность антропогенных деформаций, приводящих к внедрению адвентивных видов (гг индикаторов), либо - степень сохранности и способности к самовосстановлению при сохранении достаточного количества видов-консортов (К-индикаторов).
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из Введения, семи глав, Заключения, Библиографии, включающей 245 наименований, из них 34 на иностранном языке, и трех Приложений. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц, 7 фотографий, 24 рисунка, в том числе 16 карт.
Современное состояние
Орловская область расположена почти в центре Средне-Русской возвышенности в Европейской части Российской Федерации. Область занимает площадь 24,7 тыс. кв. километров. Численность населения на январь 2002 года составляет 883,5 тыс. человек. На 1 января 2002г. в состав области входят 24 сельских района, 3 города областного подчинения, 4 города районного подчинения, 15 рабочих поселков, 4 внутригородских района. Область удалена от морей и граничит только с областями Российской Федерации: на севере - с Тульской, на северо-западе - с Калужской, на западе - с Брянской, на востоке - с Липецкой и на юге - с Курской. Орловская область лежит приблизительно между 52 и 54 параллелями северного полушария, а также между 35 и 38 меридианами восточного. Ее крайние точки: северная - в Волховском районе (53 39 с.ш., 35 56 в.д.); южная - в Должанском районе (5156 с.ш., 3725 30" в.д.); западная - в Шаблыкинском районе (5252 с.ш., 3447 30"в.д.); восточная - в Ливенском районе (5220 с.ш., 3804 в.д.). Таким образом, протяженность области с севера на юг между крайними точками -143 (188,7 км) и с запада на восток - 316 (220,7 км). Средняя же ее протяженность с запада на восток равна более 220 км, а с севера на юг -свыше 150 км.
Находясь на пути между московским промышленным районом и югом, между брянским и липецким промышленными узлами, Орловская область имеет выгодное географическое положение для развития экономики и промышленного роста, не обладая, в то же время, развитой промышленностью.
Благоприятны транспортно-географические условия. Область пересекается в разных направлениях хорошо развитыми железными дорогами и автомагистралями. В то же время, основная доля трудового рынка связана с сельским хозяйством, отсутствуют крупные
промышленные предприятия (рисунок 2).
Область расположена в подзонах смешанных и широколиственных лесов и в зоне лесостепи. Основная часть территории области распахана (75%). Луга занимают 7%, леса и кустарники около 6%, перелоги и залежи 4%, сенокосы 8%, выгоны и пастбища более 4% площади. Наиболее богаты лесами западные районы области.
Климат - умеренно континентальный, благоприятный для произрастания древесной растительности. Средняя годовая температура воздуха на юге области 5 оС, на севере - 3,5 оС. Продолжительность вегетационного периода 180-190 дней. Среднее годовое количество осадков от 500 до 600 мм/год.
Многочисленные реки относятся к бассейнам Оки, Десны и Дона. С юга на север Орловщину пересекает крупнейшая река области - Ока, которая делит ее на две неравные части: меньшую - западную и большую -восточную. На реке Оке расположен областной центр - город Орел. Густота речной сети в бассейне реки Оки составляет около 0,38 километра на 1 квадратный километр площади. Наиболее крупные реки бассейна Оки - Крома, Цон, Орлик, Нугрь, Оптуха, Зуша с притоком Неручь.
Почвы в Орловской области разнообразны. Более распространенными являются черноземы, на долю которых приходится около 50% от общей площади. Из них выщелоченные черноземы составляют 40%, мощные -6%. Лесные почвы занимают около 25% площади, небольшой процент падает на аллювиально-луговые почвы. Основные массивы выщелоченного чернозема расположены в восточной и юго-восточной частях области. В зоне выщелоченных черноземов, особенно в юго-восточной части области, отдельными пятнами находятся мощные черноземы. На северо-западе и западе области распространены преимущественно темно-серые и серые лесные почвы, выщелоченные черноземы встречаются пятнами, особенно по долинам рек Нугрь, Снытка. Дерново-подзолистые почвы расположены небольшими массивами на крайнем северо-западе области, а также в Шаблыкинском, Дмитровском, Мценском районах. Аллювиально-луговые почвы находятся в поймах реки Оки и ее притоков - Вытебети, Неруссы и других.
На большей части территории области подстилающие почвы материнские породы представлены лёссовидными суглинками и лёссами, покрывающими поверхность коренных пород почти сплошным ковром мощностью от 2-3 м на водоразделах до 15-25 м по склонам. В северозападной и западной частях области материнскими породами являются отложения морены и флювиогляциальные пески. Почвы — преимущественно выщелочные и оподзоленные черноземы и темно-серые лесные. В северо-западной и западной частях области наряду с преобладающими здесь серыми лесными почвами довольно обычны также дерново-подзолистые песчаные, занимающие в целом около 10% всей площади области. Для речных пойм характерны лугово-черноземные зернисто-слоистые почвы.
Согласно районированию С.Ф.Курнаева (1973), вся территория области относится к лесостепной зоне. Характерная особенность лесов Орловской области - их приуроченность к балкам и долинам рек при чрезвычайно сильной разбросанности по территории области. Лишь в ее западной части (Дмитровский, Знаменский, Мценский районы) встречаются лесные массивы с площадью в несколько тысяч гектаров, представляющие продолжение лесов Калужской и Брянской областей. Лесистость этих районов достигает 15-25%, в то время как в юго-восточных районах она не превышает 2-3%.
Основная масса лесов представлена дубравами и осиново-березовыми насаждениями с той или иной примесью дуба (Quercus robur L.) и других широколиственных пород (Якунин, 1983). В западной части области (Знаменский район) довольно широко распространены сосновые леса. Современные леса области представляют лишь остатки тех дубравных лесов, которые когда-то покрывали более половины ее территории.
Многообразие растительности определяется географическим положением области. По территории Хотынецкого и Знаменского районов (северо-запад области) проходит южная граница лесной зоны Европейской части России, где сохраняются южно-таежные растительные сообщества. Для Должанского, Ливенского, Колпнянского районов (юго-восток области) характерны степные виды растительности. Здесь можно встретить нетронутые участки, представленные северным типом луговых степей. Травяной покров в них отмечается густотой и богатством видового состава, насчитывающим до 30 видов растений на 1 м2. Растительность остальной территории характеризуется как лесостепь и отличается наибольшим количеством встречающихся видов растений.
Методика исследования поляризационных тенденций в урбосистемах Орловской области
Подробный анализ проводился с использованием геоинформационной системы. В качестве рабочих слоев использовались доработанные слои карты- топоосновы Госгисцентра России масштаба 1:100 000.
В ходе исследований были дополнены слои, описывающие параметры населенных пунктов и районов Орловской области по материалам Статистического управления Орловской области и иных официальных источников. В табличных материалах, описывающих населенные пункты в системе MAPInfo были внесены строки с параметрами численности населения (численность женского пола, мужского пола и общая численность по материалам переписи населения 1999 года)(рис. 4) в описаниях районов были внесены данные, характеризующие динамику численности населения с 1937 по 1999 год и особенности его размещения по территории (сельское население, городское население).
Основной слой, используемый в анализе и содержащий атрибутивную информацию - слой населенных пунктов с названиями, данными о численности населения и его составе. Атрибутивная информация каждого населенного пункта, содержащая информацию о численности населения позволяет делать запросы и создавать тематическую карту с раскраской населенных пунктов в зависимости от указанного параметра.
Наглядным является представление населенных пунктов с градацией по численности населения. На рисунке 5 представлены населенные пункты с численностью населения более 200 человек, более 500 человек и более 5000 человек. Заштрихованы наиболее крупные населенные пункты Орловской области - г.Орел, г.Мценск, г.Ливны.
Можно предположить, что населенные пункты с численностью населения менее 200 человек постепенно перестанут эффективно функционировать и затраты на поддержание инфраструктуры станут превышать уровень возможной эффективной деятельности его жителей (Родоман, 1999).
Со временем эти поселения формируют зону «антропогенной депрессии», которая характеризуется снижением активности антропогенных нагрузок и уменьшением численности населения. Для дальнейшей оценки основных причин, формирующих условия роста или депрессии поселений средствами ГИС проедена сортировка слоев и выявлена явная тенденция роста населенных пунктов, расположенных вдоль транзитных автомагистралей.
Анализ размещения крупных населенных пунктов показал их явную концентрацию вдоль железнодорожных и автомобильных транспортных систем, показанных на рисунке 6.
Анализируя данную карту, можно выяснить, что большинство
Населенные пункты и их привязка к железным - и авто- дорогам. Численность населения отображается заливкой (более темные - с численность более 500 человек, светлые - до 500) населенных пунктов с численностью более 500 человек, расположены вдоль крупных автодорог, а наличие железной дороги увеличивает эффект роста. С другой стороны, можно отметить, что населенные пункты «вытягиваются» вдоль автодорог зачастую не сливаясь в единый городской центр. Это обусловлено, в первую очередь, правилом фасцикуляции (пучкования) (Родоман, 2001), когда некрупные поселения лучше функционируют на небольшой удаленности друг от друга и располагаются вдоль автодорог. Часть периферийных районов подвержена тенденциям укрупнения поселений, находящихся в стороне от районных центров, так как через них проходят транспортные магистрали.
Обзор критериев оценки биологического разнообразия
В работах последних лет, рассматривающих вопросы оценки биологического разнообразия (Левченко, Старобогатов, 1986,1990, Пианка, 1981, Шварц, 2004 и др.) критикуется использование индексов биологического разнообразия без учета влияний, обусловленных антропогенными нарушениями. Это связано, прежде всего, с большим количеством чужеродных видов, интродуцированных человеком и внедряющихся в нарушенные системы, что приводит к существенному искажению оценок, основанных на учете видового обилия.
Особенности насыщения сообществ различными видами рассматривались многими авторами. Так, Р Уиттейкер (Whittaker R.H., 1972) обращает внимание на выявление положительной обратной связи: чем больше видов, тем ниже скорость вымирания и тем быстрее возрастает разнообразие, П. Джиллер (P.S.Giller, 1988) откорректировал данное представление, отметив, что «...видовое богатство и относительное обилие видов не дают понятия о структуре сообщества и особенностях адаптации видов, иными словами, сообщество — это нечто большее, чем просто совокупность составляющих его видов».
Считается, что чем больше видовое богатство биоты, тем выше устойчивость организации экосистем и их резистентность к внешним воздействиям. Однако существует принципиальное различие между общим и природным биоразнообразием, состоящее в том, что на определенных стадиях антропогенного воздействия общее биоразнообразие возрастает за счет синантропных, сорных и биогеографически чужеродных видов, тогда как природное биоразнообразие снижается (Надеждина, 1978; Шварц, 1990, Жигарев, 1993; Hansen et al., 1991 и др.). В случае справедливости концепции «биоценотических кризисов» приоритет сохранения должен принадлежать именно природному биоразнообразию, а увеличение доли сорных и чужеродных видов должно рассматриваться не как возрастание устойчивости экосистемного покрова, а как индикатор стадии ее потенциального снижения.
В случае реальности (объективности) существования природных сообществ биоты они должны обладать некими «эмергентными» свойствами, которые не могут быть сведены к свойствам составляющих их элементов (видов). Наиболее очевидным таким свойством должна быть резистентность природных сообществ к различным нарушающим факторам, в частности - вселению интродуцированных видов. (Шварц, 1992; Шварц и др., 1993).
В настоящее время сосуществуют два противоположных вектора эволюционного развития сообществ биоты. Первый, естественный термодинамический вектор (К-отбор), благоприятствует формированию и устойчивому существованию климаксных экосистем с сильными конкурентными взаимодействиями, одним из путей получения преимущества при которых являются коадаптации. Второй, антропогенный вектор (r-отбор), благоприятствует формированию мобильных группировок, характеризующихся относительно низким уровнем межвидовых взаимодействий.
Отсутствие «избыточных» энергетических ресурсов в природных экосистемах должно рассматриваться в качестве одного из ведущих лимитирующих факторов их функционирования и в качестве фактора, ограничивающего вхождение в состав исторически сложившихся сообществ новых, чужеродных участников (г-стратегов). Что касается животных, то следует ожидать формирования форм, выживание которых будет связано не с морфо-экологическими адаптациями к сосуществованию с другими видами (Шварц и др., 1992), а, наоборот, с неспециализированностью и способностью быстро, в основном за счет пластичности поведенческих реакций, адаптироваться к малопредсказуемым свойствам окружающей среды. Адаптированными к обитанию в антропогенном ландшафте окажутся виды с малой продолжительностью жизни поколений и устойчивостью к высоким темпам элиминации, связанной с деятельностью человека, например, различные группы синантропных насекомых (Вахрушев, 1988).
Даже такой «мягкий» тип антропогенного воздействия, как фактор «беспокойства» приводит к существенному росту затрат времени и энергии на обеспечение безопасности и в конце концов — превращается в лимитирующий фактор (Владышевский, Владышевский, 1980 и др).
В условиях антропогенных влияний все активнее проявляется эффект «смешения» видов, когда расселение флоры и фауны активно связано с деятельностью человека. Внедрение новых видов в сложившиеся сообщества с высокой конкурентной напряженностью невозможно без наличия пустующих или частично занятых экологических ниш, возникших под влиянием разрушающих факторов, из которых доминирует антропогенный.
Анализ процесса натурализации и миграции заносных видов растений на территории Ярославской области (Борисов, 2004,), показал, что около 50% видов флоры (около 450 видов) составляют мигранты или «беглецы из культуры», при этом до 80% видов сосредоточено на городских и антропогенно трансформированных территориях (насыпи железных дорог и т.д.). В работе Рубцова В.И., (1995) говорится о 700 «успешных» интродуцентов в Брянской области. Работа АЛ.Григорьевской, Е.А.Стародубцевой, Н.Ю.Хлызовой и В.А.Агафонова говорится о 316 адвентивных видах г.Воронежа, составляющих 72,6% всей адвентивной флоры области. Такая же ситуация прослеживается, практически по всей Европейской части России.
В Орловской области к категории адвентивных видов из высших растений относится около 65 видов (Радыгина, 2000), список адвентивной флоры А.В.Сотникова для Орловской области насчитывает 295 видов (http://www.botanika.boom.ru/).
Недооценка видов - интродуцентов порой приводит к искажению информации о ценности природных сообществ и состояния биологического разнообразия в целом.
В этих условиях необходимо совершенно четко разделять виды, включаемые в исследования на интродуцентов и виды типичных местных сообществ. Большинство интродуцированных видов внедряется в сообщества, лишенные сбалансированного состава типичных, эколюционно адаптированных видов с высоким уровнем конкурентных взаимодействий и могут являться индикаторами нестабильного состояния исследуемого сообщества.
Предлагаемые в последнее время специализированные методики оценки антропогенных воздействий опираются, большей частью, на оценки миграций химических загрязнений и их влияний на морфологические вариации различных биологических видов.
Предложенные МПР РФ (Распоряжение МПР РФ от 16.10.2003г. № 460-р) методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ при антропогенном воздействии основаны на выявлении отклонений в морфологических признаках различных видов земноводных, растений, рыб и грызунов. Подобная методика часто предлагается в различных работах (Захаров и другие, 2000), однако, ее применимость для оценки антропогенных влияний на системы природных сообществ в целом, достаточно спорна.
Адаптивные возможности живого чрезвычайно высоки, и большинство антропогенных загрязнений не создает реальной угрозы жизни вообще. Едва ли они создадут такую угрозу и в будущем - хотя бы потому, что человек при всей его эврибионтности обладает меньшим диапазоном устойчивости.
Устойчивые сообщества могут сложиться (и действительно существуют), например, в районах с аномально высоким фоном радиоактивности или высоким содержанием в почве тяжелых металлов (Раутиан, Жерихин, 1997).
Применение механических вариантов выделения буферных зон антропогенного влияния (Яницкая, Аксенов, Дубинин, Есипова, Карпачевский, Пуреховский, 2004), построенных на основе параметров, предложенных Forest Roads: A Synthesis of Scientific Information (Под ред. H. Gucinski, М. J. Furniss, R. R. Ziemer, and M. H. Brookes. U.S. Department of Agriculture Forest Service Pacific Northwest Research Station. Portland, Oregon. 2001) или иные подобные варианты «буферизации» антропогенных образований весьма примитивны и не отражают никаких особенностей территорий или их антропогенных влияний.
