3.2. ЯДРА СТЕПНОГО КАРКАСА КАК ХРАНИЛИЩА ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА ЗОНАЛЬНЫХ ЛАНДШАФТОВ 

3.2.1. О функциональности ядер степного каркаса и степном потенциале

Как уже было сказано, идея экологических сетей и каркасов основана на пространственном распределении территорий сохранения и восстановления ландшафтно-биологического разнообразия в виде сети, состоящей из крупных ядер и соединяющих их экологических коридоров. При этом именно ядра принимают на себя функцию резервата ландшафтного и биологического разнообразия, должного обеспечить его долговременное сохранение. Применяя этот принцип к зональным степным ландшафтам, мы понимаем функциональность ядра степного экологического каркаса как способность сохранять экологический резерв генетического и биологического разнообразия зональных степей, тем самым дополняя и усиливая действующую систему ООПТ. Недопустимо приводить степи в состояние агроландшафтного кризиса конца 1980-х годов, необходимо гарантированно сохранять их восстановительный потенциал, который может понадобиться в любой момент. Существующая сеть степных ООПТ, даже несмотря на принципиальный рост в постсоветское время, пока недостаточна. Для оценки функциональности ядер степного каркаса нами разработана методика бонитировки, приведённая ниже.

Безусловно, функциональность ядра зависит от его природного потенциала, текущего состояния экосистем, площади и конфигурации. По нашим наблюдениям, наиболее функциональные участки представляют собой в основном компактные конфигурации с набором степных травостоев разного возраста. В идеале компактности ядро степного каркаса представляет собой круг, в то время как на местности любые участки степи, в том числе выделяемые нами ядра, имеют иную конфигурацию, в основном с прямолинейными контурами. Для ядра с прямолинейными контурами ближе всего к идеально компактному было бы квадратное либо мало вытянутое прямоугольное. По мере растягивания территория утрачивает функциональность как ядра, но может функционировать в качестве коридора, буферной зоны, барьерной территории и т.п. При этом принципиальное значение конфигурации участка сохраняется даже при больших площадях.

Помимо компактности, главной основой функциональности территории в качестве ядра степного экологического каркаса является её способность приходить в состояние эталона природной степной зональности, за который, основываясь на наших моделях степи, принимаем оптимальную стадию сукцессии разнотравно-дерновинно-злаковых фитоценозов, соответствующую биопотенциальному оптимуму видовой репрезентативности системы титульных степных биодоминантов. Мы считаем эталон природной степной зональности наиболее типичным ландшафтным проявлением степей, характеризующимся устойчивым существованием набора степных почв, титульных степных трав и животных в их оптимальном экологическом и популяционном состоянии, поддерживающем активный генеративный процесс.

Для оценки способности территории приходить в состояние эталона природной степной зональности предлагаем классифицировать ландшафты и ландшафтные элементы степной зоны по этой способности. Прежде всего, выделяем специфические степные ландшафты, сформировавшиеся под воздействием обязательной географической предпосылки появления голоценовых степей Евразии, которые способны приходить в состояние эталона природной степной зональности. Среди специфических степных ландшафтов различаем ядро зональной типичности и внутризональные разновидности.

К ядру зональной типичности относим общепризнанные зональные степные ландшафты на всех разновидностях суглинистых почв. В это ядро входят, прежде всего, все степные плакоры-ровняди с уклоном до 3 градусов на полнопрофильных суглинистых почвах (почвенно-климатический эталон степной зональности), а также прочие степные ландшафты с полным или несколько укороченным профилем суглинистых почв и уклоном более 3 градусов. Именно в ядре зональной типичности, как правило, на лёссовой литогенной основе, специ­фическое для евразийских степей зональное качество ландшафта проявляется во всей своей полноте и в наиболее типичной форме.

Внутризональные разновидности обусловлены спецификой литогенной основы: лёссовый чехол недоразвит либо отсутствует. К таковым относим каменистые разнотравно-злаково-кустарниковые степи, солонцоватые полынно-типчаковые или полынные степи, песчаные степи, меловые степи. Специфическое для евразийских степей зональное качество ландшафта проявляется также во всей своей полноте, но не в наиболее типичной форме, а в похожих, но несколько отклоняющихся от неё формах.

Все остальные ландшафты и ландшафтные элементы, как не способные приходить в состояние эталона природной степной зональности, включая имеющие те или иные черты степной зональности, всё-таки относим к неспецифическим включениям, делая исключение лишь для весьма дискуссионных и однозначно не трактуемых так называемых интразональных ландшафтов, которые при современном уровне знаний трудно дифференцировать от внутризональных разновидностей специфических степных ландшафтов. Это степные солонцы; закреплённые пески с псаммофитной растительностью, не относимой к дерновинно-злаковой; выходы коренных пород, коры выветривания. Интразональные ландшафты предлагаем считать переходными между специфическими степными ландшафтами и неспецифическими включениями.

Неспецифическими включениями являются традиционно выделенные для степной зоны азональные ландшафты: пойменные лесо-луговые ландшафты, камышовые бессточные озёра, реки, искусственные водоёмы, – и экстразональные ландшафты (островные включения смежных природных зон): на севере и в центре – лесные массивы, на юге – барханные пески.

По данным Волгогипрозема 1960 – 1990-х годов, исследований Института степи УрО РАН, доагрокультурная ландшафтная структура Оренбургской области как типичного занимающего срединное положение степного региона Евразии представляется следующей: ядро зональной типичности порядка 50 – 55 %, в т.ч. степные плакоры порядка 30 – 40 %; внутризональные разновидности специфических степных ландшафтов занимали порядка 25 %; переходные или интразональные ландшафты порядка 15 %; неспецифические включения порядка 5 – 7 %, причём экстразональные – менее 2 %. С запада на восток, как в Оренбургской области, так и в степной зоне в целом, процентное соотношение смещается в сторону увеличения внутризональных разновидностей, возрастает роль каменистых, солонцоватых и песчаных степей.

Наши исследования показали, что для развития вторичной степи принципиальное значение имеет близость участка, служащего источником семян, поэтому потенциальное ядро степного экологического каркаса должно обязательно обладать таким участком. Исходя из принципиальной и наивысшей ценности ядра зональной типичности в построении именно степного экологического каркаса считаем, что потенциальным ядром такового может быть признана только территория, содержащая эталон ядра зональной типичности. За таковой принимаем участок компактной формы площадью от 100 га, находящийся в оптимальной стадии сукцессии разнотравно-дерновинно-злаковых фитоценозов, соответствующей биопотенциальному оптимуму видовой репрезентативности системы титульных степных биодоминантов с полнопрофильными почвами на лёссовой основе. Для функциональности в качестве ядра каркаса необходимо, чтобы в участок вписывался круг радиусом от 1 км. Требование обязательного наличия такого эталона не предъявляем только к территориям в степедефицитных регионах.

Помимо ландшафтной структуры и компактности, не менее важным показателем территории как потенциального ядра степного экологического каркаса со всей очевидностью является её площадь. Результаты наших исследований позволили установить прямую зависимость от площади той степени, до которой территория способна приблизиться к доагрокультурным степным ландшафтам по набору титульных степных биологических объектов и почв и по естественным для степей взаимосвязям. На основе замеченных переходов количественного показателя площади в качественные показатели потенциала приближения к доагрокультурному степному ландшафту выделяем следующие категории потенциальных ядер степного экологического каркаса в порядке возрастания площади их территории.

Участок степи. Участок любой конфигурации, в т.ч. ленточной, с целинной либо существующей или потенциально возможной вторичной степной растительностью, с наличием или экологическими и социально-экономическими условиями наличия элементов степной фауны. Название подчёркивает характерное для таких участков подчинённое положение степи по отношению к антропогенным контурам, площадь порядка 1 тыс. га. Такие участки характерны для ЕТР.

Степной участок (массив). Компактный участок с целинной либо существующей или потенциально возможной вторичной степной растительностью, с наличием или экологическими и социально-экономическими условиями наличия элементов степной фауны (порядка 10 тыс. га), включающий специфические степные ландшафты в любых соотношениях. Присутствуют визуальные характеристики степей, такие как бескрайность травяного пространства, и существует возможность для полувольного содержания степных копытных. Степной участок должен иметь как минимум одно большое или несколько более мелких эталонов ядра зональной типичности. В регионах с полной утратой таковых резонно считать степным участком или степью внутризональные разновидности степных экосистем.

Степь. Это достаточно крупный (порядка 100 тыс. га) компактный территориальный массив с текущим или потенциальным преобладанием зональной степной растительности в рамках крупных водоразделов, включающий участки как целинных, так и вторичных степей. Такая площадь компактного массива в полной мере реализует визуальные характеристики степей, такие как бескрайность травяного пространства, и в полной мере поддерживает круговорот вещества и энергии, популяционную структуру травостоев и приемлемые условия обитания полувольных или вольных стад копытных. Такие участки степей сохранялись на Европейской территории вплоть до 1940-х годов на территориях крупных конных заводов, сегодня такие массивы существуют на территориях МО РФ. На в настоящее время таких участков сохранилось крайне мало, речь идёт о возможном потенциале восстановления степных экосистем на формируемых кадастровых земельных кластерах с разрешённым видом использования под животноводство, на текущий момент могут быть представлены нарушенными территориями, на которых возможна экологическая реставрация степных экосистем.

Меридиональный профиль (сегмент), или эталон степной зоны. Это меридиональный сегмент степной зоны, в пределах которого представлены все подзоны, существующие в данном секторе. В пределах такого сегмента возможно провести меридиональный профиль через степную зону поперёк её широтной протяжённости. Ландшафтная структура такого сегмента соответствует исходной ландшафтной структуре своего сектора степной зоны. Меридиональная протяжённость через всю зону обеспечивает условия устойчивого существования и естественных сезонных миграций популяций диких степных копытных или отгонного животноводства. Площадь такого эталона порядка миллиона гектаров, в настоящее время такие эталоны не существуют. В качестве близких примеров можно привести два объекта в Северном Казахстане, включающие в основном внутризональные разновидности степей на непахотопригодных почвах: Тургайский прогиб и Селетитенгизско-Баянаульский массив. Развивая далее наши представления, добавим, что для Северного Казахстана необходимо выделение третьего меридионального сегмента по линии «Петропавловск – озеро Тенгиз».

Любая представленная категория может выступать в качестве ядра степного экологического каркаса, но, как уже было сказано выше, конфигурация имеет не меньшее значение, чем площадь. 

3.2.2. Опыт бонитировки потенциальных ядер степного экологического каркаса

Изложенная ниже методика бонитировки, разработанная для оценки функциональности ядер степного экологического каркаса, предназначена для территорий, рассматриваемых нами в качестве таковых или потенциально таковых на основании соответствия перечисленным ниже требованиям.

1) Соответствует описанию какой-либо категории ядер степного экологического каркаса. Далее согласно этому соответствию территории называются «участок степи», «степной участок», «степь», «меридиональный профиль».

2) До агрокультурного освоения ядро зональной типичности степей занимало в ландшафтной структуре территории не менее 25 %. К территориям, находящимся в степедефицитных регионах, данное требование не предъявляется.

3) В пределах территории можно выделить круг радиусом 1 км, полностью соответствующий описанию эталона ядра зональной типичности, а общая площадь таких эталонов составляет не менее 1 % площади территории. К территориям, находящимся в степедефицитных регионах, требования по данному пункту не предъявляются.

4) Если территория находится в степедефицитных регионах, то на ней имеется хотя бы один эталон ядра зональной типичности, либо участок функциональный в качестве семенника титульной степной растительности, в пределах которого возможно расположить круг радиусом 1 км.

5) Сумма площадей эталонов ядра зональной типичности и иных участков функциональных в качестве семенников титульной степной растительности составляет не менее 10 % площади территории. К территориям, находящимся в степедефицитных регионах, данное требование не предъявляется.

Предлагаемая ниже бонитировка является сравнительной балльной оценкой ядра степного каркаса по отношению к квадратной ненарушенной территории минимальной площади участка степи (1000 га), до агрокультурного освоения соответствовавшей типичному степному региону по доле ядра зональной типичности степей и содержащей эталон ядра зональной типичности, в который можно вписать круг радиусом 1 км. Согласно нашей методике, такая территория оценивается в 3000 баллов и соответствует минимуму площади при максимуме качества, что принимается за оценочный эталон. Соответственно, чем выше площадь и качество, тем выше балл функциональности.

Территория не рассматривается как единая целая в тех случаях, если рассечена или почти рассечена на части средними или крупными реками, либо железными дорогами, либо автомобильными дорогами федерального значения, либо иными линейными антропогенными объектами эквивалентными любому из перечисленных как миграционная преграда. В перечисленных случаях каждая образовавшаяся в результате рассечения часть рассматривается как отдельная территория с проверкой на соответствие приведённым выше требованиям и, если соответствует им, то рассматривается как потенциальное ядро степного экологического каркаса.

Если конфигурация территории такова, что проведением через неё отрезка длиной 0,35 квадратного корня из площади от данной территории возможно отсечь хотя бы 10 % её площади, то такой отрезок должен быть проведён на карте. Каждая часть по обе стороны этого отрезка рассматривается как отдельная территория с проверкой на соответствие приведённым выше требованиям и, если соответствует им, то рассматривается как потенциальное ядро степного экологического каркаса.

Если длина территории превышает ширину более чем в 8,2 раза, то, как будет показано далее, даже при строго прямоугольной форме без выступов и вдавлений отрезком длиной 0,35 квадратного корня из площади возможно произвольно разделить территорию на две части, а значит, возможно отсечь от территории любой участок любой площади, в т.ч. свыше 10 % общей площади.

Для доказательства данного утверждения рассмотрим прямоугольник со сторонами a и b, площадь которого равна S. Поскольку это прямоугольник, то
S = a  b. Если одна сторона (примем её за сторону a) в 8,2 раза больше другой (примем её за сторону b), то есть, если a = 8,2  b, то уравнение S = a  b
преобразуется в: S = 8,2  b  b = 8,2  b2. Из S = 8,2  b2 следует, что
b = √S/8,2, то есть b = 0,349√S. То есть в рассмотренном нами прямоугольнике меньшая сторона равна 0,349√S Следовательно, отрезок длиной 0,35√S оказывается длиннее меньшей стороны прямоугольника, а значит, таким отрезком возможно пересечь прямоугольник в любом месте, что и требовалось доказать применительно к прямоугольнику, то есть к участку строго прямоугольной формы.

Если же участок не является строго прямоугольным, то длиной и шириной такого участка являются стороны прямоугольника, в который этот участок может быть вписан. Следовательно, участок занимает лишь часть прямоугольника, и если в отношении отрезка длиной 0,35 квадратного корня из площади прямо­угольника доказано, что он способен пересечь прямоугольник в любом месте, то он тем более способен пересечь любую фигуру, вписанную в этот же прямоугольник.

Наличие возможности произвольно разделать территорию пополам отрезком длиной 0,35 квадратного корня из площади косвенно отражает существенную потерю функциональности как ядра экологического каркаса из-за недостаточной компактности, поэтому для территорий, длина которых превышает ширину более чем в 8,2 раза, бонитировку как потенциальных ядер степного экологического каркаса не проводим за недостаточной компактностью. Такие участки целесообразно рассматривать в качестве степных экологических коридоров.

Ценность территории как потенциального ядра степного экологического каркаса:

 

V = kh    kl    D    S,    

 

где: V – ценность территории как потенциального ядра степного экологического каркаса (балл);

Kh – коэффициент гомогенности;

Kl – коэффициент соответствия;

D – погектарная базовая балльная ценность (балл/га);

S – площадь территории (га).

Как видно из формулы 1, для расчётов по ней необходима известность величин Kh, Kl, и D. Нахождение этих величин рассматривается ниже.

Погектарная базовая балльная ценность (D) – это ценность 1 га территории в зависимости от её обусловленного площадью потенциала приближения к доаг­рокультурному степному ландшафту. Выделенные категории потенциальных ядер выстраиваются в ряд «участок степи» – «степной участок» – «степь» – «меридиональный профиль» по возрастанию обусловленного площадью потенциала приближения к доагрокультурному степному ландшафту, то есть по возрастанию ценности 1 га в зависимости от такового потенциала – погектарной базовой балльной ценности. При этом возрастание потенциала приближения к доагрокультурному степному ландшафту происходит не пошагово, т.к. резких границ между категориями не обнаружено, а континуально.

В основу определения погектарной базовой балльной ценности (D) положено то, что в рассмотренном выше ряду категорий «участок степи» – «степной участок» – «степь» – «меридиональный профиль» по возрастанию ценности 1 га приблизительная площадь увеличивается в десять раз при каждом переходе от категории к категории, образуя ряд 103-104-105-106 га. Таким образом, с изменением логарифма площади на 1 происходит качественный переход. В силу такой логарифмической зависимости качества территории по потенциалу приближения к доагрокультурному степному ландшафту, а значит, и по гектарной базовой балльной ценности, от её площади, а также в силу континуального характера качественных изменений с изменением площади наиболее адекватным является определение погектарной базовой балльной ценности как десятичного логарифма площади.

 

D = lgS  1 балл/га,                                                                

где: D – погектарная базовая балльная ценность (балл/га);

S – площадь оцениваемой территории (га).

Коэффициент гомогенности (Kh) отражает компактность и ненарушенность территории. Данный коэффициент является понижающим, то есть фактически вводится на некомпактность и нарушенность, отклоняющие территорию от идеаль­но компактной и ненарушенной, которой соответствует  Kh = 1. Для любой территории, не признанной идеальной Kh<1.

За идеальную принята территория квадратной формы без акваторий средних или крупных рек, без объектов, несвойственных степи или скрывающих линию горизонта от обзора, без нарушенных участков, без вредных для степных экосистем объектов. Залежи, скотосбои, зарастающие дороги или руины с признаками хотя бы ранних стадий сукцессии в направлении вторичной степи не рассматриваются как нарушенные участки.

Для получения коэффициента гомогенности в пределы оцениваемой территории на карте вписывается «степная окружность» – окружность, внутри которой территория полностью (или практически полностью) соответствует выше­описанной идеальной во всём, кроме того, что не является квадратной. Коэффициент гомогенности определяется на основе радиуса самой большой возможной в пределах оцениваемой территории степной окружности, который далее называется «степной радиус» (r). Поскольку площадь оцениваемой территории измеряется в гектарах, степной радиус должен измеряться в сотнях метров, т.к. гектару как единице площади соответствует линейная единица, равная 100 метрам, которую далее называем «метрический стадий» с сокращённым обозначением (мст). Иначе говоря, гектар – это ни что иное, как квадратный метрический стадий: 1 га = 1 мст2. Для получения значения радиуса в метрических стадиях нужно разделить его значение в метрах на сто.

В основу коэффициента гомогенности (Kh) положено отношение степного радиуса оцениваемой территории (r) к степному радиусу воображаемой идеальной территории (rˊ), равной оцениваемой по площади. Ввиду того, что идеальная территория идеальна по всей площади, её самой большой степной окружностью неизбежно станет вписанная окружность. Следовательно, для идеальной территории радиус вписанной окружности является степным радиусом, и, так как такая территория представляет собой квадрат, её радиус вписанной окружности, он же степной радиус, равен половине квадратного корня из площади,что может быть записано как: r, = √S,/2, где S’ – площадь воображаемой идеаль­ной территории. Поскольку воображаемая идеальная территория равна оцениваемой по площади, S’ в вышеприведённом уравнении фактически является площадью оцениваемой территории (S), а значит: r, = √S/2. Если в математическом отношении степного радиуса оцениваемой территории к степному радиусу воображаемой идеальной (r/r’) заменить величину r’ правой частью этого уравнения (√S/2), то рассматриваемое отношение примет вид: , преобразующийся в 2  r/√S.

Экспертной оценкой установлено, что понижение ценности территории из-за её некомпактности и нарушенности наилучшим образом отражает не само по себе отношение r/r’, а квадратный корень из него, поэтому за коэффициент гомогенности Kh принят квадратный корень из этого отношения в его записи как 2  r/√S

Коэффициент соответствия (Kl) отражает соотношение оцениваемой территории и типичного степного региона по доле ядра зональной типичности степей. Для степного региона за это ядро считаются все территории, составлявшие его до агрокультурного освоения, причём независимо от их текущего состояния. Для оцениваемой территории за это ядро считаются все площади, относившиеся к нему до агрокультурного освоения, независимо от их текущего состояния, но за вычетом площадей, не подлежащих восстановлению ввиду их физического состояния или грубой социально-экономической нецелесообразности восстановления.

Так как в типичном степном регионе доля ядра зональной типичности степей составляет порядка 50 % территории, за коэффициент соответствия (Kl) принята доля этого ядра от площади оцениваемой территории (в процентах), делённая на 50 %. Для оцениваемой территории доля ядра зональной типичности степей может быть записана как (Sl/S)  100%, где Sl – площадь ядра зональной типичности, а S – площадь оцениваемой территории. Коэффициент соответствия (Kl) получается делением доли ядра на 50 %, то есть:  Kl = (Sl    100%)/(S    50%), что преобразуется в формулу:

 

Kl = 2    Sl/S ,                                                            

 

где: Kl – коэффициент соответствия;

Sl – площадь ядра зональной типичности степей на оцениваемой территории (га);

S – площадь оцениваемой территории (га).

Замена в формуле 1 величин D, Kh и Kl их выражениями по формулам, соответственно, 2, 3 и 4 приводит формулу 1 к виду:

 

V = lg S    (2    r/√S)    2    Sl    S    1 балл/га, который преобразуется в:

 

V = 2  (2)  lgS  (r/S)  Sl  1 балл/га. Учитывая, что 2  2 ͌ 2,83, это уравнение может быть записано:

 

V = 2,83    lg S    (r/√S)    Sl    1 балл/га,       

где: V – ценность территории как потенциального ядра степного экологического каркаса (балл);

S – площадь оцениваемой территории (га);

r – степной радиус оцениваемой территории (мст);

Sl – площадь ядра зональной типичности степей на оцениваемой территории (га).

Расчёт по формуле 5 требует меньшее число операций, чем расчёты по формулам 1 – 4 вместе взятые.

Предлагаемая методика бонитировки потенциальных ядер степного каркаса легко совместима и удобна с обработкой данных ДЗЗ, в перспективе данная методика планируется к апробации при проектировании степного агроэкологического каркаса на постцелинном пространстве Оренбургской области. Балльная оценка по данной методике отражает сравнительную ценность степных территорий и тем самым позволяет производить выбор и определять приоритет природоохранной деятельности при построении степных каркасов в рамках развития территориального планирования.


Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!