Эколого-географический анализ структуры и функционирования лесной растительности горных территорий Северного Кавказа

Актуальность проблемы. Экологический подход в географии получил в последние годы довольно широкое распространение, в основном в контексте решения экологических проблем, т. е. проблем, связанных с ухудшением состояния окружающей среды и поиском путей выхода из кризисных ситуаций. Как отмечал В. Б. Сочава (1978) «экология в широком смысле является тем фильтром, через который надлежит пропустить географическую информацию раньше, чем использовать ее при решении вопросов лесного или сельского хозяйства». В работах Ю. Одум (1986 а, б) отмечено, что рассмотрение отдельных факторов — это не конечная цель экологического исследования, а способ подойти к сложным экологическим проблемам, оценить сравнительную важность различных факторов, действующих совместно в реальных экосистемах. Действие большинства абиотических факторов, включая рельеф, ветер, почвы, проявляется опосредованно — через температуру и влажность, в результате на небольшом участке земной поверхности климатические условия могут существенно отличаться от средних для данного региона в целом. Особенно это характерно для горных территорий, где эти различия обусловлены резко расчлененным рельефом. Признанием уникальности и важности горных стран для глобального устойчивого развития было включение специальной главы в резолюцию Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Баденков и др., 1996). Кроме этого следует отметить стремительное увеличение «нагрузок» на горные геосистемыдеградацию природных ресурсов и увеличение частоты повторяемости катастрофических природных явлений — селей, лавин, оползней, наводненийтуристический бумобострение этнических региональных и межрегиональных конфликтов.

Решать эти проблемы следует в комплексе и на единой концептуальной базе, в качестве основы которой может быть рассмотрена эколого-географическая теория природопользования.

Ведущие позиции в рассмотрении экологических проблем природопользования горных стран, занимают работы отечественных географов — Д. Л. Арманда (1975), А. Г. Исаченко (1980, 1995), Ю. П. Михайлова (1980, 1989), Л. Н. Ильиной (1982), B.C. Преображенского и др. (1985), В .В. Воробьева (1986), B.C. Преображенского (1986), B.C. Михеева (1987), Г. Е. Авакяна (1989), Н. Ф. Реймерса (1990, 1994), Б. И. Кочурова (1992, 1994), Ю. И. Винокурова (1994), Н. Т. Агафонова, P.A. Исляева (1995), Ю. П. Селиверстова (1995). Из зарубежных ученых следует отметить публикации Е. Neef (1967), G. Haase (1978), N. Mosimann (1984, 1985), H.-D. Haas etal (1991, 1992), О. Bastian и др.

Система природопользования в горных странах опирается на уникальные по своим параметрам сочетания природной среды, а так же на сложный спектр климатических, земельных, водных, минерально-сырьевых, растительных, животных и рекреационных ресурсов. Проблема их охраны и рационального использования вызвана быстрым ростом антропогенных нагрузок, несбалансированным развитием промышленности (горнодобывающей, лесной), индустрии туризма и отдыха, специфическими условиями поясного сельского хозяйства.

Из основных проблем природопользования (Рудский, 1989) нами выделены следующие:

1. обоснованное использование лесных ресурсов и размещение лесоэксплуатационных участков;

2. повышение продуктивности, рациональное использование, сохранение и воспроизводство не древесных растительных ресурсов;

3. сохранение и воспроизводство биоразнообразия;

4. прогноз изменений окружающей среды в результате как естественных, так и антропогенных факторов.

Проблема сокращения лесопокрытых площадей связана, прежде всего, с рубками леса. Лесная растительность не достаточно эффективно выполняет свои природоохранные функции. Повышается потребность в рекреационном использовании лесов. Важная почвои водоохранная роль отводится лесам в условиях недостатка увлажнения и подверженности почв водной эрозии.

Рассматриваемые в диссертации горные районы Северного Кавказа имеют тенденцию трансформироваться под воздействием интенсивной хозяйственной деятельности направленной на решение сиюминутных социально-экономических проблем. Кроме всего рассматриваемые территории затронуты социальными конфликтами, усугубляющими лесопользование за пределами законодательной базы.

Проживающие здесь многочисленные народы Северного Кавказа наряду с сохранившимися чертами традиционного природопользования, находятся под влиянием современной цивилизации. Значительные территории региона отнесены к особо охраняемым. Все это предопределяет специфику подхода к разработке моделей развития лесных территорий и выдвигает в приоритетные направления эколого-географические исследования, обеспечивающие сохранение природной среды при рациональном использовании лесных ресурсов.

Географический подход предполагает, прежде всего, анализ пространственной (территориальной) организации экосистем. Разработка научно-методической базы их исследований позволяет использовать полученную географическую информацию при научной подготовке хозяйственных и природоохранных мероприятий.

При этом приоритет отдается именно эколого-географическим исследованиям как базисным в формировании системы природопользования (лесопользования), без проведения которых невозможны любые социально-экономические построения. В качестве репрезентативных взяты особо охраняемые природные территории Северного Кавказа (Тебердинский, Кавказский, Северо-Осетинский и Кабардино-Балкарский заповедники).

В основу наших исследований положены результаты многолетних (1971;2005 гг.) стационарных, полу стационарных, лесоустроительных и экспедиционных работ в среднегорьях и высокогорьях Северного Кавказа, а также аналитический материал состояния лесов горных территорий не только Евроазиатского, но и других континентов. На базе полученных материалов выработана современная эколого-географическая теория лесообразования горных территорий Северного Кавказа.

Выполнены комплексные биогеоценотические исследования, позволившие разработать методику изучения горно-лесных экосистем как индикаторов состояния окружающей среды.

Проанализированы микроклиматические характеристики по растительным поясам вертикальной зональности, приводится динамика их градиентов.

Исследования сезонного развития растительности позволили выявить характер феноритмов в контексте глобальных изменений климата, особенности фенологической изоляции и экогенетической дифференциации некоторых наиболее распространенных лесообразователей.

Составлена эколого-географическая, многофакторная классификация типов горных лесов.

Многолетние стационарные исследования хвойных типов леса обнаружили существенные искажения в определении отдельных лесоводственно-таксационных показателей (полноты, запаса.) при инвентаризации лесного фонда горных экосистем. Подобные несоответствия способствуют интенсивной и экстенсивной формам лесопользования, что в свою очередь приводит к деградации коренных лесов и замене их производными не выполняющими функций устойчивого развития природно-территориальных комплексов. Решение этого вопроса осуществлено нами разработкой региональных таблиц сумм площадей сечений хвойных древостоев при полноте 1,0 и других рекомендаций эколого-географического характера.

Построены модели эколого-географической устойчивости элементов растительности в условиях дифференциации лесорастительных факторов. Выполнен прогноз состава растительности по комплексам экологических факторов и дан сравнительный анализ состава прогнозируемой и реальной растительности.

Использование ГИС — технологий позволило визуализировать пространственное распределение лесных сообществ разного типа и оценивать параметры этого распределения: степень фрагментации, связанности, типа размещения и т. п. Основной целью ГИС в наших исследованиях было получение информационной поддержки управленческих решений для разработки мероприятий по сохранению, восстановлению и устойчивому развитию природных комплексов региона.

Особенного внимания заслуживает проблема рационального использования и охраны горных лесов и особенно хвойных. Комплексное использование хвойных лесов, расширение их площадей — одна из насущных и важнейших проблем, стоящих перед наукой и практикой.

Размещение лесозаготовок и лесоперерабатывающих предприятий без учета географии сырьевых ресурсов леса привело к серьезным ошибкам. Прогнозирование и планирование использования лесных ресурсов должно основываться на всестороннем учете эколого-географических закономерностей всего комплекса растительных ресурсов. При этом помимо сырьевых функций при комплексном использовании последних важную роль играют охранно-защитные функции растительности. В связи с резко расчлененным рельефом, значительным количеством как твердых, так и жидких осадков защитная роль растительности в горах особенно велика. В первую очередь это касается водоохранных лесов вдоль рек и высокогорных хвойных и лиственных лесов. Водоохранные леса, хоть и формально, давно уже взяты под охрану. Это же следует сделать не формально и в отношении лесов на верхнем пределе распространения древесной растительности.

В последнее десятилетие лесные экосистемы Большого Кавказа подвержены весьма существенной антропогенной нагрузке, которая направлена на решение социально-экономических проблем без учета необходимости поддержания устойчивого лесообразовательного процесса, сохранения лесной среды. Антропогенный пресс на леса горных районов вызвал ряд отрицательных экологических последствий: изменился водный баланс и химический состав многих рек Северного Кавказапроисходит деградация лесных биоценозов под воздействием стихийных вырубок, неуправляемых пожаров, неконтролируемого в прошлом выпаса скота на лесных площадяхактивизируются катастрофические явления (паводки, селевые потоки), снижается численность фоновых видов животных.

Изучение лесообразовательного процесса во всех проявлениях геоэкологических связей — обязательное условие создания блоков информационного обеспечения, реализации принципов рационального лесопользования, а, следовательно, сохранения и восстановления биологического разнообразия, генофонда ландшафтов. В контексте рассматриваемых проблем особое значение приобретают экосистемные исследования разнообразия лесных сообществ, лесообразующих пород, дендрофлоры и типов леса, экологии и распространения лесообразователей.

Одна из кардинальных проблем популяционной экологии древесных растений — изучение популяционно-хорологической структуры видов. Ключевыми, но наиболее слабо разработанными в ней являются вопросы о международной феногенетической дифференциации, границах и объеме природных популяций на различных биохорологических уровнях — от локального (субполярного) до макроландшафтного (расового, подвидового). От успешного решения данных проблем зависит прогресс микроэволюционного учения, охраны и рационального использования генетических ресурсов.

Изучение этих аспектов лесообразовательного процесса сопряжено с выбором, адаптацией и совершенствованием методов исследований в области геоэкологии растительного покрова, ботанической географии, геоботаники, монтологии, лесоведения.

Северный Кавказ в связи со специфическими природными факторами является сложным объектом для отработки методов эколого-географического анализа лесной растительности. Тем не менее, этот факт является и положительным, так как есть уверенность, что применяемые методы могут быть актуальны и в других регионах.

В работе приводится эколого-географический анализ хорологической дифференциации популяционно-таксономической структуры Pinus sylvestris, ареал которой охватывает почти весь континент Северной Евразии. Учтены литературные данные по разновысотным горным ценопопуляциям сосны на Украинских Карпатах, Северном Кавказе, Южном Урале (Санников, Петрова, 2003; Петрова, Онищенко, 2000 а, б).

Дан пространственный геоэкологический анализ фитомассы и продуктивности хвойных экосистем на примере: Хибин, Среднего и Южного Урала, Западных Саян, гор Прибайкалья, Байкальского хребта, Сихотэ-Алиня (Амирханов и др., 2004; Онищенко, Салпагаров, 2005). В плане апробации методики исследования структуры растительности по комплексам экологических факторов произведен анализ интегральных мер связей между показателями структуры лесной растительности и факторами, определяющими лесорастительные условия. Работы проводились параллельно на Северном Кавказе (Тебердинский биосферный заповедник) и на Среднем Сихотэ-Алине (Кавалеровский лесхоз). Полученные результаты мер информационного анализа на географически локальных территориях вполне согласуются и указывают на универсальность и репрезентативность предлагаемой методики (Петропавловский, Онищенко, 1982).

Актуальность исследований подтверждается решениями ряда научных конференций, в том числе и международных, проведенных в последнее десятилетие в региональных центрах Северного Кавказа (Ростов-на-Дону, Ставрополь, Краснодар, Сочи, Владикавказ, Нальчик). Первоочередными признаны научные задачи в области составления региональных банков данных по биологическому разнообразию дендрофлоры, экологии лесообразователей, создания геоинформационных систем с возможностями математико-картографического моделирования структуры лесной растительности на основе мониторинга растительного покрова и использования массовых лесоустроительных материалов, разработки эколого-географических основ рационального лесопользования и лесовосстановления.

Резюмируя вышеизложенное следует констатировать, что в последние десятилетия леса горных территорий Северного Кавказа активно уничтожаются в результате непродуманной хозяйственной деятельности (несанкционированные вырубки леса, развитие животноводства, участившиеся пожары, прокладка новых дорог, линий электропередач и др.). Все это способствует деградации лесных сообществ, повышению повторяемости катастрофических природных явлений — селей, лавин, оползней, наводнений, потере ландшафтного и биологического разнообразия. Данное обстоятельство диктует необходимость разработки и реализации соответствующих хозяйственных и природоохранных мероприятий. Однако эти мероприятия могут быть эффективными только в том случае, если подготовлены на надежной научно-методической основе, в качестве которой может быть предложен комплексный эколого-географический анализ природопользования, в частности лесопользования. Эколого-географический анализ предполагает, прежде всего, выявление степени влияния окружающей среды на структуру растительности и моделирование пространственной (территориальной) организации лесных экосистем.

Все возрастающий спрос на многочисленные ресурсы леса и связанное с этим обострение экологической ситуации на Северном Кавказе определяют необходимость целенаправленного управления лесным хозяйством, обеспечивающим сохранность и повышение ресурсного и экологического потенциала лесов. Исходя из этого, использование лесных ресурсов должно основываться на принципах устойчивости, своевременного возобновления леса на основе естественных процессов роста и развития, применения средосберегающих технологий.

Рассматриваемый в работе обширный экспериментальный материал, полученный в результате многолетних стационарных и полевых исследований автора, его обобщение и анализ, а также формулировка основных принципов экологически сбалансированного ведения лесного хозяйства на Северном Кавказе будут способствовать практическому решению сложной проблемы — эколого-географического обоснования горного лесопользования.

Цель и задачи исследований. Целью проведенных исследований являлось изучение эколого-географических закономерностей и моделей функционирования лесных экосистем горных территорий Северного Кавказа. При этом были поставлены и решены следующие задачи: выявить градиентную структуру природно-климатических характеристик лесного пояса исследуемого регионаизучить динамику лесоводственно-таксационных показателей хвойных фитоценозов, наиболее распространенных в горных районах Северного Кавказа;

— на примере Pinus sylvestris L. выявить и изучить формы репродуктивной изоляции (дистанционной и фенологической) и степень генетической дифференциацииустановить различия в территориальной организации лесоообразования Северного Кавказа и других горных стран методом эколого-географического сравнения;

— исследовать пространственно-временную динамику фитомассы и продуктивности хвойных лесов методом модельных деревьев;

— изучить прямые и обратные связи структуры растительности и факторов среды внутри лесных экосистем различного таксономического уровня;

— создать геоинформационные модели (ГИС) пространственного распределения структуры растительности для информационной поддержки управленческих решений.

Материалы и методы исследований. Исследования по структуре растительности и факторам среды проводились на нескольких уровнях сбора первичной информации: 1) стационарном — 36 постоянных пробных площадей в естественных лесах Тебердинского, Кавказского, СевероОсетинского и Кабардино-Балкарского заповедников- 2) ключевых участках (лесоводственно-геоботанические профили на склонах Бокового хребта) — 2 ключевых участка, 365 геоботанических описаний- 3) локальном (лесной пояс Тебердинского заповедника, на площади 65 тыс. га), с равномерным сканированием лесоводственно-таксационных характеристик через 250 м горизонтального проложения на местности (3060 описаний по 32-м параметрам).

Закладка лесных постоянных пробных площадей производилась в наиболее распространенных биогеоценозах и характерных геоморфологических уровнях. В границах площадей и за их пределами были выделены участки с наиболее характерными видами древесно-кустарниковой и травяной растительностью для систематических фенонаблюдений. На лесных и луговых площадях устраивались метеопункты наблюдений (15 метеопунктов) с целью исследования климатических показателей (Онищенко, 1983, 1984, 1985; Поливанова, 1985 и др.). Использованы данные постоянных пробных площадей и геоботанические описания лесных территорий северокавказских заповедников (Гагнидзе, 1974; Гросгейм, Галушко, 1976; Придня, 1966, 1974; Тумаджанов, 1963 и др.).

Видовой состав и структура древостоев изучались путем картирования растительности на пробных площадях с замерами всех видов деревьев. Органическая масса определялась методом модельных деревьев по ступеням толщины (Молчанов, Смирнов, 1966).

С целью изучения экологической устойчивости, прогнозирования структуры и функционирования растительных сообществ были заложены геоботанические профили (трансекты). Сбор материала осуществлялся по равномерной схеме. В створах базисного и ходовых визиров через «шаг сканирования» — 100 м закладывались учетные площадки размером 15×15 м с проведением всего комплекса лесоводственно-таксационных и геоботанических описаний.

Исходным материалом для изучения естественного растительного покрова так же послужили лесотаксационные описания и план лесонасаждений, полученные при лесоустройстве, проведенном по 1-му разряду на территории 65 тыс. га.

В результате многолетних экспедиционных исследований автора по изучению антропогенного воздействия на водорегулирующие и почвозащитные функции горных лесов получены экспериментальные данные по основным лесным формациям и водосборным бассейнам Северного Кавказа (Онищенко и др., 2000).

Для решения задач, связанных с выявлением существенных и устойчивых связей между отдельными факторами среды и структурой лесного покрова, использовался математический аппарат, базирующийся на теории информации. Информационный анализ все больше внедряется в экологию, географию, во многие исследования биологического направления (Пузаченко, Мошкин, 1969; Дьяконов, 1975; Петропавловский и др., 1978; Петропавловский, Онищенко, 1980 и др.). Основанный на вероятностном подходе, он предусматривает сбор материала по регулярной равномерной схеме обеспечивающей случайную вырубку из генеральной совокупности, например, при сопряженном картографическом анализе. На принципах информационной статистики строится исследовательский аппарат геоинформационных систем.

Защищаемые положения:

— эколого-географический анализ динамики структуры лесных сообществ не только отражает значение комплекса экологических факторов в формировании лесного покрова гор, но позволяет объяснить причины мозаичного распространения лесов в зависимости от указанных факторов и сделать прогноз дальнейшего развития растительности с учетом лесоводственно-таксационных характеристик;

— сезонная динамика и популяционно-хорологическая структура видов зависят от градиентов гидроклиматических показателей и глобального изменения климата, в совокупности отражающих региональные особенности эволюции дендрофлоры и перспективы ее развитиядиапазон толерантности лесных таксонов характеризуется комплексом взаимосвязанных факторов рельефа и почвы, оптимальное сочетание которых способствует качественному, жизнеспособному возобновлению и формированию устойчивых и высокопродуктивных насаждений;

— естественное развитие горных лесов и ограниченные возможности проведения лесохозяйственных мероприятий определяют не только максимальное накопление фитомассы древостоев, но и трансформацию их продуктивности;

— предложения по оптимизации лесоустройства, лесопользования, лесного хозяйства как основы охраны и восстановления лесной растительности;

Научная новизна работы: сформулированы эколого-географические принципы лесопользования, базирующиеся на экосистемном подходе и являющиеся основополагающими в системе лесопользования, ориентированного на сохранение коренной растительности и рациональное использование лесных ресурсов;

— составлена эколого-географическая многофакторная классификация типов леса, позволяющая выявить однотипные лесные сообщества по комплексам экологических факторов с целью оптимизации лесопользования;

— впервые на Северном Кавказе построены геоинформационные изображения пространственно-временного распространения структурных элементов лесных сообществ в сложных условиях рельефавыявлены особенности лесообразования в горах путем сопряженного анализа мер связей структурных элементов растительности (типов леса, доминантов, запасов, бонитетов и т. д.) и экологических факторов среды (абсолютной высоты, экспозиции, крутизнымехсостава, влажности, мощности и скелетности почвы) — установлена взаимосвязь между микроклиматическими и фитофенологическими параметрами в условиях глобальных и региональных процессов изменения состояния окружающей среды.

Теоретическое и практическое значение исследований.

Выявление экологических проблем, их пространственно-временного представления и поиска путей решения на основе учета всего набора взаимосвязанных компонентов лесной среды и деятельности человека позволяет решать крупную геоэкологическую проблему — эколого-географическое обоснование лесопользования в горных странах.

Результаты эколого-географического анализа лесообразующих пород и лесных сообществ и предложения по охране и восстановлению лесной растительности имеют выход в практику лесного хозяйства, в частности, при производстве лесных культур, реконструкции малоценных насаждений и лесных ландшафтов в целом.

ГИС-модели структуры естественных лесов Северного Кавказа отображают пространственное распределение лесного биоразнообразия и позволяют оценить параметры этого распределения, степень фрагментации, связанности типа размещения и т. д. Все это представляет собой информационную основу при разработке мероприятий по сохранению, восстановлению и устойчивому развитию лесных комплексов региона.

Основные положения процессов лесообразования в горах Северного Кавказа нашли отражение в разработках Международных Проектов по сохранению биоразнообразия и устойчивому развитию горных экосистем (Глобального экологического фонда, фонда дикой природы), в практических рекомендациях по закреплению склонов, подверженных экзогенным процессам и неумеренной антропогенной нагрузке в зонах рекреации (канатных дорогах, экологических маршрутах, участках пройденных пожарами и т. д.).

Разработаны и внедрены в учебный план Карачаево-Черкесского госуниверситета программа и курс лекций по предмету «Монтология» .

Личный вклад автора состоит в постановке проблем, разработке программ, методических принципов и методов исследований, сборе, обработке, анализе и интерпретации полученных материалов. Все этапы исследований выполнены при непосредственном участии автора или под его руководством. Участие соавтора отражено в совместных публикациях.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на многих международных, всероссийских и региональных конференциях, симпозиумах и совещаниях, в том числе «Продуктивность и стабильность лесных экосистем» (Тбилиси, 1982), «Количественные методы изучения растительного покрова» (Новосибирск, 1983), «Роль подстилки в лесных биогеоценозах» (Красноярск, 1983), «Экологические проблемы высокогорий Северо-Западного Кавказа и роль заповедников в их решении» (Адлер, 1999), «Рациональное использование горных лесов и рекреационных территорийосновы устойчивого развития Причерноморья» (Сочи, 1999), «Пути разработки практических мероприятий в формировании региональной политики природопользования и охраны природы» (Ставрополь, 2000), «Проблемы окружающей среды и устойчивого развития горных территорий Большого Кавказа» (Краснодар, 2001), «Состояние и развитие горных систем» (Санкт-Петербург, 2002), «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования» (Владикавказ, 2004) и др.

Принципиальные положения рационального лесопользования и устойчивого развития горных экосистем были доложены автором на Парламентских слушаниях в Государственной Думе России 26 декабря 2002 г. (Онищенко, 2003).

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 58 работ, в том числе 3 монографии.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы. Общий объем рукописи составляет 390 страниц, основной текст (без приложения) содержит 43 рисунка и 56 таблиц.

Список литературы

включает 298 наименований, из них 20 — зарубежных авторов.

Выводы.

По материалам лесоустройства Тебердинского заповедника созданы: картографическая база материалов лесоустройства в формате АгеМарАге1п1Го, таксационная база данных, содержащая описание каждой реперной точки (по лесной зоне заповедника — 3060 точек).

При проведении анализа данных лесоустройства реализованы возможности автоматизированного построения тематических лесных карт по стандартному набору показателей, формирования запросов к таксационной базе данных для построения нестандартных лесных карт, так же реализован просмотр электронной формы структуры растительности в любой точке лесной зоны заповедника. Создание лесных карт и их макетов позволило: разрабатывать легенды для цифровых слоев, определять масштабы для воспроизведения тех или иных лесных объектов, изменять проекции карт и т. д.

Развитием ГИС ТГБЗ является разработка процедур и алгоритмов моделирования изменения состояния природных комплексов для выработки управленческих решений и проведения природоохранных мероприятий.

Созданные тематические слои ГИС позволили детально анализировать структуру естественной растительности территории заповедника, соотношение основных показателей типов леса и природно-территориальных комплексов. В результате проведенного анализа, например, выяснилось, что скорость сукцессий и преобразование структуры естественных лесов заповедника зависят от дифференциаций экологических ниш и отражаются на формировании естественных ландшафтов.

Разработка системы лесохозяйственных мероприятий позволит ускорить процесс целевого ландшафтообразования, повышения продуктивности лесов, при одновременном сохранении биоразнообразия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

— Структурные особенности рельефа Северного Кавказа нашли отражение в современных экзогенных процессах, которые носят высотно-поясный характер. В нивально-гляциальной зоне широко развиты морозное выветривание, экзарация, нивация, нивально-гравитационный снос. В альпийской и лесной зонах в большей мере проявляются речная эрозия и аккумуляция, селевые потоки, обвалы и осыпания пород.

— Интенсивность экзогенных процессов возрастает при усилении антропогенного воздействия на горные ландшафты, которое заключается в следующих проявлениях: бессистемная вырубка лесов, неуправляемые пожары, неумеренный выпас скота, прокладка дорог, ЛЭП и трубопроводов.

— Изменение абиотических факторов и как следствие, нарушение биоэкологической ситуации в горных районах является результатом не столько глобальных процессов сколько неумеренной хозяйственной деятельностью нарушающей ход естественных физико-биологических процессов в уязвимых природных комплексах;

— Смена коренных хвойных лесов лиственными сообществами, а затем и чрезмерная эксплуатация последних привели к активизации экзогенных процессов (селей, лавин, оползней, линейной эрозии.) имеющих катастрофический характер;

— Наибольшую роль в формировании и функционировании природного каркаса территории Северного Кавказа играют ландшафты среднегорий и высокогорий. От их состояния зависит устойчивость, как нижерасположенных территорий, так и прилегающих равнин. В этой связи велика роль особо охраняемых природных территорий, поскольку на их территориях сохранились ландшафты, наименее измененные деятельностью человека.

— Генетическая однородность хвойных лесов Северного Кавказа выражается широким варьированием структурных элементов в сложных дифференциациях природных условий, особыми пределами и мерами разнообразия сообществ по возрасту, производительности, характеру и темпам роста древостоев, физическому состоянию и т. д. Она содержит потенциал возможных ответов хвойных лесов на изменения внешних условий функционирования, включается в эволюцию хвойных биогеоценозов, которая в свою очередь обеспечивается условиями выживания, самовоспроизводства и совершенствования структуры популяций, как в целом, так и в их отдельных частях.

— Доминант — эдификатор сосна в одних случаях, на южных микросклонах, сама подавляет, в других на восточных и западных, испытывает влияние конкурентов. Вместе с тем древостой сосны наиболее свободны от необходимости приспособления к суровым условиям высокогорий, в то время как в биогеоценозах для нее необходима трансформация среды. Пихта кавказская, как доминантэдификатор, на нижних высотных уровнях распространения подвержена влиянию конкурентов, на верхних, успешно конкурирует, подавляя их. Древостой пихты кавказской свободно приспосабливаются к суровым горным условиям и, произрастая в биогеоценозах трансформируют для себя среду.

— С увеличением абсолютной высоты снижаются качественные показатели хвойных древостоев: в сосняках — запас, текущий прирост стволовой древесины, сумма площадей сечений, средняя высота и др.- в пихтарниках — средний диаметр, средняя высота, средний и текущий приросты. Причем в пихтарниках при снижении бонитета (условий местопроизрастания), увеличивается сумма площадей сечений и запасов насаждений. Динамика показателей структуры хвойных древостоев указывает на высокую их жизнестойкость, несмотря на конкурентную борьбу между особями в ценопопуляциях и сообществах.

— Высокие показатели производительности и полноты естественных хвойных ассоциаций горных территорий Северного Кавказа выходят за рамки стандартных «нормальных» насаждений равнины, а следовательно в значительной мере искажают инвентаризационные данные по горному лесному фонду. Последние затрудняют учет динамики эксплуатационных лесов горных территорий, тем самым, порождая ведение бессистемного лесного хозяйства, ведущего к деградации коренных типов леса и активизации экзогенных процессов.

— Фенологические явления в ежегодных сезонных циклах отдельных популяций древесно-кустарниковых видов имеют свои специфические особенности, определяемые эволюцией данного вида и адаптацией к конкретным условиям окружающей среды.

— Задержка сроков наступления весенних фенофаз у деревьев и кустарников верхних высотных уровней (в диапазоне высот 1330−2500 м над уровнем моря) составляет до 1,5 месяца. Осенние фенофазы, напротив, раньше наступают в верхнем поясе распространения видов. Разница в сроках с долинными лесами составляет до 0,5 месяца. Таким образом, период сезонной смены фенологических явлений по высоте изменяется от 210 до 270 дней.

— Частые весенние заморозки в различных высотных поясах поражают репродуктивные органы растений и ассимиляционные аппараты, что отражается на ландшафтном облике, годичном приросте и урожайности древесно-кустарниковых видов.

— Взаимообусловленность фенологических градиентов дендрофлоры с гидротермическими позволяет избежать части популяций, влияния гидротермических аномалий на физиологически активные органы растений в результате фенологической изоляции. Поэтому популяции дендрохорологических горных лесов более устойчивы к погодным катаклизмам.

— Региональное изменение климата в контексте глобальных процессов характеризуется увеличением значений среднемесячных температур на 0,7° (от 0,4° - в марте, до 1,3° - в июле), за последнюю четверть века, при одновременном увеличении годовых осадков до 178 мм. Соответственно происходит смещение сроков сезонного развития дендрофлоры: среднефоновые весенние фенофазы, за 25 — летний период наступают на 4−6 дней раньше средних многолетних датсреднефоновые осенние фенофазы наступают позже средних многолетних сроков на 4−7 дней. Следовательно, продолжительность вегетационного периода увеличивается до 12 дней.

— Между смежными разновысотными ценопопуляциями сосны обыкновенной, в пределах горного склона на Северном Кавказе установлена существенная и стабильная фенологическая изоляция (70 100%) при разности высот от 220 до 500 м.

— В целом, несмотря на весьма значительную степень репродуктивной фенологической изоляции разновысотных ценопопуляций сосны обыкновенной, вследствие непрерывности большей части их экоареала наблюдается сравнительно слабая степень их генетической дифференциации.

— Исследования биологической продуктивности хвойных лесов Северного Кавказа, на разных этапах их развития имеет прямое отношение к биоразнообразию сообществ: структуре фитоценозов, сукцессиям, тенденциям естественного развития горных экосистем.

— С увеличением абсолютной высоты запас по объему древостоев л снижается: по южным склонам на 28 м /га, на каждые 100 м высоты, по л восточному на 6,5 м /га.

— Высотные уровни отражаются и на фитомассе надземной части древостоев она отчетливо снижается вверх по склонам. Градиент снижения для сосны, на южном склоне составляет 3,7 т/га, на восточном 96,4 т/га, для пихты градиент надземной фитомассы определяется величиной 6,8 т/га на каждые 100 м высоты.

— Доля хвои в общей фитомассе древостоев увеличивается вверх по склонам, что свидетельствует об увеличении количества хвои необходимой для образования 1 м древесины вверх по склонам.

— Сукцессии сосновых сообществ развивающихся спонтанно на Северном Кавказе находятся на стадии формирования сомкнутых лесов из позднесукцессионных видов (в частности пихты кавказской). Вверх по склонам восточных и западных экспозиций сукцессий сосняков находятся на более ранней стадии. Южные (хорошо освещенные) склоны не подвержены значительной конкуренции со стороны позднесукцессионных видов. Эти сосняки от отметки 14 001 500 м сохраняя монодоминантность основного яруса находятся в стадии усложнения вертикальной структуры. Причем вверх по склонам этот процесс значительно замедляется, приобретая ближе к верхней границе распространения сосновых лесов лишь фрагментарный характер.

Большинство эксплуатационных сосновых лесов Северного Кавказа соответствуют стадиям господства раннесукцессионных видов. При этом во многих лесах (до 80% эксплуатационных) популяции позднесукцессионных видов представляют собой первое поколение после сильных антропогенных нарушений. Примерами таких сообществ является широколиственные леса с деревьями порослевого происхождения выросшие после сплошных интенсивных выборочных рубок хвойных лесов, а также ограниченные площадки лесных культур.

— Состояние сукцессий темнохвойных сообществ находится в стадии близкой к климаксовому. Однако при длительном доминировании темнохвойных видов в сообществах происходит формирование устойчивой мозаично-ярусной структуры. Выраженность этого процесса наблюдается до отметки 1700−1900 м. На более верхних высотных уровнях составы темнохвойных древостоев упрощаются при одновременном сохранении разновозрастности и многоярустности.

— Надземная фитомасса хвойных лесов Северного Кавказа выгодно отличается от таковых во многих горных экосистемах евроазиатского континента. Тем не менее, прирост при этом сравнительно низок. Вероятно, отсутствие должного лесохозяйственного ухода за хвойными древостоями развивающимися спонтанно отражается на их продуктивности.

— На основании информационного анализа для каждого типа леса и отдельных его элементов определены «экологические оптимумы», которые могут применяться при различных лесохозяйственных мероприятиях, направленных на достижение одной и той же цели, например, содействие естественному возобновлению, формирование желаемой структуры фитоценозов и т. д.

— Принцип градиентного анализа в сочетании с существующими флористическими классификациями позволяет сгруппировать определенное число лесных сообществ в единый тип леса на основе присущей им экологической приуроченности.

— Исследования в плане определения хода роста хвойных древостоев позволило установить местные особенности их роста и развития для целей объективной инвентаризации, рационального лесопользования, устойчивого развития лесных сообществ и сохранения окружающей среды.

— Данные динамики хвойных ценопопуляций в возрасте естественной спелости позволяют рекомендовать:

1. Ведение лесохозяйственных мероприятий в сосняках и пихтарниках у верхней границы леса должно быть направлено на формирование ландшафтов и разновозрастных древостоев повышенной продуктивности. Изреживания древостоев на склонах следует производить до полноты 0,9−1,0 ориентируясь на стандартные таблицы хода роста с выборкой древесной массы старших возрастных поколений и более молодых отставших в росте и развитии. Следует избегать выборки единичных деревьев, сохраняющих лесную среду и особей, произрастающих на скальных и грунтовых обнажениях.

2. В хвойных фитоценозах нижних высотных уровней лесохозяйственные мероприятия должны быть направлены на сохранение разновозрастных и сложных по составу древостоев, что способствует повышению продуктивности и устойчивости горных лесов. Выборку древесной массы, в сосняках верхнего яруса и в пихтарниках всех ярусов, следует производить в несколько приемов, до относительной полноты 0,8−0,9. В куртинах молодого поколения допускаются прореживания и проходные рубки с выборкой деревьев: до 30% на пологих (<20°) склонах и, 15−20% на крутых (<40°) склонах.

— Анализ экологической сопряженности, прямых ординаций типов леса подтвердил общие положения и закономерности проявлений толерантности лесных сообществ. В дополнение, эти положения можно сформулировать следующим образом: 1) типы леса могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий в отношении их совокупности- 2) типы леса с широким диапазоном толерантности ко всем факторам характеризуются и наиболее широким распространением.

— Отмеченные закономерности и эколого-географические сопряженности лесных таксонов позволили выйти, с помощью математико-картографического моделирования, на прогнозные задачи с составлением серии ГИС-картосхем восстановления в границах региона потенциальных ареалов лесообразующих пород, существовавших до влияния антропогенного фактора. При использовании в аппроксимации 7 ведущих факторов среды границы расчетных ареалов оказались наиболее близкими к современным не подверженным антропогенной деятельности и экзогенным процессам. Рассмотрены наиболее вероятные сценарии изменения лесной растительности при различных вариантах динамики климата.

— Использование массового лесоустроительного материала позволяет: 1) изучать лесообразовательный процесс в основных его проявлениях, особенно в возрастных и восстановительных сменах- 2) составлять ГИС-картосхемы современной и восстановленной растительности при математико-картографическом моделировании- 3) создавать лесные карты.

— Полученная автором эколого-географическая характеристика динамики структуры, продуктивности и функционирования лесных сообществ с дополнительной информацией, в виде сочетания таблиц экологической сопряженности и картосхем распространения типов леса и, данных по занимаемой площади является на сегодняшний день наиболее полной. Сводку лесных сообществ дополняет ГИС-модель карта части лесов Северного Кавказа: преобладающие лесообразующие породы.

— В настоящее время основной урон лесным ресурсам наносят лесные пожары и нерегулируемые рубки с нарушениями правил практически всех видов рубок, и проведением лесосечных работ с применением неэкологических механизмов и приемов лесозаготовок. Лесохозяйственная деятельность, направленная на создание искусственных посадок леса и содействие естественному возобновлению оказывается малоэффективной на фоне деградации коренных лесов. Основное внимание следует уделять противопожарным мероприятиям, организации мониторинга лесов и экологизации лесопользования.

— Предложенные рекомендации по использованию, восстановлению, охране лесной растительности и организации многоцелевого (не только лесоресурсного) лесопользования, в частности в области регламентации размера лесопользования, пересмотра существующего разделения лесов по группам народнохозяйственного назначения, создания необходимого информационного обеспечения лесного комплекса, организации мониторинга леса, комплексного использования лесов, охраны и восстановления лесной растительности позволяют обеспечить сохранность лесной среды, а, следовательно, и биологическое и ландшафтное разнообразие лесов Северного Кавказа.

— Приведенные результаты фенологических и феногенетических исследований создают предпосылки для дальнейшего анализа сезонной динамики ландшафтов, преобразований не только биологического, но и в целом ландшафтного разнообразия в контексте изменяющегося климата и антропогенных воздействийвыявления границ фенологической изоляции и генетической дифференциации видов, с целью определения экологических и географических особенностей их фенотипической и генетической дивергенции.

Величественные и уникальные, для условий устойчивого баланса горных территорий, оздоровительной и эстетической рекреацииспонтанные хвойные леса гор, под давлением антропогенного пресса, к сожалению, безвозвратно уходят в прошлое. Очень скоро остатки естественных хвойных лесов можно будет наблюдать и изучать только в заповедниках, поэтому самым большим желанием автора является стремление побудить специалистов и природопользователей не допустить уничтожения горных хвойных лесов там, где они еще сохранились.