Карты экологических функций растительного покрова

В связи с развитием эколого-географического картографирования оформилось направление, связанное с созданием оценочных карт ландшафтных и ресурсных функций растительного покрова. Эта группа карт представляет относительно новое направление исследований в картографировании биоты. Растительный покров выполняет многофункциональную экологическую роль в природе и обществе. В основе этого подхода лежит представление о ценотическом и экотопическом разнообразии растительных сообществ, выполняющих различные ландшафтные (средоформирующие, средозащитные) и социальные роли в регионе (Лавренко, 1977; Белов и др., 2002). Базовыми для фитоэкологических карт этой группы являются универсальные карты растительности, отражающие взаимосвязи растительных сообществ с условиями природной среды. Картографирование экологических функций растительности основывается на анализе природных факторов, обусловливающих закономерности распределения растительных сообществ, и на установлении обратных связей, отражающих влияние сообществ на свойства экотопов. Поскольку любое растительное сообщество выполняет несколько различных функций, на карте и в легенде показываются ведущие, основные функции или их комплексы и сочетания.

Имеется опыт создания оценочной карты ландшафтных и ресурсных функций растительного покрова для зоны Байкало-Амурской магистрали (Лавренко, 1977), отдельных регионов и России в целом (Волкова, Федорова, 1993). При их составлении использованы приемы индикационного и ресурсного картографирования.

Ландшафтные функции растительного покрова многообразны и на картах отражаются связи растительности с природными режимами территории. Среди них выделяются функции: средоформирующие (накопление биомассы, образование гумуса в почвах, пополнение кислородом атмосферы, депонирование углерода и образование первичной продукции, водосборная и водорегулирующая и др.); стабилизирующие (мерзлотностабилизирующая, водосберегающая) и защитные (противоэрозионная, противолавинная и селезащитная, противодефляционная идр.). Растительность характеризуется также как источник ресурсов для сельского, охотничье-промыслового, лесного хозяйств, для получения сырья дикорастущих полезных растений (грибы, ягоды, лекарственные травы). Соответственно выделяют ресурсные функции растительности: биостационную, орехово-промысловую, древесно-ресурсную, потенциальную сельскохозяйственную, олене-пастбищную. Рассматриваются также рекреационные, санитарно-гигиенические, дорожнозащитные и другие функции растительности (всего около 50 показателей).

Основой карты экологических функций растительного покрова в зоне Байкало-Амурской магистрали (Лавренко, 1977) послужила одномасштабная карта актуальной растительности вдоль трассы дороги (1:2 500 000). Растительность в зоне трассы характеризуется как источник ресурсов для сельского, охотничье-промыслового и лесного хозяйств через потенциальную сельскохозяйственную, олене-пастбищную, орехово-промысловую, биостационную и древесно-ресурсную ее функции. На основе анализа связей растительных сообществ с природными процессами территории (денудационными, криолитологическими, гидрологическими и пр.) на карте растительные сообщества группируются по таким категориям, как средоформирующие (водорегулирующие, водосборные), средозащитные (противоэрозионные, мерзлотно-стабилизирующие, водоохранные, лавинои селезащитные и др.) экологические функции растительности на разных участках магистрали (табл. 10).

Водосборную функцию выполняет растительность гольцов и горных тундр, которые являются хранилищем и мощным источником влаги — конденсационной, дождевой и снеговой. Водорегулирующая и водоохранная функции растительности определяются поддержанием полноводности рек и общих запасов воды в бассейнах. Это относится к долинным рядам пойменной растительности и, прежде всего, к пойменным лесам. Влияние леса на водность бассейнов рек велико, и водорегулирующая роль лесов сказывается на всем протяжении рек. В условиях Сибири в малонарушенных таежных бассейнах грунтовый сток составляет 30−60% от среднегодового, тогда как в мало облесенных местах всего 10−35%; увеличение лесопокрытой площади на 10% ведет к росту грунтового стока на 8−10% (Лавренко, 1977).

Противоэрозионная функция свойственна лесной растительности, особенно в горных районах. Интенсивность процессов эро;

Таблица 10.

Легенда карты экологических функций растительного покрова зоны влияния БАМ (по Н. Н. Лавренко, 1977).

зии почв зависит от породного состава лесов, степени их нарушенности, ландшафтной структуры территории и погодных условий. В лиственничных лесах, как правило, эрозионные процессы менее интенсивны, чем в сосновых. Рубки в сухих борах на песках сопровождаются также процессами дефляции почвенного покрова. Сплошные вырубки лесов на горных склонах приводят к увеличению смыва почв в семь и более раз. Эрозия возрастает с увеличением крутизны склонов, особенно экспонированных на юг; при сильных ливнях она становится разрушительной и представляет угрозу для объектов дороги и населенных пунктов.

Мерзпотностабилизирующая функция растительного покрова актуальна в условиях Сибири и проявляется в поддержании постоянного уровня многолетней мерзлоты. Нарушение растительного покрова (вырубки, гари, осушение заболоченных мест, другие воздействия) приводит к возникновению процессов солифлюкции и термокарста в силу возрастания (до трех и более раз) протаивания и промерзания грунтов.

Противолавинная роль растительности возрастает в высокогорьях. Развитию лавин, селей, обвалов препятствует подгольцовый пояс кедрового стланика и березовых (береза шерстистая) кустарниковых редколесий. В этих условиях период схода снежной толщи растягивается на два-три месяца.

Социальные функции растительного покрова отражены на карте по следующим категориям: ресурсные, хозяйственные, рекреационные, эстетические, бальнеологические и эколого-индикативные. Среди ресурсных функций растительности, связанных с использованием древесины, выделяется также побочное использование растительных ресурсов.

Биостационная функция таежных лесов предполагает использование их в качестве кормовой базы и стаций обитания ценных животных. Высокими биостационными свойствами обладают средневозрастные и спелые леса с большим количеством экологических ниш, позволяющих обеспечить обильную пищу, жилище, защиту от неблагоприятных условий большому количеству животных (копытным, птицам, пушным зверям, мелким млекопитающим). При нарушении таежных лесов (вырубки, пожары, рекреация) численность промысловых животных (соболя, белки) резко сокращается.

Орехово-промысловое использование предпочтительно для южносибирских и дальневосточных кедровых лесов, которые являются к тому же кормовыми угодьями для большого количества диких животных. В семенах кедра содержится 65−70% высокосортного масла, до 20% белков, более 10% углеводов. Средний урожай семян в кедровниках с 1 га составляет 200−240 кг у кедра сибирского и 45−50 кг у кедра корейского.

Древесно-ресурсная функция лесов является традиционной и универсальной. Леса делятся по производительности древостоев на более производительные — лиственничные из лиственницы сибирской (250−350 м³/га), сосновые (200−300 м³/га) и лиственничные из лиственницы даурской (100−150 м³/га). Малоценные с низкой производительностью березовые леса (30−100 м³/га) представлены различными стадиями восстановительных серий.

На карте экологических функций растительности вдоль трассы БАМ проведено также районирование территории по ландшафтнозащитным и ресурсным особенностям растительного покрова территории. Выделено 11 типов районов и 38 районов по главным функциям растительности (Лавренко, 1977).

Примером подобных карт экологических функций растительного покрова могут быть также карты: «Ландшафтнозащитные функции растительности Омской области» (1990), «Зонирование территории Ангаро-Енисейского региона Сибири на основе учета предположительных или основных функций растительности» (1975), юга Иркутской области (Белов, 1998).

Среди региональных карт следует отметить карту «Экологические функции растительного покрова» 1:3 000 000 (Атлас Ханты-Мансийского автономного округа-Югры, 2004). На карте растительные сообщества объединены в две группы — с ландшафтностабилизирующими и социально-экологическими функциями. К первой группе относятся растительные сообщества с противоэрозионными, противодефляционными и склонозащитными функциями, благодаря которым значительно ослабляются процессы разрушения субстрата, уменьшается степень подвижности и динамика рельефа. Стокорегулирующая, водоохранная, атмосфероохранная функции растительности поддерживают водный баланс ландшафтов, газовый состав атмосферы, термическую регуляцию между почвой и атмосферой, солевой режим почв и др. Торфонакопительная, седиментационная функции сообществ обеспечивают процесс образования гумуса, торфа, аккумуляцию аллювиальных наносов. Растительные сообщества служат кормовой базой и стациями обитания диких животных, являются естественными убежищами для многих редких, реликтовых и исчезающих видов растений.

Во вторую группу входят растительные сообщества с санитарно-гигиеническими и дорожно-защитными социально-экологическими функциями.

Мелкомасштабная карта экологических функций растительного покрова России (1:16 000 000) раскрывает средообразующий потенциал растительности страны (Волкова, Федорова, 1993). Средообразующие функции подразделяются на формирующие, защитные и стабилизирующие по характеру преобладающих природных процессов (табл. 11). К первой группе формирующих функций растительности отнесены те, которые обеспечивают процессы образования кислорода растениями, биологической продукции, гумуса (дерновои черноземообразующие) и торфа (торфоформирующие). К группе средозащитных функций относятся: противоэрозионная, противоденудационная, противодефляционная и противолавинная. Третья группа объединяет растительные сообщества, которые способствуют сохранению природных режимов (стабилизирующие) и обладают водосборной, стокорегулирующей, снегонакопительной, гидромелиоративной, мерзлотностабилизирующей, почвотерморегулирующей, галомелиоративной, газообменной, водоохраной функциями. На карте для зональных и основных сопутствующих типов растительности проведена оценка значимых средозащитных функций. Такие карты важны для прогнозирования глобальных изменений природной среды, для целей мониторинга, рационального использования и охраны растительного мира планеты.

Рассматриваются также рекреационные, санитарно-гигиенические, эстетические, бальнеологические и другие важные социальные экологические функции растительных сообществ. Среди эстетических особенностей в рекреационных целях учитываются также выразительные элементы в ландшафтной структуре, разнообразие, контрастность, уникальность природных (редкие виды, реликтовые виды и участки сообществ, памятники природы) и природно-культурных объектов.

Таблица 11.

Экологические функции растительного покрова России (фрагмент легенды карты, по Е. А. Волковой и И. Т. Федоровой, 1993).

Оценка экологических функций растительности рассматривается как часть рационального использования природных ресурсов и их охраны в рамках государственных программ, как часть реализации устойчивого развития производительных сил регионов.

Ресурсные карты и экологический потенциал регионов. Биологические ресурсы имеют приоритетность в экономическом потенциале многих регионов страны. В других регионах они входят составной частью в общий экономический потенциал, составляя ту или иную его долю.

Ресурсные карты растительности показывают растительный покров под соответствующим углом зрения. На этих картах поэлементный показ типов растительности (лесные, луговые, степные, болотные) сопровождается, помимо определения их ботанической сути, описанием характерных свойств, связанных с использованием растительного сырья.

Карты лесной таксации (1:25 000; 1:100 000) показывают распространение различных по породному составу типов лесов с характеристикой их производственных показателей: состава древостоев, возраста, высоты и диаметра стволов, преобладающих в них пород, бонитета насаждений, прироста, запаса древесины.

Карты природных кормовых угодий земельного фонда (1:25 000) отображают ботанические особенности луговой, тундровой, степной, высокогорной растительности, служат источником информации о ботаническом составе, кормовой ценности травостоев сообществ, типах их использования (сенокосы, пастбища разных сроков пользования), запасах фитомассы и других показателях продукции с единицы площади.

Карты торфяного фонда раскрывают ботаническую характеристику болотных массивов с отражением качества и запасов торфов.

Базовые карты растительных ресурсов имеют большое значение для оценки экономического потенциала биологических ресурсов регионов. Они могут быть использованы при составлении производных карт охотничьих угодий и выхода продукции (с единицы площади) охотничье-промысловых ресурсов, определения запасов пищевых, лекарственных, технических и других дикорастущих полезных растений. Особое внимание в последние годы было уделено оценке биологического разнообразия и хозяйственной значимости в экономическом потенциале регионов пойменных, озерных и других водно-болотных угодий.