Методические аспекты расчета запасов лекарственных видов растений в луговой и степной растительности с использованием результатов эколого-флористической классификации и картографических материалов по хозяйственной оценке состояния естественных кормовых угодий

тений с использованием ГИС-карт, созданных на основе картографических материалов по хозяйственной оценке состояния лугово-пастбищной растительности путем перевода контуров хозяйственных типов растительности в контуры ассоциаций экологофлористической классификации, для которых на предварительном этапе рассчитана продуктивность лекарственных видов.

Цель данной работы — изложение методических аспектов оценки запасов лекарственных растений, на примере луговой и степной растительности центральной части горно-лесной зоны Республики Башкортостан.

Предварительный этап этой методики включает оценку продуктивности лекарственных видов в растительных сообществах, описанных в системе единиц эколого-флористической классификации и оценку возможности заготовок в них лекарственных трав, с учетом редкости сообществ, наличия в их составе редких видов, распределения сообществ с участием этих видов по ботанико-географическим районам территории [4]. Продуктивность лекарственных видов определяется по методике экспресс-оценки продуктивности видов по их проективному покрытию, адаптированной для использования данных об обилии и встречаемости вида в растительных сообществах, описанных в системе единиц экологофлористической классификации. Для расчетов используются средние арифметические максимальное и минимальное значение проективного покрытия, которые высчитываются на основании баллов обилия по шкале Браун-Бланке. С учетом постоянства вида в синтаксоне и регрессионного уравнения зависимости фитомассы от его проективного покрытия высчитывается максимальная и минимальная продуктивность вида в растительных сообществах конкретных синтаксонов [1,2]. При этом используется база данных геоботанических описаний растительных сообществ Южного Урала (363 ассоциации 83

союзов 52 порядков 32 классов растительности, описанных в системе единиц эколого-флористической классификации) [5], созданная на основе собственных и опубликованных в открытой печати геоботанических описаний.

Следующим этапом было создание ГИС-карт на основе картографических материалов по хозяйственной оценке состояния лугово-пастбищной растительности путем перевода контуров хозяйственных типов растительности в контуры ассоциаций эколого-флористической классификации, для которых на предварительном этапе рассчитана продуктивность лекарственных видов. Основой для ГИС–карты служили картографические материалы масштаба 1:100000 по хозяйственной оценке состояния естественных лугово-пастбищных кормовых угодий Республики Башкортостан. На карте было нанесено более 18 000 контуров, относящихся к 77 хозяйственным типам сенокосов и пастбищ, различающимся по степени пастбищной нагрузки, продуктивности и флористическому составу. В легенде к карте для этих типов были приведены занимаемые ими площади, доминанты и диагностические виды травяного яруса, их приуроченность к типам почв. После сканирования карты были получено ее растровое изображение, которое было использовано в качестве основы в среде ArcGIS. Далее проводилась векторизация контуров, при этом каждый хозяйственный тип растительности контуровался отдельным слоем. Также отдельным слоем была добавлена топографическая основа того же масштаба, после чего была проведена привязка полученной ГИС-карты растительности к географической системе координат. Далее в среде ArcGIS была проведена оценка площадей хозяйственных типов сенокосно-пастбищной растительности. Полученные результаты были сопоставлены с имевшимися данными о площадях этих же типов на территории Республики Башкортостан, при этом разница между приведенными данными в легенде и расчитанными площадями типов не превышала 10 %.

В качестве модели для отработки методики оценки запасов лекарственных видов растений в лугово-пастбищной растительности с использованием ГИС-технологий использовалась средняя часть горно-лесной зоны Южного Урала, которую по ботанико-географическому районированию РБ [6] можно подразделить на подзону широколиственных лесов западного макросклона Южного Урала и подзону сосново-березовых лесов. Естественные сенокосы и пастбища в средней части горно-лесной зоны представлены 30 типами сенокосно-пастбищных угодий, в том числе в зоне широколиственных лесов – 30, а в зоне сосново-березовых лесов – 13 типами. Их площадь составляет 355,8 тыс. га (в зоне широколиственных лесов – 240,5 тыс. га, в зоне сосновоберезовых лесов – 115,3 тыс. га).

Далее проводилось сопоставление флористического диагноза хозяйственных типов лугово- пастбищной растительности и ассоциаций растительных сообществ, распространенных на данной територии. В связи с тем, что флористическая характеристика хозяйственных типов приводилась не полностью, сопостановление имело предварительный характер. Для уточнения соответствия тех или иных хозяйственных типов и ассоциаций были проведены экспедиционные выезды в горно-лесную зону. На участках, которые по GPS-привязкам соответствовали контурам конкретных типов сенокосов и пастбищ, было выполнено 143 геоботанических описания. Это позволило проанализировать синтак-сономическую неоднородность хозяйственных типов растительности и выявить ряд закономерностей. Установлено, что хозяйственные типы сенокосов и их модификации с умеренной пастбищной нагрузкой представлены луговыми, а модификации с сильной пастбищной нагрузкой - рудеральными ассоциациями (табл.1). Один и тот же сенокосный тип или его модификация с умеренной пастбищной нагрузкой обычно представлен группой (от одной до трех) близких ассоциаций. Например, низкотравнокостровая модификация представлена растительными сообществами трех ассоциаций одного союза Festucion pratensis луговой растительности (асс. Bromopsi inermis-Alopecuretum pratensis, Poo angus-tifoliae-Festucetum pratensis, Vicio craccae-Agrostetum giganteae). Сенокосный тип и его модификация с умеренной пастбищной нагрузкой могут быть представлены одной ассоциацией луговой растительности. Модификации с сильной пастбищной нагрузкой, образовавшиеся от разных сенокосных типов, могут относиться к одной рудеральной ассоциации. Синтаксономический объем конкретных единиц хозяйственной типологии в подзонах широколиственных и сосново-березовых лесов часто не совпадали, и, поэтому, для подзон выделялись отдельные варианты хозяйственных типов (например низкотравно-манжетковому типу в подзоне широколиственных лесов западного макросклона Южного Урала соответствуют растительные сообщества двух ассоциаций Galio-Festucetum pratensis и Polygono krascheninnikovii-Alchimilletum vulgaris, а в подзоне сосново-березовых лесов только сообществами последней ассоциации). Таким образом, в случае расширения территории картирования необходимо уточнение соотношения объема конкретных единиц хозяйственной типологии для каждого нового ботанико-географического района.

После того, как было проведено сопоставление хозяйственных типов и ассоциаций экологофлористической классификации появилась возможность расчета запасов сырья лекарственных видов растений. Заготовка большинства лекарственных видов трав возможна только в сообществах с умеренной пастбищной нагрузкой, так как на сильно сбитых участках они находятся в угнетенном состоянии, а на сенокосах их заготовка невозможна из-за их хозяйственного использования. При этом, для конкретного хозяйственного типа, в котором возможна заготовка растительного сырья рассчитывалась усредненная продуктивность лекарственных видов, расчитанная для соответствующих ему ассоциаций растительных сообществ.

В качестве примере расчета ресурсных и эксплуатационных запасов конкретных видов лекарственных видов приведем расчет запасов корневищ кровохлебки лекарственной (Sanguisorba officinalis) (табл. 1). Для горно-лесной зоны биологический запас корневищ этого вида составил 32089 тонн. Эксплуатационный запас с учетом времени восстановления, рекомендованного в «Правилах заготовки пищевых лесных ресурсов и сбора лекарственных растений» (2007) [7] составил 2100 тонн в год, что многократно превышает уровень современной заготовки.

Аналогичным образом могут быть рассчитаны запасы лекарственных растений в лесных сообществах. Для этого необходимы база данных геоботанических описаний лесной растительности и картографические материалы лесоустройств. Этот подход позволяет не только оценить запасы лекарственных видов, но и выявить перспективные места их заготовок.

Таблица 1 . Биологический запас корневищ кровохлебки ( Sanguisorba officinalis ) в травяных сообществах с умеренной пастбищной нагрузкой в средней части горно-лесной зоны Южного Урала

Примечание: -1 Названия синтаксонов приводятся по «Продромусу растительных сообществ Республики Башкортостан» [4].

С каждым годом возрастает число видов растений, используемых в качестве сырья для производства медицинских, косметических препаратов, БАДов. Предлагаемая методика позволяет оценивать ресурсные запасы новых видов лекарственных растений, ограничиваясь камеральной обработкой и небольшим числом экспедиционных выездов. Распределение ресурсных запасов вида представляет не только практический, но и теоретический интерес, так как позволяет точнее оценить эколого-ценотический оптимум видов и изменение их участия в структуре травяного яруса вдоль отдельных экологических и сукцессионных градиентов.