Пространственная структура и биоразнообразие

Содержание

Слайд 2

ПРИЧИНЫ ПРОСТРАНСТВЕНОЙ МОЗАИЧНОСТИ ЕСТЕСТВЕННОГО ЛЕСА Оконная динамика древостоя Наличие парцелл разного

ПРИЧИНЫ ПРОСТРАНСТВЕНОЙ МОЗАИЧНОСТИ ЕСТЕСТВЕННОГО ЛЕСА

Оконная динамика древостоя
Наличие парцелл разного возраста
Пожарная динамика
Ветровалы

и образование почвенно-ветровальных комплексов
Вспышки размножения насекомых-вредителей
Микромозаичность вследствие гибели отдельных деревьев (валежник, пни, остолопы…)
Микромозаичность вследствие деятельности животных
Слайд 3

Признаки коренного леса Абсолютная разновозрастность Непрерывный «поток поколений» Большое количество старых

Признаки коренного леса

Абсолютная разновозрастность
Непрерывный «поток поколений»
Большое количество старых

и крупных деревьев
Многоярусность
Пространственная мозаичность
Дифференциация лесовозобновления по микроместообитаниям
«Мерцающая мозаика» (shifting mosaics) – «перемещение» окон
Наличие разных эколого-ценотических групп (бореальной, неморальной, нитрофильной и др.)
Высокое биологическое разнообразие
Слайд 4

Признаки нарушенного леса Упрощенный видовой состав Отсутствие пространственной мозаики Одновозрастность или

Признаки нарушенного леса

Упрощенный видовой состав
Отсутствие пространственной мозаики
Одновозрастность или

упрощенная возрастная структура популяций

Слабовыраженный микрорельеф (малое количество ветровально-почвенных комплексов
Резкие границы между участками растительности, отсутствие экотонов
Малое количество мертвой древесины
Наличие несвойственных видов

Слайд 5

Стадный образ жизни Повреждает крупные деревья Поедает подрост Вытаптывает и роет

Стадный образ жизни
Повреждает крупные деревья
Поедает подрост
Вытаптывает и роет почву и формирует

обнаженные субстраты
Удобряет почву
Создаются прогалины в лесу
Лугово-опушечные виды всегда присутствовали в лесах
Пионерные деревья и кустарники
Возобновление светолюбивых деревьев (дуб) и кустарников
Миграция лугово-опушечных видов по тропам
Повышенное биологическое разнообразие

Зубр как бывший эдификатор европейских лесов

Слайд 6

Бобр как эдификатор долинных лесов Норы в крутых берегах Плотины в

Бобр как эдификатор долинных лесов

Норы в крутых берегах

Плотины в пологосклонных долинах

Повышение

уровня воды

Бобровый пруд

Заболачивание пойм

Поляны

Светолюбивые луговые травы

Низинные болота
на поймах

Поваленные деревья

Кормовая база зайца, копытных, муравьев, бабочек

Пионерные виды в местах обваливания

Осаждение наносов

Нерест рыб
Местообитания земноводных

Слайд 7

Заболачивание лесов вследствие строительной деятельности бобров может менять условия ведения лесного хозяйства

Заболачивание лесов вследствие строительной деятельности бобров может менять условия ведения лесного

хозяйства
Слайд 8

Зоогенный фактор пространственной мозаичности Роющая деятельность кабанов и медведей создает обнаженные

Зоогенный фактор пространственной мозаичности
Роющая деятельность кабанов и медведей создает обнаженные

субстраты, перемешивает и удобряет почву, снижает численность почвенной мезофауны

Кабан раскапывает корни трав и кустарников в широколиственном лесу на Куршской косе

Медведь добывает кедровые орехи из складов бурундука в кедровых лесах Западного Саяна

Слайд 9

ПОЧЕМУ МОЗАИЧНОСТЬ ЛЕСНОГО ЛАНДШАФТА ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ? Необходимость пользоваться кормовыми

ПОЧЕМУ МОЗАИЧНОСТЬ ЛЕСНОГО ЛАНДШАФТА ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ?

Необходимость пользоваться кормовыми ресурсами

разных урочищ в зависимости от сезона
Возможность скрыться от хищника
Различие стаций – пригодных местообитаний для разных периодов жизни (гнездовые, кормовые) по сезонам и в течение суток
Необходимость убежищ при широкомасштабных изменениях ландшафта (вырубка, пожар, наводнение…)
Потребность в коридорах для перемещения между пригодными местообитаниями среди враждебной среды.
Потребность в обзоре в поиске жертв и для защиты от хищников(лесная опушка)
Слайд 10

СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ЛЕСНОГО ЛАНДШАФТА, ЗНАЧИМЫЕ ДЛЯ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ ЖИВОТНЫХ Размер:

СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ЛЕСНОГО ЛАНДШАФТА, ЗНАЧИМЫЕ ДЛЯ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ ЖИВОТНЫХ

Размер:
Индивидуальный участок
Фактор

беспокойства
Ядровое местообитание

Изолированность от основного массива

Извилистость границ
Краевые местообитания

Фрагментированность

Связность

Слайд 11

Выпадение старых деревьев Ветровал Бурелом Большая масса мертвой древесины на почве

Выпадение старых деревьев

Ветровал

Бурелом

Большая масса мертвой древесины на почве

Разрыв в лесном пологе

Ветровально-почвенные

комплексы

Среда для насекомых, мхов, моллюсков, грибов

Условие для возобновления деревьев и кустарников (ели и др.)

Микромозаичные условия лесовозобновления

Светолюбивые виды

Вовлекается много деревьев

Шанс для угнетенного подроста

Слайд 12

На разных стадиях разложения валежника разные местообитания для животных и растений

На разных стадиях разложения валежника разные местообитания для животных и растений

Больше

возрастных стадий – больше биоразнообразия

Разновозрастный лес

Слайд 13

Мертвые деревья – не «захламление» леса, а необходимые местообитания и условие биоразнообразия и лесовосстановления

Мертвые деревья – не «захламление» леса, а необходимые местообитания и условие

биоразнообразия и лесовосстановления
Слайд 14

Структура ярусов древостоя Малонарушенный лес Нарушенный лес

Структура ярусов древостоя

Малонарушенный лес

Нарушенный лес

Слайд 15

МОЗАИЧНЫЙ РАЗНОВОЗРАСТНЫЙ ЛЕС МОНОТОННЫЙ ОДНОВОЗРАСТНЫЙ ЛЕС (после пожара, рубки и т.д.)

МОЗАИЧНЫЙ РАЗНОВОЗРАСТНЫЙ ЛЕС

МОНОТОННЫЙ ОДНОВОЗРАСТНЫЙ ЛЕС (после пожара, рубки и т.д.)

Высокое

биоразнообразие
Биомасса постоянна
Стокорегулирующие функции
(Особенно на склонах)
Устойчивость ландшафта к нарушениям (повреждается небольшой участок)
Пригоден для выборочных рубок (в т.ч. Котловинных)
Неудобен для сплошных рубок
Быстрое возобновление после рубки с сохранением подроста и части деревьев

Низкое биоразнообразие
Биомасса меняется резко циклично
Даёт единовременный паводок
При нарушениям повреждается сразу большой массив
Неудобен для выборочных рубок
Выгоден для сплошных рубок
Чаще требуется искусственное возобновление

Слайд 16

Примеры природных микросайтов в сообществах лесного пояса (по О.В.Смирновой и др., 2004)

Примеры природных микросайтов в сообществах лесного пояса
(по О.В.Смирновой и др.,

2004)
Слайд 17

Пространственная мозаичность и разнообразие микросайтов коренного леса позволяет сосуществовать в лесном ландшафте большому набору эколого-ценотических групп:

Пространственная мозаичность и разнообразие микросайтов коренного леса позволяет сосуществовать в лесном

ландшафте большому набору эколого-ценотических групп:
Слайд 18

Подсечно-огневое земледелие Приисковые рубки (лучшие деревья, генофонд!) строевого леса Отсутствие крупных

Подсечно-огневое земледелие
Приисковые рубки (лучшие деревья, генофонд!) строевого леса
Отсутствие крупных стадных

копытных (зубра), способствовавших мозаичности и сохранению окон
Прекращение лесного выпаса
Прекращение сенокошения
Сокращение опушек при зарастании полей
Доминирование одновозрастных сомкнутых лесов с конкурентными преимуществами теневыносливых пород (ель, липа, клен).
Ослабленное семенное возобновление дуба

Антропогенные причины сокращения дубрав в большой степени связаны со снижением мозаичности:

Слайд 19

КОНЦЕПЦИЯ РАВНОВЕСНОЙ «МЕРЦАЮЩЕЙ МОЗАИКИ» (GAP-ПАРАДИГМА) устойчивость набора и соотношения пространственных элементов

КОНЦЕПЦИЯ РАВНОВЕСНОЙ «МЕРЦАЮЩЕЙ МОЗАИКИ» (GAP-ПАРАДИГМА)
устойчивость набора и соотношения пространственных элементов при

постоянном «перемещении» их в пространстве (G.Likens, F.Bormann)
Результат: постоянно высокое биоразнообразие и устойчивость к нарушениям лесного ландшафта (широколиственного, хвойно-широколиственного, темнохвойного)

Y – молодые
M – средневозрастные
O - старые

Слайд 20

Пик биомассы перед массовом отмирании деревьев первого поколения. Меньшие пики –

Пик биомассы перед массовом отмирании деревьев первого поколения. Меньшие пики –

запаздывание вол возобновления

Однократный пик биомассы перед массовым отмиранием деревьев первого поколения и достижение равновесной биомассы в абсолютно разновозрастном лесу

Достижение состояния климакса (по Ф.Клементсу)

МОДЕЛИ ДИНАМИКИ БИОМАССЫ В ХОДЕ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ СУКЦЕССИЙ

Слайд 21

Естественное нарушение (ветровал и последующая вспышка размножения вредителей способствует мозаичности лесного покрова Ельники в Словацких Татрах

Естественное нарушение (ветровал и последующая вспышка размножения вредителей способствует мозаичности

лесного покрова

Ельники в Словацких Татрах

Слайд 22

Ветровал поражает большие площади в монотонных одновозрастных однопородных лесах, меньшие –

Ветровал поражает большие площади в монотонных одновозрастных однопородных лесах, меньшие –

с мозаичных разновозрастных и многопородных

Словацкие Татры

Слайд 23

Большая площадь нарушений в монотонном одновозрастном лесу вызвала вспышку размножения вредителей

Большая площадь нарушений в монотонном одновозрастном лесу вызвала вспышку размножения вредителей

Ловушки

для вредителей на месте массового ветровала в Словацких Татрах
Слайд 24

Остолопы на нарушенном участке – не «уродливый пейзаж», а необходимые местообитания

Остолопы на нарушенном участке – не «уродливый пейзаж», а необходимые местообитания

птиц и насекомых

Ельники в Словацких Татрах

Слайд 25

На месте ветровала создается многопородный лес с разной скоростью роста деревьев,

На месте ветровала создается многопородный лес с разной скоростью роста деревьев,

что в будущем обеспечит пространственную мозаичность и устойчивость лесного ландшафта к нарушениям

Словацкие Татры

Слайд 26

Система рубок может быть направлена на искусственное создание мозаичности лесного покрова Австрийские Альпы

Система рубок может быть направлена на искусственное создание мозаичности лесного покрова

Австрийские

Альпы
Слайд 27

Структурная нарушенность Пространственная нарушенность Снижение устойчивости Рост зависимости от окружения

Структурная нарушенность

Пространственная нарушенность

Снижение устойчивости
Рост зависимости от окружения

Слайд 28

Малонарушенные лесные территории (МЛТ): определение МЛТ – крупные территории дикой природы

Малонарушенные лесные территории (МЛТ): определение

МЛТ – крупные территории дикой природы в

пределах лесной природной зоны, включающие как лесные, так и нелесные экосистемы, в минимальной степени нарушенные хозяйственной деятельностью человека и развивающиеся под воздействием природных процессов.
Слайд 29

Малонарушенные лесные территории: основные параметры Минимальная площадь – 50 тыс. га;

Малонарушенные лесные территории: основные параметры

Минимальная площадь – 50 тыс. га;
Минимальный линейный

размер (диаметр вписанной окружности) – 10 км;
Давность учитываемых единовременных хозяйственных нарушений – около 70 лет;
Соотношение лесных и нелесных экосистем – не имеет значения;
Отнесение гарей и гаревых мозаик к нарушенным территориям – в случае непосредственного примыкания к инфраструктуре;
Минимальная ширина «выступов границ» и «перемычек», считающихся частью массива – 2 км.
Слайд 30

Малонарушенные лесные территории: основные достоинства Способность к длительному самоподдержанию в условиях

Малонарушенные лесные территории: основные достоинства

Способность к длительному самоподдержанию в условиях меняющегося

окружения: жизнеспособные популяции всех видов, местные пути миграции и т.д.
Минимальный уровень «краевых эффектов»
Низкая стоимость охраны: достаточно принятия хозяйственных решений, а фактическая защита территорий обеспечивается их удаленностью и малодоступностью
Слайд 31

Определение таксационных показателей необходимых для выделения массивов ценных лесов в Приангарье

Определение таксационных показателей необходимых для выделения массивов ценных лесов в Приангарье

Слайд 32

Тематические карты для выделения лесов высокой природоохранной ценности Карта по преобладающим

Тематические карты для выделения лесов высокой природоохранной ценности

Карта по преобладающим породам

леса

Карта ОЗУ

Карта геоботанически наиболее ценных выделов

Карта зоологически наиболее ценных выделов

Карта типов леса

Карта ЛВПЦ

Слайд 33

Лесная плантация – минимальное биоразнообразие (на уровне урочища) при максимальной биопродуктивности

Лесная плантация – минимальное биоразнообразие (на уровне урочища) при максимальной биопродуктивности

Плантация

каучконоса гевеи в южном Китае

На уровне ландшафта мозаичность обеспечивает повышенное биоразнообразие

Биоразнообразие оценивается по-разному в зависимости от масштаба

Слайд 34

КАТЕГОРИИ БИОРАЗНООБРАЗИЯ Альфа-разнообразие - разнообразие конкретного относительно однородного ценоза или его

КАТЕГОРИИ БИОРАЗНООБРАЗИЯ
Альфа-разнообразие - разнообразие конкретного относительно однородного ценоза или его отдельного

биотического элемента – флоры, фауны;
Бета-разнообразие - разнообразие сообществ на конкретном градиенте абиотической среды
Гамма-разнообразие - разнообразие совокупности взаимосвязанных в пространстве местообитаний и представленных на них сообществ, разнообразие ландшафта или его отдельного биотического элемента – флоры, фауны.
Дельта-разнообразие - разнообразие сравнительно крупного региона, в котором представлено разнообразие сообществ на градиенте абиотической среды
Эпсилон-разнообразие - разнообразие в границах зонального градиента среды – биома, крупного зонального сектора
Слайд 35

УРОВНИ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ПРИ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИИ

УРОВНИ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ПРИ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИИ

Слайд 36

РЕГИОНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ Ареалы редких ландшафтов с участием лиственницы сибирской

РЕГИОНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

Ареалы редких ландшафтов с участием лиственницы сибирской (граница

ареала) включены к экологическую сеть Костромской области
Слайд 37

Полный набор видов, характерных для ландшафта, сохраняется при обеспечении защиты полного

Полный набор видов, характерных для ландшафта, сохраняется при обеспечении защиты полного

ряда гигротопов и трофотопов для редких и типичных урочищ

ЛАНДШАФТНЫЙ УРОВЕНЬ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

Точки мониторинга

Слайд 38

Редкое сообщество сохранившихся коренных темнохвойных лесов – генофонд растений и животных

Редкое сообщество сохранившихся коренных темнохвойных лесов – генофонд растений и животных

зонального ландшафта, убежище для животных, источник семян для нарушенных территорий.
Основание для выделения ОЗУ или защитного леса

СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ НА УРОВНЕ СООБЩЕСТВ

Слайд 39

ЛОКАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ На лесосеке оставляются отдельные наиболее экологически ценные

ЛОКАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

На лесосеке оставляются отдельные наиболее экологически ценные объекты:


выдающиеся геолого-геоморфологические объекты
безальтернативные местообитания
водоемы и водосборные урочища
колонии мелких животных
гнезда, норы, берлоги и т.п.
экотоны

Слайд 40

СУБКОНТИНЕНТАЛЬНЫЙ И РЕГИОНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ Сеть охраняемых территорий Приоритеты 1:500 000 -

СУБКОНТИНЕНТАЛЬНЫЙ И РЕГИОНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
Сеть охраняемых территорий
Приоритеты
1:500 000 - 1:200 000


ЛАНДШАФТЫ И КРУПНЫЕ БАССЕЙНЫ
старовозрастные леса; · прибрежные экосистемы; · водно-болотные угодья; · экологически чувствительные территории
редкие типы экосистем; · связи и коридоры
местообитания редких и угрожаемых видов и экосистем
репрезентативные сообщества и экосистемы
1:200 000 - 1:20 000.

СООБЩЕСТВА
Сеть охраняемых экосистем
крупные живые и мертвые деревья · малые экологиески чувствительные участки · временные водотоки и водно-болотные угодья
коридоры
1:20 000 - 1:500.

Иерархия целей сохранения биоразнообразия
SILVA forest foundation Канада:

Слайд 41

План ландшафтного уровня: Характер ландшафта Экологические ограничения Редкие, угрожаемые виды, генетические

План ландшафтного уровня:
Характер ландшафта
Экологические ограничения
Редкие, угрожаемые виды, генетические

группы, типы экосистем
Сети охраняемых ландшафтов
Зоны экологически ответственного лесопользования
Крупные резерваты
Предложения по организации инфраструктуры и доступа
Цели лесопользования, специфичные для каждого типа ландшафта
Природные нарушения
Уникальные и особо чувствительные экосистемы
Экологически допустимые уровни изъятия ресурса
Между элементами сети ОПТ выделяются участки экологически ответственного лесопользования, где должно сохраняться разнообразие лесов. Включаются культурные ценности, места заготовки недревесных ресурсов, водоохранные зоны, зоны конверсии с нелесным использованием.

Планирование лесопользования в Канаде

Слайд 42

При наличии в ландшафте: маломощных почв (мощностью менее 30 см) очень

При наличии в ландшафте:
маломощных почв (мощностью менее 30 см)
очень сухих или

очень сырых местообитаний
очень крутых склонов (крутизной свыше 60 градусов)
прерывистых склонов (резких перепадов крутизны, выраженного мезорельефа)
очень сухого климата (с количеством осадков менее 25 см в год)
холодных почв, ограничивающих биологическую активность, особенно почвенного круговорота минеральных веществ
снегозаносимых лесов, характеризующихся разреженностью полога (то есть лесов паркового типа)
пойменных и приручьевых экосистем, сырых лесов, соседствующих и расположенных непосредственно выше по склонам вдоль ручьев, рек, прудов, озер, болот и морей.

Экологические ограничения при планировании лесопользования в Канаде

Слайд 43

Индикаторы повышенной уязвимости ландшафтов горной долины в Британской Колумбии (Канада): близость

Индикаторы повышенной уязвимости ландшафтов горной долины в Британской Колумбии (Канада):
близость

к водотокам 20-50 м
склоны более 60 % и лавинные зоны
сложный сильнорасчлененный рельеф с 50 % скальных и каменистых поверхностей
маломощные, слаборазвитые почвы
переувлажненность
низкие температуры, снижающие продуктивность
На основании этого – классы экологической чувствительности: крутые склоны, лавинные лотки, прибрежные экосистемы, альпийские и др.
Картируются в масштабе 1:50000.
Процедура планирования лесопользования представляет собой последовательной исключение земель из возможного использования на основании критериев.
Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

SILVA forest foundation Канада Чувствительность Старовозрастные леса Охрана

SILVA forest foundation Канада

Чувствительность

Старовозрастные леса

Охрана

Слайд 47

Непригодные для лесозаготовок зоны Зоны лесопользования SILVA forest foundation Канада

Непригодные для лесозаготовок зоны

Зоны лесопользования

SILVA forest foundation Канада

Слайд 48

Рекомендации шведской фирмы Stora Skog по сохранению ценных биотопов на лесосеке

Рекомендации шведской фирмы Stora Skog по сохранению ценных биотопов на лесосеке

Слайд 49

Ключевые объекты: 1,3,5 – валежник с группами возобновления ели, 4 –

Ключевые объекты: 1,3,5 – валежник с группами возобновления ели, 4 –

группа высоких пней (сухостой ели) 2,7,10 – заболоченные понижения и ледниковая воронка 9 – естественный водоток

Пример технологической карты лесосеки

Слайд 50

Здоровый подрост ели ЭЛЕМЕНТЫ ДРЕВОСТОЯ, ОСТАВЛЯЕМЫЕ ПРИ РУБКЕ ДЛЯ ОХРАНЫ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

Здоровый подрост ели

ЭЛЕМЕНТЫ ДРЕВОСТОЯ, ОСТАВЛЯЕМЫЕ ПРИ РУБКЕ ДЛЯ ОХРАНЫ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

Устойчивые лиственные

Фаутные

(с повреждениями) сосны

Жизнеспособные ели , защищенные лиственными
от вывала

Сухостой хвойных

Слайд 51

ИМИТАЦИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И ВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ ЛЕСА ПРИ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИИ Нормальная сосново-еловая пожарная динамика

ИМИТАЦИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И ВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ ЛЕСА ПРИ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИИ

Нормальная сосново-еловая пожарная

динамика