Актуальность темы
.
В Санкт-Петербурге сейчас имеется 6 утвержденных особо охраняемых природных территорий (ООПТ) — комплексных заказников и памятников природыпланируется создание еще 21. Развитие системы городских ООПТ дошло до стадии, когда, наряду с проектированием новых охраняемых территорий, встает вопрос — а что, собственно, делать с уже созданными ООПТ? Традиционный в таких случаях ответ — «беречь, охранять и изучать» — применим для резерватов в малонаселенных районах тайги, но в отношении территории мегаполиса явно недостаточен.
Во-первых, большинство охраняемых территорий стали или становятся таковыми отнюдь не в «девственном» состоянии — они находятся на разных этапах преобразования природы человеком в соответствии с изменяющимися со временем представлениями об оптимальном устройстве природной среды. Ландшафты этих территорий продолжают быстро изменяться и в настоящее время — как в ходе восстановительных сукцессий, так и в результате продолжающихся антропогенных воздействий.
Во-вторых, охрана природы в городских ООПТ также имеет свои особенности. Во всяком случае, речь здесь не может идти о заведомо безнадежных попытках взаимной изоляции миллионов жителей города и немногих сохранившихся участков естественных ландшафтов. Для этого нет ни технических возможностей, ни правовых оснований. Надо иметь в виду, что массовые выезды горожан «на природу» со всеми своими негативными последствиями в виде пожаров, гор мусора и поврежденных деревьев являются своеобразным проявлением любви к природе — но такая любовь, как и всякая другая, часто бывает разрушительна.
Наконец, от изучения ООПТ в условиях, когда концентрация научной мысли на единицу площади сохранившихся в пределах города лесов и болот столь велика, что приводит уже к конкуренции между коллективами исследователей, город вправе ждать чего-то большего, чем традиционные работы инвентаризационного характера по отдельным компонентам природной среды. Нужны работы прогностического плана, предлагающие различные варианты действий в зависимости от поставленных целей.
Ответ на вопрос о том, что делать с охраняемыми природными территориями в большом городе, зависит от ответов на два других:
— Чего мы хотим достичь своими действиями, т. е. каковы наши цели на данной территории? Это не такой простой вопрос: в каждом случае нужно решить, хотим ли мы сделать данную ООПТ в целом и каждую ее часть больше похожей на природный резерват, или на убежище охраняемых видов растений и животных, или на рекреационную местность. Цели природоохранной деятельности в ООПТ, организованных на практически нетронутом верховом болоте и в ландшафтном парке XIX в., будут существенно различаться. Состояние (или набор состояний) ландшафта, в наибольшей степени соответствующее его функциям в составе ООПТ и потому являющееся целью управления, мы в дальнейшем будем называть целевым состоянием ландшафта. Самое общее представление о таких состояниях ландшафтов можно получить из природоохранного законодательства, впоследствии оно конкретизируется на основе правоустанавливающих документов для данной ООПТ.
— Что в действительности происходит на данной территории, т. е. какие процессы там идут и к чему они приведут при сохранении нынешних условий? Ландшафты любой освоенной территории, в особенности же такой динамичной как в природном отношении, так и по интенсивности и способам антропогенных воздействий, как окрестности Санкт-Петербурга, постоянно изменяются. Процессы такого изменения, определяемые нынешним сложившимся сочетанием естественных факторов и антропогенных воздействий, мы в дальнейшем будем называть спонтанными процессами. Изучение спонтанных процессов позволяет прогнозировать их результат для каждого заданного участка местности.
Если ответы на два поставленных выше вопроса получены, то планирование действий по управлению ООПТ сводится к классической задаче управления: известна траектория движения динамической системы и состояние, в которое она придет при отсутствии воздействийизвестно состояние, в которое эту систему нужно привести, а значит, планируемое воздействие должно так изменить траекторию движения системы, чтобы она пришла именно в заданное состояние.
Основные идеи и подходы.
Методической основой для построения модели управления ООПТ является разработанная с участием автора (Исаченко, Резников, 1996) ланд-шафтно-динамическая концепция, согласно которой характеристики элементарных ландшафтов (геокомплексов) разделяются на характеристики местоположения (относительно устойчивые характеристики рельефа и подстилающих пород) и состояний (более динамичные параметры, относящиеся в основном к растительности и почвам). Первые изменяются в 10—100 и более раз медленнее, чем вторые. Поскольку закономерности изменения состояний ландшафтов при различных воздействиях с большой вероятностью определяются характеристиками местоположения и прилагаемого воздействия, то моделирование динамики ландшафтов и проектирование мероприятий по обустройству ООПТ целесообразно проводить именно на основе выделенной сети местоположений.
Автором предлагается следующий алгоритм проектирования обустройства ООПТ:
1. Составление детальной ландшафтной карты ООПТ, включающей карты местоположений и многолетних состояний (растительных сообществ и почв). Карты составляются по результатам полевых исследований и дешифрирования крупномасштабных аэрофотоснимков.
2. Составление, на основе инвентаризационных исследований и базовой ландшафтной карты, схемы функционального зонирования территории ООПТ: выделение зон особой охраны, рекреационных, буферных и другихопределение местообитаний редких и охраняемых видов растений и животных.
3. Составление карты целевого состояния ландшафтов. Здесь подход зависит от характера местности и нынешнего состояния ландшафта. Так, для зон строгой охраны таким состоянием обычно является климаксное состояние растительных сообществдля исторических парков — первоначальное планировочное решениедля рекреационных зон выбирается оптимальное сочетание проходимости и живописности с соблюдением санитарно-гигиенических критериевдля мест обитания редких и охраняемых видовоптимальные для них условия среды, которые, кстати, далеко не всегда соответствуют «естественным» состояниям ландшафтов.
4. Исследование предыдущих состояний ландшафтов и их изменений в прошлом, в особенности в результате антропогенных воздействий в разные исторические периоды. Проводится на основе исторических источников, сопоставления разновременных карт и аэрофотоснимков (с уточнениями в ходе полевых исследований), а также методами геохронологии.
5. Выявление современных процессов, идущих в различных местоположениях (например, вытеснение березы елью, зарастание лугов, заболачивание лесов и т. д.). Процессы определяются из сопоставления нынешних состояний ландшафтов с предыдущими, а также по материалам лесоустройства и геоботанических исследований.
6. Составление прогноза спонтанного развития геокомплексов ООПТ на долгосрочную перспективу, обычно определяемую периодом развития одного поколения древостоев, т. е. 40−60 лет. Так, если в настоящее время на каком-то участке леса ель начала вытеснять березу, то через 50 лет она ее, скорее всего, вытеснит и лес станет еловымесли сейчас луг стал зарастать березой, то здесь сформируется березовый лес, и так далее.
7. В результате сопоставления карты целевого состояния ландшафтов (п. 3) и прогноза их спонтанного развития (п. 6) составляется карта планируемых мероприятий. Так, для сохранения или восстановления климаксных состояний растительных сообществ необходимы меры, направленные на минимизацию антропогенных воздействийдля восстановления исторической планировки парков — приемы ландшафтного дизайна. Для сохранения редких видов обычно требуется поддержание нынешней ландшафтной структуры, с учетом экологии вида. Развитие рекреационных зон требует формирования соответствующей инфраструктуры. Реализация такого плана, разумеется, зависит от финансовых ресурсов организаций, ответственных за ООПТ.
8. Для контроля изменения состояний ландшафтов предусматривается организация ландшафтного мониторинга, позволяющего оценивать результаты природоохранных мероприятий и своевременно корректировать их планы.
Настоящая работа является первой попыткой реализации изложенных выше принципов построения модели управления ООПТ.
Целью данной работы является разработка методов управления ландшафтами особо охраняемых природных территорий (ООПТ) в пределах крупного города, основанных на данных о динамике ландшафтов и обеспечивающих формирование оптимального для каждой ООПТ набора состояний ландшафтов, а также методов контроля результатов управления.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
1. Выявление и картографирование современных процессов в ландшафтах ООПТ Санкт-Петербурга, обусловленных совместным действием природных и антропогенных факторов.
2. Прогнозирование состояния ландшафтов ООПТ Санкт-Петербурга на основе индикации современных процессов на период нескольких десятилетий при условии спонтанного развития.
3. Разработка методики определения целевых состояний ландшафтов ООПТ.
4. Разработка методов планирования природоохранных мероприятий, основанных на сопоставлении целевых и прогнозируемых состояний ландшафтов.
5. Разработка методики ландшафтного мониторинга ООПТ для верификации выводов о направлениях и интенсивности ландшафтных процессов и оценки результативности реализуемых мероприятий.
Объектом исследования данной работы являются ландшафты ООПТ Санкт-Петербурга.
Предмет исследования — процессы естественного и антропогенного изменения ландшафтов ООПТ Санкт-Петербурга с характерным временем в десятки лет.
Материалы исследования составили, прежде всего, данные полевых исследований автора работы в трех модельных ООПТ Санкт-Петербурга (памятники природы «Комаровский берег» и «Дудергофские высоты», региональный комплексный заказник «Юнтоловский»), а также в проектируемом комплексном заказнике «Сестрорецкое болото». В ходе этих исследований было составлено более 200 комплексных ландшафтных описаний, в которых отмечались также динамические признаки изучаемых ландшафтов.
Отдельный массив полевых материалов составили данные, полученные в ходе исследований на 18 пробных площадях комплексного ландшафтного мониторинга ООПТ. Эти исследования включали в себя подробные ландшафтные, геоботанические и почвенные описания, а на лесных участкахтакже отбор дендрохронологических образцов и сплошную таксацию древостоя и подроста.
Кроме полевых материалов, в работе использованы материалы последнего и предыдущих лесоустройств, фондовые и литературные источники, разновременные карты и дистанционные изображения.
При выполнении работы применялись следующие методы исследования: полевые маршрутные исследования, включающие: о составление подробных и кратких ландшафтных описаний, включая описание динамических тенденций ландшафтов о отбор дендрохронологических образцов о полевое картографирование ландшафтных процессов в масштабах 1:2000; 1:10 000 полевые мониторинговые наблюдения, включающие: о подробные ландшафтные, геоботанические и почвенные описания о отбор дендрохронологических образцов о сплошную таксацию древостоя и подроста. камеральная обработка дендрохронологических и лесотаксационных материалов с построением графиков и гистограмм анализ разновременных карт и дистанционных изображений с использованием компьютерного совмещения разработка и создание геоинформационной системы исследованных ООПТ, включающей слои местоположений и современных состояний ландшафтов, современных спонтанных процессов, прогнозируемых состояний, целевых состояний, нежелательных процессов и состояний, планируемых мероприятий. анализ литературных источников.
На основании выявленных указанными методами закономерностей динамики ландшафтов ООПТ Санкт-Петербурга разработаны также новые методы прогнозирования будущих состояний ландшафтов, а также методы управления ООПТ, расположенных в освоенных густонаселенных районах таежной зоны, в особенности в пределах крупных городских агломераций. Эти методы приведены ниже.
Научная новизна данной работы определяется тем, что в ней впервые применен ландшафтно-динамический подход к проблемам обеспечения функционирования ООПТ, расположенных в освоенных густонаселенных районах зоны тайги, в особенности в пределах крупных городов. В результате применения такого подхода впервые предложены, обоснованы и реализованы следующие методы управления ООПТ, основанные на данных о динамике ландшафтов: метод прогнозирования состояния ландшафтов ООПТ через 40−60 лет на основе индикации современных спонтанных процессов в ландшафтах и предсказания результатов этих процессов. метод определения целевых состояний ландшафтов ООПТ на основе выявления функций всей ООПТ или ее функциональных зон. метод выявления нежелательных процессов в ландшафтах ООПТ путем сопоставления прогнозируемых результатов этих процессов с целевыми состояниями ландшафтов. метод планирования природоохранных мероприятий, основанный на анализе нежелательных процессов и состояний метод планирования комплексного ландшафтного мониторинга ООПТ, основанный на анализе ландшафтной структуры территории и позволяющий: о верифицировать данные о спонтанных процессах в ландшафтах ООПТ о оценивать и своевременно корректировать результаты проводимых мероприятий.
Практическая значимость работы состоит в том, что в ней:
Решена актуальная задача управления ООПТ на территории крупнейшего города, в условиях, когда применение традиционных «охранительных» моделей управления невозможно или неэффективно. Полученное решение может применяться также и к другим подобным территориям, по крайней мере, в таежной зоне.
Для выбранных модельных ООПТ: комплексный заказник «Юнтолов-ский», комплексные памятники природы «Комаровский берег», «Дудер-гофские высоты» — спроектирована сеть комплексного ландшафтного мониторинга, разработан состав и периодичность наблюдений на площадках мониторинга.
Для комплексных памятников природы «Комаровский берег», «Дудер-гофские высоты», кроме того, разработан план природоохранных мероприятий, обеспечивающий функционирование этих ООПТ в соответствии с их целями.
Разработанный план мероприятий был одобрен Комитетом по природопользованию и охране окружающей среды Санкт-Петербурга и начал реализовываться с 2007 г.
Основные публикации автора по теме исследования:
1. Резников А. И. Спектры древостоев как индикатор длительных изменений ландшафтов Приладожья. // Длительные изменения и современное состояние ландшафтов Приладожья. СПб, 1995. С. 18−26.
2. Исаченко Г. А., Резников А. И. Динамика ландшафтов тайги Северо-Запада Европейской России. СПб.: Изд-во Русск. геогр. о-ва, 1996. 166 с.
3. Исаченко Г. А., Резников А. И. Изменение ландшафтов северного побережья Невской губы (Лахтинская впадина) в процессе их освоения //.
Изв. РГО. 1997. Т. 129. Вып. 4. С. 24−33.
4. Исаченко Г. А., Резников А. И. Современное состояние и сценарии изменения болотных ландшафтов в условиях большого города // Изв. РГО. 1997. Т. 129. Вып. 5. С. 23−31.
5. Исаченко Г. А., Резников А. И. Карельский перешеек: ландшафты, история и конфликты // Геогр. и природн. ресурсы. 1999. № 1. С. 16−23.
6. Юнтоловский региональный комплексный заказник / Ред. Е. А. Волкова, Г. А. Исаченко, В. Н. Храмцов. СПб, 2005 (Разделы: «Современные ландшафты», «Сукцессии лесной растительности как индикатор современных процессов в ландшафтах»).
7. Резников А. И, Исаченко Г. А., Степочкина О. Е., Сколозубова М. В. Динамика ландшафтов после добычи торфа карьерным способом. Изв. РГО., 2004. ТЛЗб.вып.3. С. 49−62.
Апробация работы.
1. X ландшафтная конференция «Структура, функцинирование и эволюция природных и антропогенных ландшафтов». Москва, 1997.
2. «Современное состояние и перспективы развития особо охраняемых природных территорий регионального значения в условиях города» СПб., 2005.
3. XI ландшафтная конференция «Ландшафтоведение — теория, методы, региональные исследования, практика». Москва, 2006.
4. Научная сессия УНЦ географии и геоэкологии. СПб, 2007.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Содержание работы изложено на 233 страницах, с 84 рисунками и 21 таблицей. Библиография содержит 54 наименования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
По итогам работы можно констатировать, что поставленные в ней цели достигнуты, а задачи выполнены, а именно:
Разработаны методы выявления современных процессов в таежных ландшафтах Северо-запада европейской территории России (СЗ ЕТР) — в частности, показано, что многие процессы поддаются полевой визуальной диагностике. Приведены диагностические признаки различных процессов.
Разработаны методы прогнозирования состояния таежных ландшафтов СЗ ЕТР, в особенности применимые для ООПТ на территории крупных городов. В основу прогнозирования положена индикация современных процессов в ландшафтах.
Разработана методика картографирования современных процессов и прогнозируемых состояний ландшафтов в виде наложения слоев «Состояние — процесс — результат».
Разработана методика определения целевых состояний ландшафтов ООПТ на основе выявления функций всей ООПТ или ее функциональных зон.
Разработаны методы выявления нежелательных процессов в ландшафтах ООПТ путем сопоставления результатов этих процессов с целевыми состояниями ландшафтов.
Разработаны методы планирования природоохранных мероприятий, основанные на анализе нежелательных процессов и состояний.
Для выбранных модельных ООПТ: комплексный заказник «Юнтоловский», комплексные памятники природы «Комаровский берег», «Дудергофские высоты» — выполнена диагностика современных процессов и составлен прогноз состояния ландшафтов через 40 — 60 лет. При этом подтвердилась высокая динамичность исследуемых ландшафтов: более чем на половине территории модельных ООПТ происходит смена состояний, везде (но в разной степени) усиливаются позиции ели. Для Юнтоловского заказника сделан вывод об уменьшении обводненности торфяника.
Для комплексных памятников природы «Комаровский берег», «Дудергофские высоты», кроме того, разработан план природоохранных мероприятий, обеспечивающий функционирование этих ООПТ в соответствии с их целями.
Разработанный план мероприятий был одобрен Комитетом по природопользованию и охране окружающей среды Санкт-Петербурга и начал реализовываться с 2007 г.
