Введение к работе
Актуальность темы исследования. Северо-Западное Прибайкалье охватывает систему горных хребтов Байкальский, Ундгар, части Анайских гольцов, а также прилегающие территории Предбайкальского прогиба и Байкальской котловины. Регион исследований является частью Байкальской рифтовой зоны, природа и растительность которой еще слабо изучены. Настоящая работа посвящена изучению растительности Северо-Западного Прибайкалья, представленной большим фитоцено-тическим разнообразием сообществ горно-тундрового, альпинотипного, горнотаежного и степного типов.
Биогеографической особенностью региона является прохождение здесь естественных рубежей распространения некоторых фоновых видов растений и растительных сообществ различных флороценогенетических групп. Это обусловлено пограничным характером географического положения региона. Кроме того, растительность региона является важным динамичным компонентов экосистемы озера Байкал, имеющим особый природоохранный статус. Соответственно, изучение динамических свойств растительных сообществ, как чувствительного компонента природной среды, является необходимым этапом для понимания экологических и биоценотических процессов в регионе.
Комплексные геоботанические исследования отдельных районов Северо-Западного Прибайкалья ранее проводились Л.И. Малышевым (1956; 1957, 1960 и др.), В.Н. Сукачёвым и Г.И. Поплавской (1914), Л.Н. Тюлиной (1967, 1974 и др.), В.Н. Моложниковым (1975, 1986), Н.В. Степанцовой (1998, 2004) и др.
Изучение флоро-ценотического разнообразия растительности и динамических процессов в ней более эффективно осуществляется картографическим методом. Картографические работы на этой территории ранее проводились преимущественно в обзорном мелком масштабе (Белов, 1973; Белов, Моложников, 1997). Для более детального выявления структурно-динамических особенностей растительности Северо-Западного Прибайкалья были созданы новые картографические модели растительности в крупном и среднем масштабах, которые актуальны как для дальнейших фундаментальных геоботанических исследований в регионе, так и для прикладных нужд рационального природопользования в Прибайкалье.
Цель работы - изучение особенностей структуры и динамики растительности Северо-Западного Прибайкалья на региональном и топологическом уровнях методом картографического моделирования с использованием ГИС-технологий.
Объектом исследований являлась растительность геосистем Северо-Западного і Прибайкалья.
Предмет исследований — выявление и картографическое моделирование струк-турно-ценотических, эволюционно-динамических и экотопических основ организации современного растительного покрова региона исследования.
Задачи исследований:
- провести натурное изучение флоры и растительности в наиболее типичных слабо изученных районах Северо-Западного Прибайкалья, для сбора первичного
материала по флористическому составу растительных сообществ, их ценотическому разнообразию, динамическим и экотопическим связям;
собрать новые данные, необходимые для изучения эволюции растительности региона в голоцене, с использованием палеоботанических и палеогеографических методов выявления генетических и динамических особенностей современного растительного покрова;
объединить и структурировать в единую систему фактический материал, собранный автором в экспедиционных условиях, а также фондовые геологические, космические, почвенные, лесотаксационные, метеорологические, гидрологические данные, материалы топографической съёмки, тематического картографирования для создания универсальной реляционной базы данных с использованием ГИС-технологий;
провести наземное (полевое) и программное (автоматическое) дешифрирование космических снимков по определенным критериям с целью выявления особенностей пространственно-временной организации растительности;
разработать классификационную схему растительных сообществ на основе структурно-динамических принципов для целей крупномасштабного геоботанического картографирования современной растительности на ключевом участке;
разработать легенду и составить карту современной растительности для участка центральной части Байкальского хребта в м-бе 1:50 000, отображающую основные динамические и экотопические проявления растительных сообществ;
разработать многоступенчатую классификационную схему растительности Северо-Западного Прибайкалья на основе учета регионально-типологических, эво-люционно-генетических и структурно-динамических связей и отношений растительных сообществ и создать легенду среднемасштабной карты растительности региона;
составить среднемасштабную универсальную карту растительности Северо-Западного Прибайкалья в м-бе 1:500 000 с использованием ГИС-технологий на основе созданной электронной информационной базы;
выявить основные географические особенности пространственной структуры растительности и разработать новую детальную схему геоботанического районирования региона.
Исходные материалы и база исследования. Работа выполнена на основе геоботанических и картографических методов с использованием собственных материалов экспедиционных исследований автора. Основой теоретической базы настоящих исследований явились эволюционно-динамический и структурно-ценотический принципы анализа современной растительности, разработанные академиком В.Б. Сочавой (1962-1979), и активно развиваемые в работах специалистов иркутской школы картографирования растительности (А.В. Белов, 1973-2002; И.С.Ильина, 1975; Н.Н. Лавренко, 1972, 1977; Соколова, 2000 и др.). Кроме того, в наших исследованиях были учтены основные положения по развитию и совершенствованию методов картографирования растительности таких специалистов как З.В. Карамышева
и Е.И. Рачковская (1962), Т.И. Исаченко, С.А. Грибова (1967), А.Н. Лукичева (1972) и др.
Что касается специальной геоботанической информации, то настоящая работа опирается, кроме собственных полевых материалов, на данные по растительности В.Н.Сукачева и Г.И Поплавской (1914), Л.Н. Тюлиной (1967, 1974 и др.), Л.И. Малышева (1957а, 1962 и др.), Н.А. Эповой (1960), В.Н. Моложникова (1975,1986) и др.
Научная новизна работы
выявлено флористическое и фитоценотическое разнообразие территории Северо-Западного Прибайкалья на основе нового собранного натурного материала;
определены особенности ценотической и динамической структуры растительного покрова ранее не достаточно изученной территории;
впервые получены датированные данные по эволюции растительности региона в голоцене и проведена палеогеографическая реконструкция этого процесса;
создана современная геоинформационная база данных по территории исследования, состоящая из детальных характеристик отдельных природных компонентов, влияющих на распределение и динамику растительных сообществ;
разработана новая классификация растительных сообществ для целей картографирования, как совокупность иерархически соподчиненных структурных элементов растительности с учетом географической специфики территории исследования;
составлена универсальная крупномасштабная карта растительности ключевого участка: «Растительность центральной части Байкальского хребта» в м-бе 1:50 000;
разработана и составлена среднемасштабная геоботаническая карта для всей территории Северо-Западного Прибайкалья, в м-бе 1:500 000, отражающая современную структуру растительности, её генезис, разнообразие, нарушенность;
разработана схема детального геоботанического районирования Северо-Западного Прибайкалья;
Задачи и полученные данные позволяют определить следующие защищаемые положения:
-
Растительность Северо-Западного Прибайкалья представлена флоро-ценотическим разнообразием, обусловленным эволюционно-динамическим развитием и особенностями современных эколого-географических условий региона, включая антропогенные факторы.
-
Картографический метод изучения растительности горных территорий с использованием ГИС-технологий является наиболее эффективным для отображения пространственной дифференциации растительного покрова с учётом его спонтанной и антропогенной динамики.
-
Система крупно- и среднемасштабных универсальных геоботанических карт Северо-Западного Прибайкалья является необходимой основой для выявления географических особенностей пространственной организации растительности и создания объективной схемы геоботанического районирования региона.
Практическая значимость исследований
Северо-Западное Прибайкалье полностью входит в Байкальскую природную территорию, имеющую статус Участка всемирного природного наследия ЮНЕСКО. Часть региона - Северо-Западное побережье Байкала - относится к Центральной экологической зоне, большая часть которой входит в Зоїгу атмосферного влияния. Вся хозяйственная деятельность здесь регламентируется Законом РФ «Об охране озера Байкал». Поэтому результаты изучения особенностей растительности Байкальского хребта и прилегающих территорий являются важной и необходимой основой для организации и ведения здесь рационального природопользования с соблюдением особых экологических норм, направленных на сохранение качества природной среды и биологического разнообразия региона. Это особенно важно при формировании на Байкале новых зон рекреации и общей активизации хозяйственной деятельности, связанной с Байкало-Амурской магистралью.
Составленные разномасштабные карты растительности могут эффективно использоваться при оценке нарушенное природной среды, выявлении экономического потенциала, количественной и качественной характеристики разнообразия фитоценозов территории, а также при составлении карт других направлений: зоо-географических, почвенных, ландшафтных.
В настоящее время составленный картографический материал уже используется сотрудниками научного отдела заповедника «Байкало-Ленский» в качестве базовой информации для проведения дополнительных узкоспециализированных исследований и мониторинга.
Апробация работы
Основные положения работы выносились на обсуждение на международной научной школе-конференции студентов и молодых учёных «Экология Южной Сибири н сопредельных территорий» (Абакан, 2004); на Пятой международной научно-практической конференции «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2005); на XIII научном совещании географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 2007); на Третьей российской конференции «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи»; на школе-конференции «Проблемы современной ботаники в Азиатской России» (Барнаул, 2007), на Пятом международном симпозиуме «Степи Северной Евразии» (Оренбург, 2009); на IX научной конференции по тематической картографии: «Тематическое картографирование для создания инфраструктур пространственных данных» (Иркутск, 2010).
По теме диссертации опубликована в соавторстве и лично 30 научных работ, из которых 4 статьи опубликованы в рецензируемых журналах, 1 раздел в монографии, 1 статья в Трудах государственного природного заповедника «Байкало-Ленский».
Структура и объем работы
