Проблемы и актуальные направления биогеоценологии и экологии экосистем

Современные способы природопользования не в состоянии решить наиболее актуальные проблемы сохранения жизни на Земле, непременное условие которой - биотическая оптимизация климата, гидрологического режима, почвенного плодородия, поддержание максимально возможного биологического разнообразия [1, 10, 11, 13].

Современное состояние живого покрова большинства ООПТ существенно отличается от потенциально возможного в условиях современного климата. Эго обусловлено предшествующей историей природопользования, которая привела к потерям части или большинства ранее обитавших здесь ключевых видов, к несоответствию размеров и ландшафтного разнообразия территорий ООПТ, необходимых для устойчивого существования сохранившихся или восстанавливающихся ключевых видов и восстановления видового разнообразия в целом, сократившегося в процессе природопользования [2, 3, 5].

Анализ литературы показывает, что классические представления R. Tuxen о потенциальной растительности востребованы в настоящее время и могут быть переосмыслены на основе достижений биогеоценологии и экологии экосистем как представления о потенциальном биогеоценотическом/экосистемном покрове, способном восстановиться в условиях современного климата [6-8, 11,12]

Основу процесса формирования этих представлений составляет синтез концепций синэкологии, биогеоценологии и исторической экологии [1-4, 6, 10, 13, 14].

• 1 . «hierarchical continuum concept» - континуальности живого покрова на разных уровнях организации;

• 2 .«gap mosaic concept» - мозаики прорывов (окон распада) в пологе леса, которые появляются в результате смерти старых деревьев, формирования в этом прорыве молодого поколения деревьев и его последующего развития и отмирания;

• 3 .«mosaic cycle concept of ecosystem» - появления, развития и исчезновения мозаик в экосистемах, которые формируют представители разных трофических групп: растения, животные, грибы, бактерии и другие существа в процессе жизни и смерти

• 5 .«aedificator, keystone species, ecosystem engineer concept» - видов - мощных средопреобразователей сообществ и экосистем;

• 6 . «популяционно-демографическая концепция» - экосистемы/биогеоценозы суть множество взаимодействующих потоков поколений в элементарных популяциях всех видов, объединенных

• 7 . антропобиотическая концепция - в настоящее время человек - главный ключевой вид Земли; присваивающая и производящая деятельность населения Земли с кайнозоя до современности изменила климат, гидрологический и температурный режим планеты, существенно сократила разнообразие животного мира и растительности, привела к опустыниванию больших территорий и потере почвенного плодородия [2, 3].

^.«natural disturbance concept» - естественных изменений среды как следствие жизнедеятельности обитателей экосистем/биогеоценозов всех трофических групп;

(управляемых) популяционной жизнью мощных средопреобразователей key species.

Теоретические представления о потенциальном экосистемном/биогеоценотическом покрове и опыт многолетних комплексных исследований лесов Северного Урале позволил разработать программы исследований, ориентированные на оценку возможностей модельных ООПТ восстановить потенциальный живой покров и на разработку мер содействия этому процессу.

Основные направления исследований модельных ООПТ включают:

Сбор и анализ палеонтологических, археологических, картографических, исторических данных, выявление и датировки этапов и способов природопользования; модельная реконструкция доантропогенного (ранний-средний голоцен) живого покрова; характеристики и датировки основных этапов его преобразования в голоцене применительно к территориям модельных ООПТ.

Задачи на уровне экосистем:

• 1.    выделение основных типов экосистем/биогеоценозов; сбор натурных данных о составе, структуре, динамике, продуктивности и химическом составе растительности, животного населения, грибов, цианобактерий и др.; о структуре и о физическом и химическом составе почв, почвообразующих и подстилающих пород; об особенностях рельефа и уровне грунтовых вод всех типов экосистем модельной территории.

• 3.    Получение круглогодичной информации об основных экологических параметрах местообитаний, включая параметры микроклимата и гидрологического режима на уровнях как микросайтов и парцелл, так экосистем в целом.

• 4.    Демографический анализ популяций ключевых видов и видов-индикаторов экологических режимов в основных типах экосистем.

• 5.    Составление интегральной базы данных экосистемных параметров.

• 6.    Построение сукцессионных рядов и интегральная оценка сукцессионного статуса всех типов экосистем модельной территории.

• 7.    Разработка моделей динамики экосистем при спонтанном развитии и при разных способах природопользования, предшествующего заповеданию.

Задачи на уровне комплекса экосистем в пределах модельного бассейна малой реки

• 1.    Определение гидрологического режима (стока и просачивания, уровня снегового покрова) и микроклиматических параметров автономных, транзитных и аккумулятивных ландшафтов в пределах модельного бассейна.

• 2. . Оценка приуроченности типов растительного покрова и типов почв к автономным, транзитным и аккумулятивным ландшафтам модельного бассейна;

• 3. . Определение типов экосистем и их сукцессионного статуса в пределах автономных, транзитных и аккумулятивных ландшафтов модельного бассейна;

• 4.    Оценка видового разнообразия биоты модельного бассейна и сопоставление этих данных с региональным пулом, определение возможности сохранения и/или восстановления регионального пула разнообразия на территории модельного бассейнов разных типов.

• 6.    Создание баз данных биологических и экологических параметров экосистем и их комплексов в пределах модельного бассейна

• 7.    Составление современных и прогнозных электронных карт растительности и почв модельного бассейна.

• 8.    Модельные расчеты скорости восстановления потенциального экосистемного покрова модельного бассейна.