Многоуровневый фитомониторинг на охраняемых природных территориях

УДК 579.64	МНОГОУРОВНЕВЫЙ ФИТОМОНИТОРИНГ НА ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
Сумской национальный аграрный университет, Сумы
У статті розглядається фітопопуляційний моніторинг, який є однією з важливих складових у збереженні і відновленні біоти охоронюваних природних територій. Рекомендується цей тип моніторингу для всіх природних охоронюваних об'єктів України.
В статье рассматривается фитопопуляционный мониторинг, который есть одной из важных составляющих в сохранении и восстановлении биоты охраняемых природных территорий. Рекомендуется этот тип мониторинга для всех природных охраняемых объектов Украины.

Человеческая цивилизация вступила в ХХІ век в обстановке нарастающего глобального экологического кризиса. Одной из важных составляющих в системе мероприятий по сохранению биосферы и устойчивому развитию социума является расширение площади заповедных природных территорий, которые в перспективе должны составить единую экологическую сеть планеты. Такая сеть призвана стабилизировать природную среду, сохранить уровень биоразнообразия и обеспечить комфортные условия для проживания людей в любом районе Земли [1,6,7].

Для последнего десятилетия как для Украины, так и для других стран мира характерно возрастание размера и количества охраняемых природных территорий разных категорий. В 1991 году на Украине существовало 5602 охраняемых природных объекта, которые занимали примерно 1,5 % ее территории. К 2002 году число таких объектов увеличилось до 6939, а процент заповедности возрос до 4,16 %. В настоящее время на Украине существует 20 заповедников, 11 национальных природных парков, 2372 заказника и 746 заповедных урочищ. Число охраняемых природных объектов Украины постоянно увеличивается, создается экологическая сеть таких объектов. В перспективе площадь охраняемых природных территорий Украины должна возрасти до 6,04%, а затем до 10-12% [5,2].

Выделяемые в качестве национальных парков, заповедников или заказников территории, как правило, в течение длительного времени находились в том или ином хозяйственном пользовании. Такие экосистемы антропогенно трансформированы, и растительный покров их изменен. После введение режима охраны и исключения основных антропогенных

© , 2004

нагрузок на охраняемых территориях начинаются восстановительные сукцессии. Актуальной научной задачей оказывается организация мониторинга состояния биоты на любой охраняемой территории с анализом получаемом при таком мониторинге информации с целью установления: а) исходного уровня антропогенной деградации экосистем, на которых введен режим охраны, б) характера и темпов восстановительных сукцессий растительного покрова, в) возможности формирования доантропогенных экосистем на конкретной заповедной территории, г) эффективности охранных мероприятий. Особенно важен экологический мониторинг на вновь создаваемых охраняемых природных объектах.

Из различных видов мониторинга для поставленных задач наиболее подходит биомониторинг и, в частности, основная его разновидность – фитомониторинг [3]. Благодаря неподвижности растений и достаточной инерционности популяционных процессов, растения в наибольшей степени интегрируют качество природной среды и мало зависимы как от повременных, так и от случайных микролокальных изменений состояния факторов и условий существования живых организмов.

Как видно из схемы, приведенной на рисунке 1, возможно выделить четыре основных категории фитомониторинга, отличающиеся регистрируемыми параметрами и чувствительностью в отношении уровня антропогенной трансформации территории. Первая категория мониторинга основана на регистрации присутствия/отсутствия тех или иных видов растений. Поскольку полное выпадение видов из сообществ наблюдается лишь при резко выраженных трансформациях экосистем, такой мониторинг позволяет выявлять и оценивать лишь последние ступени антропогенной деградации ценозов. Вторая категория в качестве критерия использует изменения в обилии видов растений, что дает возможность улавливать и антропогенные изменения, менее разрушительные для сообщества. Еще более чувствительна и информативна третья категория мониторинга – фитопопуляционный мониторинг, регистрирующий возрастное и виталитетное состояние популяций растений-индикаторов. Эта категория фитомониторинга наиболее доступна для реализации на природных охраняемых территориях. Четвертая категория мониторинга, базирующаяся на учете тонких биохимических и метаболических процессов, позволяет улавливать самые незначительные антропогенные воздействия, но она сложна в реализации. Выбор критерия оценки состояния растений в этом случае неоднозначен: сами по себе в отдельности пероксидазный тест, оценка активности каталазы, учет накопления тех или иных веществ или, напротив, подавления отдельных ветвей метаболизма и т. п. случайны и не дают полной информации об уровне жизнеспособности растений, а комплексная оценка биохимических показателей дорогостояща.

При фитопопуляционном мониторинге в первую очередь должно учитываться состояние популяций ценозообразующих видов растений. Часто желателен такой мониторинг и для редких видов растений, охраняемых в данном заповеднике, заказнике или национальном парке. Фитопопуляционный мониторинг опирается на разностороннюю информацию. Состояние популяций растений прежде всего хорошо раскрывается их возрастным спектром, который учитывает соотношение в популяциях особей разного возрастного состояния. Однако в фитоценозах близких к климаксовому состоянию, как показывает анализ многочисленных литературных данных, популяции имеют нормальный возрастной спектр. Поэтому необходима и оценка виталитетной структуры популяций, которая раскрывает соотношение в популяциях особей разного уровня жизнеспособности, а сама жизнеспособность (виталитет) особей растений определяется путем учета данных по морфометрии растений с использованием морфометрических параметров, которые отражаются морфологическую структуру, темпы роста, уровень продукционного процесса и репродуктивные выходы генеративных особей. Виталитетный анализ является наиболее тонким механизмом выявления состояния популяций и, следовательно, качества природной среды.

Идеи многоуровневого фитомониторинга и в первую очередь популяционный фитомониторинг были реализованы на примере Деснянско-Старогутского национального природного парка. Этот парк был организован в 1999 году и является первым на северо-вос-токе Украины. Парк занимает площадь более 16 тысяч гектаров. В нем выделено 6 лесных, 22 болотных, 12 лучных и 6 водных формаций [4]. Его основу составляют леса, которые длительное время находились в лесохозяйственном пользовании. Для установления состояния популяций к моменту введения режима заповедности и формулирования «точки отсчета» в состоянии фитобиоты нами с 1999 года начато проведение фитопопуляционного мониторинга основных ценозообразующих видов травянистых растений, которые доминируют в нижнем ярусе наиболее распространенных здесь дубовых и сосновых лесов. Объектами для детального мониторинга были выбраны: Aegopodium podagraria L., Asarum europaeum L., Stellaria holostea L., Carex pilosa Scop., Calluna vulgaris (L.) Hull, Molinia caerulea (L.) Moench, Vaccinium myrtillus L., Vaccinium vitis-idaea L. Мониторинг популяций этих видов растений проводился три года в 29 лесных ассоциациях.

Таблица - Структура популяций основных ценозообразователей нижних ярусов лесных

ассоциаций Деснянско-Старогутского национального природного парка

Ассоциация	Возрастной состав популяции, %	Виталитетная структура популяции и индекс качества, Q
p	j	im	v	g1	g2	g3	ss
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Carex pilosa
Quercetum coryloso-caricosum (pilosae)	-	-	2	37	11	19	7	24	Равновесная Q = 0,26
Quercetum stellarioso-caricosum (pilosae)	-	-	-	33	14	22	10	21	Равновесная Q = 0,28
Querceto-Pinetum caricosum (pilosae)	-	1	3	24	18	26	16	12	Процветающая Q = 0,35
Aegopodium podagraria
Quercetum coryloso-aegopodiosum	-	-	-	73	1	4	2	20	Равновесная Q = 0,23
Querceto-Pinetum coryloso-aegopodiosum	-	-	-	72	4	4	3	17	Процветающая Q = 0,39
Pinetum coryloso-aegopodiosum	-	-	-	66	3	7	2	22	Равновесная Q = 0,26
Asarum europaeum
Quercetum coryloso-asarosum	6	5	8	24	18	13	15	11	Процветающая Q = 0,35
Querceto-Pinetum coryloso-asarosum	1	3	3	42	11	10	13	19	Равновесная Q = 0,28
Pinetum coryloso- asarosum	3	4	6	38	12	12	14	13	Равновесная Q = 0,32
Stellaria holostea
Querceto-Pinetum coryloso-stellariosum	-	-	3	38	14	19	11	15	Равновесная Q = 0,27
Quercetum coryloso-carico-so (pilosae)-stellariosum	-	-	-	52	6	10	8	24	Депрессивная Q = 0,15
Querceto-Pinetum stellariosum	-	-	5	32	17	15	13	18	Процветающая Q = 0,37

Продовження табл.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Molinia caerulea
Pinetum moliniosum	-	-	-	85	3	7	2	9	Процветающая Q = 0,37
Querceto-Pinetum moliniosum	-	-	-	84	2	3	-	11	Депрессивная Q = 0,14
Betuleto-Pinetum moliniosum	-	-	-	75	2	4	1	18	Равновесная Q = 0,29
Calluna vulgaris
Betuleto-Pinetum callunoso-myrtillosum	-	-	-	87	2	3	1	7	Равновесная Q = 0,27
Pinetum callunoso-hylocomiosum	-	-	-	82	1	4	-	13	Равновесная Q = 0,25
Querceto-Pinetum hylocomiosum	-	-	-	88	-	2	2	8	Процветающая Q = 0,36
Vaccinium myrtillus
Pinetum myrtillosum	-	-	2	34	21	16	19	8	Процветающая Q = 0,39
Betuletum myrtillosum	-	-	2	36	18	15	20	9	Процветающая Q = 0,39
Pinetum myrtilloso-hylocomiosum	-	-	-	55	4	9	5	27	Депрессивная Q = 0,12
Pinetum myrtilloso-moliniosum	-	-	3	28	26	18	21	4	Процветающая Q = 0,41
Betuletum myrtilloso-moliniosum	-	-	-	58	14	10	8	10	Равновесная Q = 0,28
Querceto-Pinetum myrtilloso-convallariosum	-	-	-	53	14	8	12	13	Равновесная Q = 0,26
Vaccinium vitis-idaea
Pinetum vaccinioso-myrtilloso-hylocomiosum	-	-	-	80	2	3	-	15	Равновесная Q = 0,24
Pinetum vaccinioso-myrtillosum	-	-	-	69	4	5	3	19	Процветающая Q = 0,34
Betuleto-Pinetum vaccinioso-myrtillosum	-	-	-	75	1	2	2	20	Равновесная Q = 0,28
Querceto-Pinetum vaccinioso-myrtillosum	-	-	-	75	2	6	4	13	Процветающая Q = 0,35
Pinetum vaccinioso-hylocomiosum	-	-	-	83	-	-	1	16	Депрессивная Q = 0,12

Материалы, приведенные в таблице, показывают, что по возрастному составу популяции изученных видов, как правило, неполночленные и в основном нормального структурного типа с преобладанием виргинильных особей и достаточно высокой долей генеративных особей (особенно у Carex pilosa, Vaccinium myrtillus и в некоторых ассоциациях у Stellaria holostea и Asarum europaeum). По виталитетному составу из изученных популяций 37% составляли процветающие, 48% - равновесные и только 14% - депрессивные. В целом это свидетельствует о достаточной устойчивости популяций доминантов нижних ярусов леса, позволяющией предполагать успешный ход восстановительной сукцессии в основных лесных ассоциациях Деснянско-Старогутского национального природного парка.

Фитопопуляционный мониторинг, таким образом, оказывается одним из важных составляющих в устойчивом сохранении и восстановлении биоты охраняемых природных территорий. Целесообразно рекомендовать этот тип мониторинга для всех природных охраняемых объектов Украины.

Перечень ссылок

1. , , Данилов- И и др. Биотическая регуляция окружаю-щей среды // Экология. - 1999. - № 2. – С. 105-113.

2. , Шеляг-, Міщенко В. С. и др. Концептуальні основи природно-ресурсної моделі сталого розвитку України. – Київ, 2001. – 64 с.

3. Межжерин экологического мониторинга // Экология, 1996. - № 2. – С. 83-88.

4. До створення Деснянсько-Старогутського національного парку // Вісник Сумського держ. аграрного унів., 1998. – Вип. 2. – С. 52-54.

5. , Белявский экологизации агросферы Украины // Вісн. Дніпропетр. державного ун-ту, 1999. - № 1-2. – С. 9-12.

6. Всеєвропейська екологічна мережа // Збереження і моніторинг біологічного та ландшафтного різноманіття в Україні. – Київ, 2000. – С. 22-25.

7. Osterman 0.P. The need for management of nature conservation sites designated under “Nature 2000” // J. Appl. Ecol., 1998. – Vol. 35, N 6. – P. 968-973.

I. N. Kovalenko	Multilevel phyto-monitoring at reserved natural territories
Sumy National Agrarian University, Sumy
The phyto-population monitoring was analysed as one of the important components in the sustainable reservation and rehabilitation of the biota at the reserved natural territories. This type of the environmental monitoring was recommended for all the reserved natural objects of Ukraine.

Поступила в редколлегию 30 сентября 2004 г.

Представлено членом редколлегии канд. биол. наук