ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПАРКОВЫХ ЭКОСИСТЕМ Мурачёва Л.С., Бедарева О.М.

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПАРКОВЫХ
ЭКОСИСТЕМ
Мурачёва Л.С., Бедарева О.М. (ФГОУ ВПО «КГТУ», г. Калининград, РФ)
In article ways of optimization of spatial structure park ecosystems are considered.
Цель данного исследования заключается в оценке вертикальной и горизонтальной структуры парковых экосистем, что позволяет разработать мероприятия
по оптимизации их пространственной структуры.
В ходе полевых работ проведены сопряжённые почвенно-геоботанические
исследования ряда лесных, луговых и водных биогеоценозов ландшафтных парков Калининграда – Макс Ашманн парка и парка «Южный», а также Светлогорского лесничества (фон).
В работе использованы классические методы лесотаксационных и геоботанических исследований, изложенные в таких руководствах как: Краткое руководство геоботанических исследований (1952); Основы лесной биогеоценологии
(Сукачёв, 1964); Программа и методика биогеоценологических исследований
(1974); Геоботаника (Быков 1978); Классификация растительности (Александрова, 1970); Сообщества и экосистемы (Уитекер, 1980).
Пространственная структура лесной экосистемы подразумевает как вертикальную структуру – ярусность, парцеллярность, так и горизонтальную (мозаичность).
Вертикальная структура смешанного леса, основана на кондоминировании –
суть которого заключается в двух – и многовидовых ярусах, состоящих из древесных пород, принадлежащих к одной или разным экобиоморфам. Кондоминанты (дензекторы) смешанного леса доминируют в сравнительно густом стоянии и
не связаны сетью корневищ. Они могут быть согласно терминологии Г.М. Зозулина (1959) реддитивными – легко уступающими своё место при уничтожении
надземной части (Picea obovata) и рестативными – возобновляющимися из спящих почек (Betula pendula). Таким образом, кондоминанты (Quercus robur L.,
Carpinus betulis L.) наиболее распространённый ценотип в сравниваемых экосистемах.
Роль видов входящих в состав фитоценозов неоднозначна. Поэтому важно
оценить их вклад в структурную организацию экосистемы в целом. Древесная
растительность составляет основу как лесной, так и парковой экосистемы. Особенностью ландшафтных парков Калининградской области является то, что виды,
имеющие зональную приуроченность, широко представлены в парковой экосистеме. Поэтому сравнительный анализ структуры тех и других (парковых и лесных экосистем) вполне корректен, так как в них присутствуют лесообразующие
породы природной зоны смешанных лесов Калининградской области.
Отличием лесной экосистемы является устойчивость, что обусловлено саморегуляцией и самовозобновлением. Это климаксовый вариант природной системы.
Структура лесной экосистемы определяется видовым составом, наличием
разнообразных жизненных форм. Во многом парковая экосистема повторяет элементы лесной экосистемы (ярусность, парцеллярность и др.). Однако парковые
лесные экосистемы относятся к регулируемым антропогенным структурам, равновесное существование которых определяется воздействием человека.
Для природной лесной экосистемы древесные растения – это кондоминанты
климаксовых фитоценозов, образующие главный слой. В парковой экосистеме
кондоминанты сопряжены с проклимаксовыми плакорными фитоценозами. Нередки в структуре ландшафтных парковых экосистем антропофиты, особенно, в
травянистых ярусах, связанные с антропогенными воздействиями. Заслуживает
внимание и то, что лесные экосистемы имеют наиболее сложные и фитоценотически развитые ассоциации, имеющие симбиотически сопряжённые слои, чаще
всего представленные в группе семейств – Pinaceae, Fagaceae, Betulaceae, Salicaceae.
Субдоминанты смешанного леса образуют второстепенные слои сообщества, субкондоминанты составляют их совместно. И те и другие в большей или
меньшей степени зависят от среды, преобразованной доминантами, но и их вклад
в её изменение также велик.
К ингредиентным видам (ассектаторам), отнесены остальные участники сообществ, их главных и второстепенных слоёв.
Рассмотрим вертикальную структуру парка «Южный». Древесный ярус образован несколькими видами разной высоты, средняя степень сомкнутости в выделах составляет 0,3 – 0,4, довольно часто – редина. Деревья имеют различный
диаметр (измеренный на высоте груди), что обусловлено возрастным составом
популяции. Средняя высота доминирующих лесообразующих пород – Quercus
robur L., Carpinus betulis L. составляет 17м – 18м. Под верхним древесным ярусом развит либо разреженный, либо достаточно загущенный ярус субдоминантов
(зависит от степени регуляции пространственной структуры), образованной теми
же породами, что и главный ярус, но возможно внедрение и формирование подроста из других пород в результате массового заноса семян.
Яруса смешанного леса обладают различной степенью устойчивости: древесный, кустарниковый, кустарничковый яруса представлены во все сезоны года,
но изменяются физиономически за исключением популяций вечно-зелёных растений; травянистый ярус относится к ежегодно возобновляющемуся и постепенно, увеличивающему объём, занимаемой им среды.
Межъярусность практически не свойственна смешанному лесу европейской
части и достаточно однообразна – выражена присутствием эпифитов (мхов и лишайников), которые могут располагаться на стволах деревьев от комелевой части
и выше по стволу. Из лиан в лесных и парковых экосистемах отмечен только
один вид.
В смешанном лесу главный ярус образован несколькими популяциями древесных пород, поэтому особенно сложен. Поскольку каждая популяция, состоящая из группы особей определённого вида, будет отличаться биомассой, энергетическим потенциалом, образующимся опадом и своим микроклиматом. Эта неоднородность позволяет перейти от ярусной организации к оценке парцеллярной
структуры. Для лесного фитоценоза парцелла на наш взгляд элемент вертикальной структуры. Согласно определению Б.А. Быкова (1988): «парцеллы это структурные части фитоценоза, дифференцирующие его главный слой на группы особей доминантных или замещающих их ингредиентных популяций».
Для фитоценоза смешанного леса парцелярность обусловлена целым рядом
причин: во-первых, присутствуют породы, относящиеся к разным видам и даже
разным биоморфам, значит опад, будет иметь различный химический состав; вовторых, размещение доминантных популяций неоднородно – возможно образование загущений и редин; в-третьих – выпадение отдельных особей из общего
яруса в силу возрастных особенностей (сенильные особи). Кроме того нельзя не
учесть в этой ситуации экзогенного воздействия факторов внешней среды (ветровал), в этих случаях формируются «окна», которые по энергетической плотности
также будут отличаться от главного слоя фитоценоза и дифференцировать его.
Перечисленные причины парцеллярности в той или иной степени находят своё
проявление и в парковых экосистемах.
Главный слой фитоценоза смешанного леса можно рассматривать как интегрированную совокупность ординарных парцелл в виде групп особей доминантов
и кондоминантов с некоторым количеством сериальных, где идёт процесс восстановления доминантов и субдоминантов.
Синузиальная структура в лесных и парковых экосистемах присутствует во
всех ярусах. Синузии древесного яруса отличаются устойчивостью, поскольку
представлены ценопопуляциями видов, имеющих многолетние надземные органы, при выраженной сезонной аспективности.
Поскольку в смешанном лесу, а в равной степени и в парковой экосистеме,
ярко выражены два световых максимума, то и растения травянистого яруса будут
ориентированы на разное световое довольствие. Первый световой максимум приходится на весенний период (до распускания листьев древесных доминантов),
связан с началом вегетации и характеризуется массовым развитием синузий эфемероидов в травянистом ярусе. Наиболее широко представлены синузии, образованные чистяком весенним, гусиным луком, ветреницей дубравной.
Затем период полной облиственности древесного яруса синузии эфемероидов сменяются длительно вегетирующим летним разнотравьем (Galeobdolon liuteum Huds., Poa pratensis L., Alopecurus pratensis L.и др.).
Второй световой максимум соответствует периоду листопада и используется
травянистой растительностью для закладки почек возобновления подземных органов.
Мозаичность или наличие микроценозов в лесных сообществах мы рассматриваем, как горизонтальную структуру. Это явление может быть обусловлено
различными причинами. Исходя из классификации Работнова (1984) в объектах
исследования можно выделить следующие типы мозаичности: эдафотопическая
всецело обусловленная внутренней средой обитания и в частности эдафотопом –
это присутствие микроценозов мхов; сапрофитных организмов и экзогенную обусловленную наличием повреждения почвенного покрова: деятельность организмов геобия, особенности поведения некоторых лесных животных, вывал деревьев
второстепенного слоя, разжигание костров. Варианты мозаичности в парковой
экосистеме могут быть дополнены такими её типами, как эпизодический случайный занос видов, обладающих значительным потенциалом как в плане семенного, так и вегетативного размножения, клоновая мозаичность, особенно в понижениях с застоем воды, например, отмечено массовое развитие хвоща болотного
(Equisetum palustre L.).
Во многом пространственная структура лесной экостистемы определяется
возрастным составом ценопопуляций древесных доминантов. В связи с этим определён возрастной состав.
Среди доминантных популяций дендрофлоры парков возрастные границы
представлены таким образов. Дуб черешчатый – генеративные особи (80-110 лет),
подрост крайне редок, практически отсутствует, но имеет место обильное семенное возобновление – до 10 особей на 1м2. Количество жизнеспособных семян в
почве не определялось, хотя это достаточно важный показатель. Липа мелколистая – генеративные особи (75-100 лет), порослевое возобновление, семенное возобновление отсутствует; подрост редок. Клен остролистный – генеративные
особи (70-90 лет), подрост обилен (15-25 лет).
Оценка парцеллярности и мозаичности позволяет сделать выводы о направленности происходящих процессов, устойчивости фитоценозов, уровне биопродукционного процесса.
Проведённые исследования позволяют сделать следующие выводы:
 Пространственная структура в лесопарковых насаждениях имеет не только приспособительное значение для совместного существования видов ориентированных на разное световое довольствие, но и имеет огромное эстетическое значение. Рассмотрение пространственной структуры лесного фитоценоза начинается с ярусности, хотя в качестве структурных единиц выступают фитоценотические горизонты, парцеллы, синузии, консорции.
 В растительном покрове парков нами выделены деревья первой величины
– 15-20 м и выше, деревья второй величины – 6-15м, низких деревьев до 6 м; кустарников – 1,5-5 м; травянистый ярус с градациями – 10-20 см, 20-40 см, 40-80
см; ярус напочвенных растений.
 Оценка возрастного состава ценопопуляций видов древесных растений
позволила сделать вывод, что основная масса особей относится к генеративной и
сенильной возрастным группам, что говорит о явном неблагополучии популяций
в плане их устойчивости в фитоценозе. Кроме того, на территории парков выявлен целый ряд перестойных насаждений, требующих немедленной замены.