ANALYSIS OF APPROACHES FOR EVALUATION OF ECOSYSTEM DIVERSITY FOR MAPPING PURPOSES

Research article
DOI:
https://doi.org/10.60797/IRJ.2025.154.77
Issue: № 4 (154), 2025
Suggested:
11.03.2025
Accepted:
08.04.2025
Published:
17.04.2025
139
4
XML
PDF

Abstract

In order to identify ecosystem mapping units and their application for a specific territory, a comparative analysis of the units of natural systems organisation from local to global level was carried out in six approaches. A hierarchical series of ecosystems was synthesised and adapted for the purpose of the study: biogeocoenosis — biogeocoenosis complex (formation) — biome (regional biome) — zonobiome (1st order orobiome) — biogeographic belt — biotic kingdom — land and ocean ecosystems — biosphere. The cartographic method allowed to compare the data of field geobotanical and landscape studies with the literature data on flora, vegetation and natural-territorial complexes. Based on the combination of elevation, slope steepness and exposure, 72 ecotopes were identified in the model lowland massif of Tuapkhat. The obtained mosaic was combined with field survey data (about 300 descriptions), remote sensing materials and publications. Maps of restored and modern ecosystems at the formation level were created, taking into account restoration successions. At present, forest ecosystems dominated by Pinus pityusa occupy an area almost 7 times larger than its natural habitat due to plantings on terraced slopes. Quercus pubescens occupies about 56% of its former territory, and the Quercus petraea — about 36%.

1. Введение

Существует множество подходов к исследованию организации природных систем разного уровня: от сообществ микроорганизмов до Биосферы. При анализе данных для конкретной территории приходится обрабатывать не только разновременные, но и различающиеся по объектам и используемым классификациям материалы. Их обобщение требует выработки методики сопоставления и интеграции в единую систему, а при необходимости — трансформации данных, полученных с использованием одной классификации в другую классификацию, а также включения информации об отдельных компонентах в общую схему.

Картографические методы позволяют объединять визуализировать пространственную дифференциацию объектов разного типа, в том числе с учетом иерархической соподчиненности и временной изменчивости компонентов. Например, на основе карты растительности с учетом дополнительной информации можно построить ландшафтную карту или карту экосистем. Для этого должны быть выработаны принципы сопоставления информации и перевода из одной классификации со своей системой иерархических единиц в другую.

Целью настоящей работы является выделение единиц картографирования на основе анализа и синтеза подходов к организации природных систем на примере конкретной территории.

В качестве модели для исследования мы выбрали достаточно изученный участок Черноморского побережья Кавказа (низкогорный массив Туапхат между пос. Кабардинка и г. Геленджик, см. рис. 1), для которого имеются опубликованные материалы, начиная с XIX века

, по флоре, растительности, ландшафтам, почвенному покрову, экосистемам. Проанализированные данные относились к разным иерархическим уровням — от локального до регионального, зачастую лишь по отдельным компонентам экосистем, в связи с чем, несмотря на разнообразие материалов и высокую изученность территории, возникает сложность в их интеграции и возможности картографирования.

Район исследования

Рисунок 1 - Район исследования

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1) провести сравнительный анализ единиц организации природных систем по следующим подходам: эколого-географическому, ботанико-географическому, экологическому, ландшафтному, ландшафтно-экологическому и ботаническому;

2) выделить единицы картографирования, соответствующие природным особенностям и масштабу территории исследования, позволяющие осуществить синтез и максимально включить накопленные данные;

3) провести верификацию и уточнение информации о природных системах модельной территории на основе данных дистанционного зондирования и полевых исследований;

4) построить пробную карту экосистем на примере участка Черноморского побережья Кавказа с максимальным использованием опубликованной информации независимо от подхода и иерархического уровня исходных данных.

2. Материалы и методика

2.1. Анализ подходов к исследованию и картографированию природных систем

Анализировались публикации с конца ХIХ века до настоящего времени, содержащие ключевую терминологию и характеризующие иерархическую соподчиненность природных систем, а также информацию об экосистемах или их отдельных компонентах для модельной территории.

Картографические материалы, включающие территорию исследований, привязывались и переводились в проекцию WGS 84/UTM zone 37N в программе Qgis (версия 3.22.8).

2.2. Создание карты

Авторами выполнено около 300 комплексных ландшафтных и геоботанических описаний в период с 2017 по 2024 гг. Для склонов использовался метод сплошных и пунктирных трансект.

Исходные данные дистанционного зондирования включают спутниковые снимки Sentinel-2

в видимом и коротковолновом инфракрасном диапазоне (SWIR) пространственного разрешения 10 м, снимок Esri высокого разрешения (1 м), полученного в программе SAS.Планета
.

Цифровая модель рельефа (ЦМР) была построена авторами в результате оцифровки фрагмента топографической карты Генерального штаба масштаба 1:50 000

в программе Qgis.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Сравнительный анализ и сопоставление единиц организации природных систем

В России и за рубежом широко распространены эколого-географический

,
,
, ботанико-географический
, экологический
,
,
,
, ландшафтный
, ландшафтно-экологический
и ботанический
подходы к организации природных систем от локального до глобального уровня.

Термин биоценоз (или биотическое сообщество) введен Карлом Мебиусом

для описания всех организмов, что заселяют определенную территорию, и их взаимоотношений. По В.Н. Сукачеву биогеоценоз — участок земной поверхности, где на известном протяжении биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы, гидросферы и педосферы остаются однородными и в совокупности образующими единый внутренне взаимообусловленный комплекс
.

Понятие об экосистеме ввел А.Г. Тенсли, определив фундаментальную концепцию системы, включающую не только живые организмы, но и особенности их среды обитания, с которой они образуют одну физическую систему, непосредственно экосистему

. Р. Уиттэкер, рассматривая в своей работе подходы к классификации природных сообществ, дает следующее определение: «Экосистема — это функциональная система, состоящая из сообщества взаимодействующих организмов — растений, животных и сапробонов – и окружающей среды, воздействующей на них и находящейся под их влиянием»
.

Понятия «экосистема» и «биогеоценоз» являются близкими понятиями, но не тождественными по содержанию

,
. Термин «экосистема» используется для обозначения систем любой размерности с произвольным набором компонентов, обеспечивающих круговорот веществ на любом уровне организации живых организмов, а термин «биогеоценоз» отражает понятие об определенной территориальной единице биосферы
.

Биогеоценоз может являться базовой единицей картографирования в иерархии экосистем

,
,
, которому соответствует не только иерархически, но и географически фация в классификации ландшафтов
.

Ландшафтная фация характеризуется однородными условиями местоположения и местообитания — сложена одной горной породой, обладает однообразным микроклиматом, одним видом почвы — и одним биоценозом

. В учении В.Б. Сочавы биогеоценоз и элементарная экосистема соответствуют физико-географической фации
,
. Однако В.Н. Сукачев высказывается против соотнесения и использования термина «фация» взамен «биогеоценоза», сопоставляя их определения у разных авторов. В настоящей работе фация рассматривается в предложенной А.Г. Исаченко интерпретации, а биогеоценоз — В.Н. Сукачевым, определения которых приведены выше.

В.Б. Сочавой было введено понятие «геосистемы» как природно-географического единства всех возможных категорий, от планетарной геосистемы (географической оболочки или географической среды в целом) до элементарной геосистемы (физико-географической фации)

. Геосистема представляет собой «целое, состоящее из взаимосвязанных компонентов природы, подчиняющихся закономерностям, действующим в географической оболочке или ландшафтной сфере»
, или «земное пространство всех размерностей, где отдельные компоненты природы находятся в системной связи друг с другом и как определенная целостность взаимодействуют с космической сферой и человеческим обществом»
. Таким образом, геосистемы — это открытые иерархически организованные динамические системы, и каждый уровень их иерархии представляет собой динамичную целостность с особой присущей им географической организацией
. Понятие «геосистемы» близко к определению «экосистемы» Тенсли и других авторов, но отличается четкой иерархичностью.

Природный территориальный комплекс (ПТК) — территория, обладающая определенным единством основных компонентов природы, обусловленным общностью происхождения и истории развития, своеобразием географического положения. ПТК представляет совокупность взаимосвязанных вещественно-энергетически природных компонентов: литогенной основы, воздушных масс, поверхностных и подземных вод, почв, растительности и животного мира в форме территориальных образований различного иерархического ранга: от фации до ландшафтной оболочки

,
. Иерархия ПТК была детально проработана Исаченко А.Г.
. В более поздних работах наметился переход к ландшафтно-экологическим единицам
, которые сближаются с экосистемами соответствующего уровня.

В ботаническом подходе начальной единицей в организации природных систем является растительная ассоциация — растительные сообщества, фитоценозы, однородные по всем своим специфическим признакам

. Согласно разработанной В.Б. Сочавой классификации фитоценомеров, растительная ассоциация — низшая ступень подразделения фитосферы
.

Формации стоят на грани регионального и локального уровня иерархии, представляют собой наиболее гомогенную региональную категорию растительного покрова, которую принято считать основным таксоном геоботанической классификации данного уровня. Формация характеризуется общими доминантными и детерминантными видами. Она подчиняет себе многообразие ассоциаций, их групп и классов

.

Первое упоминание термина «биом» как синонима биотического сообщества встречается в работе Ф. Клементса и развивается им совместно с В.Э. Шелфордом

. Р. Уиттекер определяет биом как группировку сообществ, сходных по физиономии и по связанным с ними экологическим условиям в пределах одного континента или региона
. В современном понимании биом — сочетание конкретных экосистем разного иерархического уровня. Как экологическая единица подразделения биосферы зонобиом представлен региональным биомом и более мелкими его подсистемами (до биогеоценоза)
. Ботаническая характеристика биомов исходит из пространственной структуры растительного покрова, которая определяет структуру регионального биома (по соотношению площадей, занимаемых основными компонентами экосистемы). Приводится состав преобладающих, сопутствующих и специфичных экосистем — для преобладающих указывается состав основных формаций с перечислением фоновых и дифференциальных видов
.

Перечисленные единицы иерархии экосистем относятся к локальному и региональному уровню. На глобальном уровне организации выделяются такие единицы, как пояса, регионы, области, царства, экосистемы крупных образований Земли и биосфера — высшая ступень организации экосистем.

Большинство исследователей сходятся на выделении в пространстве некой элементарной природной единицы, включающей биотические и абиотические компоненты и связи между ними: биогеоценоз

, ландшафтная фация
, растительная ассоциация
и др. Для решения задач описания и картографирования исследуемой территории мы будем характеризовать экосистемы, соответствующие данному уровню.

Также различные подходы согласуются в выделении единой природной системы высшего уровня — планетарной: биосфера

,
, ландшафтная оболочка
, фитосфера как ее элемент
, совокупность всех экосистем планеты Земля
.

Далее выделяются пояса и зоны, соответствующие природно-климатическим особенностям территории, господствующему типу растительности и доминантному типу растений. В своей работе мы следуем концепции зонирования экосистем

,
,
, включающей биогеографические пояса (уровень природного или климатического пояса), а ниже в иерархии — зонобиомы и оробиомы I-го порядка, соответствующие природным зонам. Район исследований относится к неморальному хвойно-широколиственному и широколиственнолесному оробиому I-го порядка
.

Региональные биомы и оробиомы 3-го порядка

, рассматриваются в нашей работе как биомы. Район исследований относится к восточной части Крымско-Новороссийского биома.

Наиболее сложным является подбор промежуточного звена между биоценозом и биомом, т.к. именно здесь различия между подходами достигают максимума. Речь идет о неком комплексе элементарных единиц (экосистем ранга биогеоценоза), но принципы их объединения различаются: природно-территориальные комплексы ранга «урочище» и «местность», растительная формация, комплекс биоценозов в понимании Г.Н. Огуреевой

. Для целей картографирования исследуемой территории мы в качестве иерархической единицы выделяем комплекс биогеоценозов, соответствующий растительным формациям по господствующим доминантным видам растений.

Таким образом, нами синтезирован следующий иерархический ряд экосистем, адаптированный для целей исследования: биогеоценоз — комплекс биогеоценозов (формация) — биом (региональный биом) — зонобиом (оробиом 1 порядка) — биогеографический пояс — биотическое царство — экосистемы суши и океана — биосфера. Соотношение с другими иерархическими системами и классификациями представлено в табл. 1. Отнесение к одному уровню не означает тождественность природных единиц разных подходов, но указывает на соответствие их по масштабу.

Таблица 1 - Приблизительное иерархическое соотношение природных систем в разных подходах

Уровни организации

Сочава, 1972

Сочава, 1978

Сочава, 1978

Огуреева и др., 2020

Реймерс, 1992

Исаченко, 1991

Авторы

Глобальный

 

 

 

Фитосфера (часть биосферы)

Планетарная геосистема (географическая оболочка или эпигенема)

 

 

Биосфера

Географическая оболочка / Ландшафтная оболочка (биосфера-ее часть)

Биосфера

 

 

 

 

 

Ландшафты суши и океана

Экосистемы суши и океана

Свита типов растительности

Свита типов природной среды

Физико-географический пояс / группа физико-географических областей

 

Царство (биогеографическое)

 

Биотическое царство

 

Тип природной среды (тип ландшафтов)

Субконтинент и составляющие его мегаположения

 

Биозона (природный пояс)

Физико-географический пояс (природный пояс)

Биогеографический пояс

 

Класс геомов / подкласс геомов

Физико-географическая область с широтной зональностью / вертикальной поясностью

 

 

Ландшафтный сектор

 

Типы растительности

Группа геомов

Природная зона / группа провинций

Зонобиом / оробиом 1-го порядка

Биом

Ландшафтная зона (природная зона) / ландшафтная страна

Зонобиом / Оробиом 1 порядка

Региональный

 

Фратрии классов формаций / классы формаций / региональные конгломерации групп формаций

Подгруппа геомов

Подзона / провинция и подпровинция

Биом регионального уровня / региональный оробиом

 

Ландшафтная подзона / ландшафтная область / ландшафтная провинция и подровинция

Биом

Группы формаций

Геом / класс фаций

Макрогеохора (округ, ландшафт) / топогеохора (район)

 

Биолокус (индивидуальный ландшафт)

Ландшафт (в районировании физико-географический район)

 

Локальный

 

Формация / субформация / класс ассоциаций

Группа фаций

Мезогеохора (местность, группа урочищ)

Комплекс биогеоценозов / горный пояс

Биокомплекс (биогеоценотический комплекс)

Местность / урочище

Комплекс биогеоценозов

Группа ассоциаций / ассоциация

Фация

Микрогеохора (урочище)

Биогеоценоз

Биогеоценоз

Ландшафтная фация

Биогеоценоз

3.2. Выбор единиц картографирования

Низкогорный массив Туапхат имеет протяженность около 10 км в направлении с северо-запада на юго-восток и 6 км в направлении с северо-востока на юго-запад. В ходе полевых исследований описывались биогеоценозы. Карта экосистем строилась в масштабе 1:50 000, что соответствует уровню формаций как комплексов биогеоценозов в качестве основных единиц картографирования.

3.3. Построение основы для карты экосистем

Векторная ЦМР для карты экосистем была построена авторами в результате оцифровки участка топографической карты Генштаба масштаба 1:50 000 (см. рис. 2).

Гипсометрическая карта на основе ЦМР масштаба 1:50 000 для территории массива Туапхат

Рисунок 2 - Гипсометрическая карта на основе ЦМР масштаба 1:50 000 для территории массива Туапхат

Специфику перераспределения соотношения тепла и влаги в горных экосистемах можно оценить на основе положения в рельефе. Каждому сочетанию экспозиции и уклона на определенной высоте над уровнем моря соответствуют одинаковые условия тепло- и влагообеспеченности, что отражается в растительности и почвенном покрове. На основе ЦМР были построены карты экспозиции основных элементов рельефа в 8 румбах (см. рис. 3а) и их крутизны следующих градаций: 0–4° — плоские, 4–10° — покатые склоны, 10–20° — пологие склоны, 20–30° — средней крутизны, 30–45° — крутые склоны по
(см. рис. 3б). Более крутые склоны свойственны некоторым береговым клифам, но в масштабе 1:50 000 не выражаются.
Производные карты на основе ЦМР: экспозиции (а) и крутизны (б) для территории массива Туапхат

Рисунок 3 - Производные карты на основе ЦМР: экспозиции (а) и крутизны (б) для территории массива Туапхат

Совмещенные данные о крутизне и экспозиции (см. рис. 4) были наложены на высотные уровни с шагом в 50 м. В результате была получена карта распределения экотопов, включающая 72 варианта. Каждому выделу на карте был присвоен свой номер (Id), определена принадлежность к соответствующему экотопу и сформирована исходная база данных для картографирования экосистем.
Совмещенная карта экспозиции и крутизны элементов рельефа массива Туапхат

Рисунок 4 - Совмещенная карта экспозиции и крутизны элементов рельефа массива Туапхат

Полученная карта была обрезана по слою с современной застройкой и сельскохозяйственными угодьями на основе данных дистанционного зондирования, ограничив объект исследований малонарушенными экосистемами.

По данным дистанционного зондирования (снимки Sentinel в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах) были разделены лесные и нелесные экосистемы (включая гари в разной степени зарастания), хвойные, смешанные и широколиственные леса, а также участки, подвергшиеся террасированию для посадки сосны пицундской(Pinus pityusa).

В 60-е гг., в рамках программы восстановления лесов склоны массива террасировались, на них производились посадки сосны пицундской и крымской (P. pallasiana) на месте сосновых, дубовых и смешанных лесов. На снимках высокого разрешения хорошо читается специфическая структура: четкие ряды сосен или полосы террас поперек склонов.

3.4. Включение опубликованных литературных и картографических материалов

Варианты экотопов сопоставлялись с данными полевых исследований авторов, дополнялись на основе литературных (растительность

,
,
,
; флора
,
,
; ландшафты
,
,
,
; экосистемы
) и картографических (
, карта существенно устарела в связи с многочисленными нарушениями экосистем, кроме того, были обнаружены неточности при новых полевых обследованиях) материалов. В результате для каждого варианта экотопа была подобрана соответствующая малонарушенная экосистема и составлена карта восстановленных экосистем на уровне формаций (см. рис. 5).

Карта восстановленных экосистем массива Туапхат

Рисунок 5 - Карта восстановленных экосистем массива Туапхат

Низкогорный массив Туапхат находится в пределах лесного пояса и характеризуется разнообразием экосистем различной сомкнутости. Исключение составляют экосистемы петрофитов на крутых склонах. Цветом на карте (см. рис. 5) отражены основные лесные формации в районе исследования: сосны пицундской, дуба пушистого (Quercus pubescens) и дуба скального (Q. petraea). Остальные древесные породы не формируют крупных лесных массивов (например, ольха бородатая (Alnus barbata) по долинам рек и временных водотоков) и являются сопутствующими. Экосистемы крутых склонов, узких долин (щели), а также можжевеловые леса и редколесья практически не выражены в данном масштабе (1:50 000).

Эти же формации преобладают на территории массива Туапхат и в настоящее время, но подверглись за долгую историю освоения территории различным нарушениям. Для карты современных экосистем на основе полевых исследований мы выделили четыре градации по степени нарушенности.

1. Условнокоренные (ненарушенные или малонарушенные экосистемы) — доминируют основные лесообразующие породы деревьев, участие вторичных пород (грабинник, реже — ясень и дуб пушистый) ниже 50% по количеству стволов.

2. Короткопроизводные — сопутствующая порода составляет 50% и более, но основная присутствует в первом ярусе, имеется ее подрост. К данной категории отнесены также посадки сосны пицундской в местах ее естественного произрастания, т.к. доминирующая порода не изменилась.

3. Длительнопроизводные — в экосистемах есть подрост основной породы, но взрослые деревья отсутствуют. К данной категории также относятся посадки сосны пицундской на месте дубовых и можжевеловых лесов и редколесий.

4. Сильно нарушенные экосистемы — редины и луговины на месте лесов, иногда с единичными сохранившимися деревьями, зарастающие кустарниковой растительностью.

Сады и виноградники рассматриваются как антропогенно поддерживаемые сильно нарушенные экосистемы. При изменении режима землепользования начинается процесс восстановления экосистем, близких к коренным.

Характеристика степени нарушенности обозначена на карте современного состояния экосистем штриховкой (см. рис. 6).

Карта современного состояния экосистем массива Туапхат

Рисунок 6 - Карта современного состояния экосистем массива Туапхат

Для комплексов экосистем каждой формации был составлен последовательный ряд производных сообществ в зависимости от степени нарушенности и участия господствующей древесной породы (см. табл. 2).

Таблица 2 - Производные экосистемы для основных формаций массива Туапхат

Формации

Категории нарушенности

1

2

3

4

Условнокоренные

Короткопроизводные

Длительнопроизводные

Сильно нарушенные

Хвойные

1. Сосна пицундская (P. pityusa)

1.1 Сосновый лес, иногда с выраженным кустарниковым ярусом, долей сопутствующей породы менее 50% или мертвопокровный

1.2 Сосновый лес с можжевельником, дубом пушистым, дубом скальным или грабинником

Посадки на террасированных склонах в местах естественного произрастания

1.3 Посадки сосны на террасированных склонах на месте произрастания других пород

Пушистодубовый грабинниковый лес на месте соснового

1.4 Остепненные участки с единичной сосной, дубом пушистым и грабинником, встречается сумах и держи-дерево

Широколиственные

2. Дуб пушистый (Q. pubescens)

2.1 Пушистодубовый, часто разнотравный лес

2.2 Пушистодубовый с можжевельником, сосной, грабинником или ясенем лес

2.3 Грабинниковый с подростом дуба пушистого, иногда сосны лес

2.4 Остепненные участки и кустарниковые сообщества с подростом дуба, сосны и грабинника

3. Дуб скальный (Q. petraea)

3.1 Скальнодубовый, часто разнотравный лес

3.2 Скальнодубовый лес с ясенем и грабинником или скальнодубово-грабинниковый лес

3.3 Грабово-грабинниковый с ясенем с подростом дуба лес

3.4 Разнотравные мезофильные луга на месте бывших фруктовых и ореховых садов

В настоящее время лесные экосистемы и их производные занимают более 60% территории массива Туапхат. Остальная часть приходится на территории населенных пунктов (28%) и сельскохозяйственные угодья (10%) (см. рис. 7).

Соотношение природных и антропогенных экосистем

Рисунок 7 - Соотношение природных и антропогенных экосистем

Картографический метод исследований позволяет сопоставить контура восстановленных формаций экосистем с современными. Условнокоренные формации сосны пицундской занимают достаточно небольшие площади на южных склонах массива. Значительная часть, которую занимает сосна в современное время, была высажена на месте сообществ дуба пушистого на южном макросклоне и дуба скального на северном. Дуб пушистый занимает значительную часть южного макросклона массива, в то время как дуб скальный — почти весь северный макросклон.

Формации сосны пицундской занимают в настоящее время 35% от общей площади территории массива Туапхат, встречаются как на южном макросклоне, так и на северном (исключительно в виде посадок) на высотах от 50 до 200 м. Отдельные сосны выходят на крутые скальные береговые склоны и произрастают в узких долинах временных водотоков (щелях), поэтому в некоторых случаях нижняя граница их распространения смещается практически к уровню моря.

Естественные сосновые леса произрастают преимущественно на склонах южной, юго-западной, юго-восточной и западной экспозиций крутизной 4-20°. Посадки сосны на террасированных склонах часто занимают северные, северо-восточные, северо-западные и восточные склоны той же крутизны.

Условнокоренные (естественные) сообщества сосны сохранились на участках южного макросклона, расположенных наиболее близко к морю. Они представлены сосновыми разнотравно-злаковыми лесами, иногда со скумпией (Cotinus coggygria) в кустарниковом ярусе, жасмином кустарниковым (Jasminum fruticans) и иглицей (Ruscus aculeatus). Также встречаются мертвопокровные сосновые леса с единичным подростом скумпии или дуба пушистого.

Значительная часть южного макросклона занята короткопроизводными сообществами сосны. В них прослеживаются следы нарушений, связанных главным образом с пожарами и антропогенным воздействием — в качестве индикатора выступают грабинник (Carpinus orientalis), сумах (Rhus coriária) и держи-дерево (Paliurus spina-christi), а также многочисленные кострища, измененный микрорельеф склонов (подрезанные и выровненные поверхности под палатки), вытоптанные участки и мусор. В некоторых случаях экосистемы посадок сосны в местах ее естественного произрастания по видовому составу малоотличимы от малонарушенных экосистем с доминированием сосны.

Посадки сосны на террасированных склонах отнесены преимущественно к длительнопроизводным сообществам — это сообщества, которые имеют хорошо выраженный кустарниковый ярус и подрост основной породы (дуба). Они занимают до 8,5 км2 района исследования. При выпадении сосны из состава древостоя в результате пожаров или других нарушений экосистемы переходят в категорию длительнопроизводных и сильнонарушенных дубовых лесов.

Дуб пушистый (18% исследуемой территории) произрастает не только на южном, но и на северном макросклоне массива, выступая как сопутствующая порода в нижней его части. Экосистемы занимают склоны восточной и юго-восточной, реже северной и северо-восточной экспозиции крутизной 0–20°. В короткопроизводных сообществах дуба пушистого встречаются подрост сосны пицундской, можжевельник (Juniperus excelsa, J. oxycedrus, J. foetidissima), грабинник и ясень (Fraxinus excelsior).

Дуб скальный (занимает 9% территории массива) произрастает главным образом на северном макросклоне, занимая более крутые местообитания (10-30°), чем дуб пушистый, на высотах от 100 до 400 м. К короткопроизводным отнесены экосистемы дуба скального с высоким участием ясеня и грабинника. Местами на месте скальнодубовых лесов были высажены фруктовые сады и сады из грецкого ореха (Juglans regia), которые в настоящее время находятся в стадии зарастания мезофитной луговой растительностью с участием злаков. Обнаружен подрост ясеня, одичавшей яблони, сливы.

Таким образом, в настоящее время сосна пицундская занимает территорию почти в 7 раз больше ее естественного распространения (см. рис. 8). Однако большая часть ее формации — посадки, которые замещают участки естественного распространения дуба. В настоящее время дуб пушистый занимает около 56% его прежней территории, а дуб скальный — около 36%.

Соотношение площадей современных и восстановленных растительных формаций массива Туапхат

Рисунок 8 - Соотношение площадей современных и восстановленных растительных формаций массива Туапхат

4. Заключение

В результате анализа шести основных подходов к организации природных единиц был составлен иерархический ряд экосистем: биогеоценоз — комплекс биогеоценозов — биом — зонобиом (оробиом 1 порядка) — биогеографический пояс — биотическое царство — экосистемы суши и океана — биосфера. В качестве основной единицы картографирования экосистем выбран комплекс биогеоценозов

,
, который авторы соотнесли с понятием «формация», принятым в ботаническом подходе
.

Для картографирования экосистем была построена цифровая модель рельефа. С ее помощью было выделено 72 экотопа по высоте над уровнем моря, экспозиции и крутизне склонов.

Наложение экотопов на данные дистанционного зондирования и геопривязанные точки полевых исследований, включение данных опубликованных картографических и литературных материалов позволило определить исходные малонарушенные экосистемы на уровне формаций. Были построены ряды производных экосистем в зависимости от степени нарушенности.

Для территории массива Туапхат были построены карты восстановленных и современных экосистем с учетом степени их нарушенности. При картографировании использовано более 20 источников информации о флористическом районировании, растительности и ландшафтах модельной территории, а также около 300 полевых описаний авторов.

С применением картографического метода выполнена сравнительная оценка площадей, занятых экосистемами основных формаций хвойных и широколиственных лесов в настоящее время и на основе восстановления соответствующих им экологических условий. В настоящее время сосна пицундская занимает территорию почти в 7 раз больше ее естественного распространения, однако большая часть территории — посадки, которые замещают участки естественного распространения дуба. Дуб пушистый занимает около 56% его прежней территории, а дуб скальный — около 36%.

Данную методику можно успешно применять для анализа и синтеза информации о природных системах из различающихся по подходам и классификациям источников литературных и картографических материалов.

Article metrics

Views:139
Downloads:4
Views
Total:
Views:139