Биоразнообразие бореальных и гемибореальных лесов Заволжья и его картографирование

На современном этапе развития общества проблема сохранения биоразнообразия является одной их базовых задач в реализации программы устойчивого развития территорий, наряду с решением различных проблем экономического и социального характера [6].

Среди моделей пространственной дифференциации среды обитания живых организмов широко известна концепция экорегионов [9], нашедшая своё отражение на карте «Наземные экорегионы мира» («Terrestrial Ecoregions of the World»). Карта создавалась как основа работ по выявлению местонахождений редких видов, сохранению биоразнообразия и оценке репрезентативности существующей сети охраняемых территорий. Для территории России карта экорегионов разработана на кафедре биогеографии Московского государственного университета [5].

В качестве хорологической единицы оценки биоразнообразия принимается биорегион как часть экорегиона (равнинного или горного), которая и является опорной единицей такой оценки. При определении границ биорегионов ключевыми показателями выступают уровни биотического (флористического и фаунистического) и биоценотическо-го (фитоценотического и экологических подразделений животного населения) разнообразия. Среди биоклиматических характеристик биорегионов приняты: средняя годовая температура воздуха, сумма биологически активных температур воздуха (Σt . >10°С) и среднее годовое количество осадков. Одним из наиболее дискуссионных биогеографических рубежей на европейской территории России (ЕТР) является граница между бореальными (подзона южной тайги) и гемибореальными лесами (полоса широколиственно-хвойных, или «подтаёжных» лесов). Только для восточной части этой контактной полосы (между Горьковским водохранилищем и Уралом) существует порядка тридцати различных вариантов проведения границы на различных её участках. Неоднозначно и выделение

меридиональных рубежей в полосе широколиственно-хвойных лесов.

Согласно карте «Экорегионы России», восточноевропейские широколиственно-хвойные леса распространены в пределах Смоленско-Приуральского экорегиона [2, 5], северная граница которого, по сути, выступает границей полосы гемибореаль-ных лесов. В целях более чёткого обоснования характера прохождения границы между бореальными и гемибореальлными лесами на востоке европейской части России и выделения биорегионов проведена оценка флористического и ценотического разнообразия лесов.

Для выявления особенностей изменения флористического разнообразия в Среднем Поволжье и Приуралье были привлечены данные о количестве видов сосудистых растений в конкретных и близких к ним флорах (КФ; площадь близка к 750 км2). Общее количество пунктов составило 75. Обработка вышеуказанных материалов позволила провести сравнительную оценку конкретных флор разных в природном отношении биорегионов и построить поля значений по количеству видов, родов и семейств.

Рассмотренные показатели имеют общий характер изменения: увеличение числа видов с севера – северо-востока на юг – юго-запад, что сходно с существующим распределением биоклиматических показателей и подтверждает ранее описанные закономерности [4, 8]. В среднем уровень конкретных флор в Заволжье и Приуралье довольно высок – 640-700 видов, при максимальном значении 860 видов – КФ «Яльчик» в Национальном парке «Марий Чодра» [1]. Этот показатель изменяется от 580600 видов на севере Удмуртии до 840-860 на юго-востоке Марий Эл. Вместе с тем, характер его изменения носит не вполне линейный характер.

Выделяется полоса повышенного флористического разнообразия, тянущаяся от истоков р. Уста через южную часть Вятского увала к устью Камы и далее к Самарской Луке. При сопоставлении с различными биогеографическими рубежами было отмечено её совпадение с границей между Европей- ской и Западносибирской флористическими провинциями [7] и ботанико-географической границей между восточноевропейским и приуральским вариантами подтаёжных лесов [3]. Отмечено совпадение этих рубежей с палеодолиной реки Волги [1]. В качестве вероятной причины повышенного флористического разнообразия выделенного участка рассматривается его положение в контактной полосе европейских и сибирских флор. Таким образом, повышенное флористическое разнообразие выявленного участка хорошо согласуется как с флористическими, так и с ботанико-географическими рубежами. С этой же полосой связано и прохождение границы между Верхневолжским и Вятско-Камским биорегионами Смоленско-Приуральского экорегиона широколиственно-хвойных лесов.

Помимо отмеченного «выступа» повышенного фиторазнообразия привлекают внимание некоторые другие участки, обладающие, хотя и менее выраженными, но не менее значимыми отклонениями. Один из них находится в районе современной долины р. Волги. Широтный участок среднего течения Волги традиционно рассматривается как биогеографический рубеж. Он является также границей Смоленско-Приуральского и Днепровско-Приволжского экорегионов.

Повышенное видовое разнообразие флоры отмечается также на участке долины р. Камы, и имеется слабовыраженная тенденция к его увеличению по мере приближения к Уралу. Таким образом, мы связываем прохождение границы между Вятско-Камским и Приуральским биорегионами Смоленско-Приуральского экорегиона с долиной Камы в среднем её течении. С повышенным же флористическим богатством Предуралья, очевидно, может быть связана граница между Смоленско-Приуральским и Среднеуральским горным экоре- гионами.

В итоге для биорегионов нами были получены следующие оценки флористического разнообразия: число видов во флорах Верхневолжского биорегиона составляет 640-690, Вятско-Камского – 620670; для Приуральского биорегиона характерен показатель в 670-720 видов .

Оценка ценотического разнообразия лесов проводилась в системе эколого-морфологической классификации на основе материалов полевых исследований и литературных данных. В результате классификации было выделено 27 классов ассоциаций, относящихся к десяти растительным формациям.

Картографирование растительности является важнейшим методом установления ботаникогеографических закономерностей пространственного распределения синтаксонов. Поэтому, в целях расширения характеристик растительности исследуемой территории, для уточнения существующих границ экорегионов и биорегионов, в программном пакете MapInfo Professional 8.5 была составлена серия карт растительности для модельных участков в М ≈ 1:100 000 (рис.1). При их создании использовались таксационные материалы, снимки Landsat 7 за различные периоды, литературные источники и оригинальные материалы полевых исследований. Эти карты явились базой для создания предварительной карты растительности на всю территорию исследований в М ≈ 1:1 500 000. В качестве исходных картографических материалов для её составления были использованы: Карта растительности Европейской части СССР в М 1:2 500 000 (1974), Карта растительности Европы («Map of natural vegetation of Europe», 2004), региональные карты растительности различных масштабов.

Рис. 1. Расположение модельных участков, М ≈ 1:100000. Биорегионы Смоленско-Приуральского экорегиона: А – Верхневолжский, Б – Вятско-Камский, В – Приуральский; Модельные участки: 1 – северная часть Керженского заповедника и прилегающие территории, 2 – южная часть заповедника «Большая Кокшага», 3 – центр Национального парка «Марий Чодра», 4 – заказник «Предуралье», 5 – окрестности заповедника «Нургуш», 6 – северная часть Добрянского лесхоза.

Таблица 1 . Основные характеристики биорегионов Смоленско-Приуральского экорегиона

Примечание: А – уровень ценотического разнообразия, число групп ассоциаций, t°ср. – среднегодовая температура воздуха, Stакт – сумма активных температур выше 10°С, Sос. – среднегодовое количество осадков.

Легенда карты согласуется с полученными результатами эколого-морфологической классификации растительности. На карте нашли отображение 17 подразделений растительного покрова, включая леса различных формаций (еловые и широколиственно-еловые, пихтово-еловые и липово-пихтовоеловые, сосновые и широколиственно-сосновые леса, широколиственные леса и вторичные леса с преобладанием мелколиственных пород на их месте соответственно); на месте сельскохозяйственных угодий показана восстановленная растительность.

Полученные материалы позволили оценить це-нотическое разнообразие биорегионов (таб. 1), охарактеризовать структуру лесного покрова на их территории и уточнить границы между ними.

Для Верхневолжского биорегиона наиболее характерны сосновые зеленомошные, долгомошные и сфагновые леса, а также еловые и липово-сосновые леса. Лесистость составляет 73,4 %; ценотическое разнообразие оценивается в 70-75 групп ассоциаций. В Вятско-Камском биорегионе преобладают различные группы пихтово-еловых и липово-пихтово-еловых лесов, при общей невысокой лесистости (44,9 %) территории. Биорегион характеризуется наиболее высоким уровнем ценотического разнообразия – 80-85 групп ассоциаций. Приуральскому биорегиону свойственны липово-пихтовоеловые леса всех групп, а также пихтово-еловые широкотравные, сосновые травяные и липовые широкотравные леса. Лесистость составляет 61,3 %, число групп ассоциаций 65-70.

Полученные данные позволяют обоснованно провести границу между полосами южной тайги и широколиственно-хвойными лесами в регионе.