Введение к работе
Актуальность темы исследования продиктована тем, что для Черноморского побережья Кавказа рекреационное лесопользование становится основным видом пользования лесом, приносящим стабильный доход. В этой связи проблема его оптимизации приобретает особое значение. До сих пор не исследованными остаются вопросы изменения экосистем горных лесов региона в условиях современного изменения климата при антропогенном воздействии.
Существует потребность в получении достоверной информации о состоянии именно буковых и дубовых лесов, так как они преобладают в среднегорной высотной зоне южного склона Западного Кавказа и подвергаются антропогенному воздействию. Очевидна необходимость исследования вопросов организации лесопользования в горах; усовершенствования программ экологического мониторинга; создания баз данных и оценки степени рекреационной дигрессии лесов.
Цель исследования - комплексное эколого-географическое исследование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа в контексте их рационального использования. Для реализации цели исследования были поставлены следующие задачи:
исследовать изученность проблем лесопользования и экологическое состояние горных лесов Черноморского побережья Кавказа;
проанализировать региональные особенности организации и проведения мониторинга экосистем горных лесов;
изучить данные мониторинга структуры и функционирования горных лесных экосистем в буковой и дубравной зонах региона;
разработать концепцию устойчивого лесопользования в горных условиях;
исследовать региональные особенности рекреационной дигрессии лесов;
наметить пути оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются горные буковые и дубовые леса Черноморского побережья Кавказа. Предмет исследования - системное функционирование буковых и дубовых лесов Черноморского побережья Кавказа в условиях современного изменения климата при экстенсивном антропогенном воздействии.
Теоретической и методологической основой исследования нами приняты:
Многолетние экспедиционные исследования по изучению антропогенного воздействия на водорегулирующие и почвозащитные функции горных лесов Черноморского побережья Кавказа (Н.А. Битюков, И.П. Коваль, П.М. Полежай, В.М. Ивонин и др.);
Экологические основы ведения хозяйства в горных лесах Кавказа (Н.А. Битюков, В.В. Братков, И.П. Коваль, Б.П. Шевцов, В.В. Онищенко, А.Г. Крохмаль, П.Н. Датунишвили и др.);
Геоэкологические и ландшафтные исследования территории Северного Кавказа (В.Ф. Вальков, В.В. Дьяченко, Ю.В. Ефремов, А.Г. Исаченко, К.Ш. Казеев, СИ. Колесников, С.А. Литвинская, П.М. Лурье, В.В. Онищенко, В.Д. Панов, Ю.П. Хрусталев и др.);
Подходы к оптимизации рекреационного использования лесов (В.И. Анисимов, А.В. Белякова, А.П. Казанкин, Л.П. Рысин, Г.К. Солнцев, А.И. Тарасов и др.).
Методология исследований основывается на обработке и анализе данных мониторинга микроклиматических, воднобалансовых и лесоводственных показателей, полученных в результате многолетнего активного эксперимента на водосборах лесогидрологических стационаров (ЛГС) научно-исследовательского института горного лесоводства и экологии леса («НИИгорлесэкол»), заложенных в буковой и дубравной зонах региона. ЛГС «Аибга» расположен в буковых лесах восточной части региона (бассейн реки Мзымта), ЛГС «Горский» - в дубовых лесах западной части региона (бассейн реки Джубга). Программа работ включала непосредственно мониторинговые исследования, обработку и анализ полученных данных, а также обобщение результатов предыдущих исследований. Математическая обработка полученных данных проведена с применением стандартных методов анализа на ЭВМ с использованием специализированного программного обеспечения.
Научная новизна: ^усовершенствована методология организации и проведения мониторинга горных лесов Черноморского побережья Кавказа;
-
создана база данных (за период 1964 по 2010 гг.) «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа»;
-
впервые с учетом региональных особенностей лесов выявлены признаки пяти стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов;
-
разработаны направления оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.
Практическая значимость работы. Методологически и технически усовершенствована основа для дальнейших мониторинговых исследований горных лесов Черноморского побережья Кавказа.
Создана база данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» (за период 1964-2010 гг.), на которую получено свидетельство о государственной регистрации № 2012621120 от 26.10.2012 г.
Получены значения изменений температуры воздуха и количества осадков под пологом буковых лесов (на основе данных репрезентативного лесогидрологического стационара «Аибга» и метеостанций опорной сети Росгидромета) за многолетний период наблюдений, которые могут быть использованы для изучения изменения микроклимата в горных лесах региона.
Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный
процесс Карачаево-Черкесского государственного университета им. У.Д.
Алиева - при изучении студентами направления «Экология и
природопользование» дисциплин «Экологический мониторинг»,
«Геоэкология Кавказа», «Управление рекреационным
природопользованием», «Приро дно-ресурсный потенциал горных территорий».
Таким образом, результаты диссертационного исследования можно использовать как в образовательном процессе по нескольким направлениям (спецкурсы, программы переподготовки и повышения квалификации, краткосрочные семинары), так и в научно-исследовательской, инновационной и консалтинговой деятельности.
Апробация работы и публикации. Исследования автора легли в основу его научно-исследовательской работы по реализованному в Сочинском Государственном Университете федеральному проекту «Исследование региональных особенностей и разработка модели мониторинга экосистем горных лесов Причерноморья в условиях современного изменения климата при интенсивном антропогенном воздействии» (Гос. контракт от 7.12.2010 г. № СМ-8/16пр; шифр 2011-2.1.1/13719).
Основные положения диссертации были доложены на следующих конференциях:
Международная научная конференция, посвященная 150-летию Н.М. Книповича «Экологическая безопасность приморских регионов (порты, берегозащита, рекреация, марикультура)», 5-8 июня 2012 г., г. Ростов-на-Дону.
V международная научная конференция «Геоинформационные технологии и космический мониторинг», 2-6 сентября 2012 г., пос. Дюрсо, Краснодарский край.
Личный вклад автора состоит в:
создании многолетних электронных баз данных, одной из которых является база данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» (за период 1964-2010 гг.), которая позволила составить единую сводку результатов предыдущих исследований и усовершенствовать обработку информации мониторинга;
усовершенствовании методологии организации и проведения мониторинга лесных экосистем в регионе, которая базируется на использовании (взамен регулярной сетки постоянных пунктов наблюдения) опорной сети репрезентативных водосборов с фиксированными границами;
получении основных статистических показателей и тесноты связи между данными по количеству осадков с метеостанций и пунктов наблюдений, расположенных в зоне буковых лесов;
графическом моделировании временной динамики исследуемых показателей (температура воздуха, количество осадков, склоновый сток, масса листового опада, фитомасса травостоя);
разработке с учетом региональных особенностей Черноморского побережья Кавказа 5-стадийной шкалы рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов, отражающей качественные и количественные характеристики их основных компонентов на каждой стадии дигрессии: древостоя, подроста, подлеска, напочвенного покрова, почвы;
непосредственном участии в апробации результатов исследования.
Соответствие диссертации паспорту специальности. Тема диссертационной работы соответствует специальности 25.00.36 «Геоэкология», поскольку исследования геоэкологических аспектов устойчивого развития регионов входят в круг задач геоэкологии. Проведенные исследования соответствуют следующим областям исследований отрасли «Науки о Земле» специальности 25.00.36 «Геоэкология»:
п. 1.10 - «Разработка научных основ рационального использования и охраны водных, воздушных, земельных, рекреационных, ...» - С учетом региональных особенностей оценки рекреационной дигрессии лесов выделены признаки пяти стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов, намечены пути оптимизации рекреационного лесопользования на Черноморском побережье Кавказа.
п. 1.12 - «Геоэкологический мониторинг и обеспечение экологической безопасности, средства контроля» - Усовершенствована методология организации и проведения мониторинга горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа.
п. 1.16 - «Геоэкологические аспекты устойчивого развития регионов» -Сформулирована концепция устойчивого лесопользования в горных условиях.
п. 1.17 - «Геоэкологическая оценка территорий. Современные методы ... Разработка научных основ государственной экологической экспертизы и контроля» - Создан многолетний банк данных (1964-2010 гг.) «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа».
Основные результаты исследований, выносимые на защиту:
Методологические основы мониторинга горных лесов Черноморского побережья Кавказа реализуют иерархический подход к организации наблюдения, обработке данных и созданию моделей экосистем на основе ранжирования водосборов;
Создание базы данных «Экспериментальные данные по динамике горных лесных экосистем Черноморского побережья Кавказа» позволило усовершенствовать обработку информации мониторинга и подготовить ее к интеграции в геоинформационную систему;
Расчет основных статистических показателей и тесноты связи между данными по количеству осадков с метеостанций и пунктов наблюдений, расположенных в зоне буковых лесов показал устойчивый тренд увеличения количества осадков с 1650 мм в начале 20-го века до 2050 мм -в настоящее время.
С учетом региональных особенностей лесов выделены признаки пяти стадий рекреационной дигрессии лесных биогеоценозов, отражающие качественные и количественные характеристики их основных компонентов на каждой стадии дигрессии.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 4 в ведущих периодических изданиях перечня ВАК и 1 монография; получено свидетельство о государственной регистрации базы данных.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 180 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав и заключения. Список литературы включает 209 наименований, в том числе 17 на иностранных языках. Текст проиллюстрирован 42 рисунками и содержит 25 таблиц.
Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д.г.н., профессору Вячеславу Валентиновичу Онищенко за помощь методического и организационного характера. Автор также выражает свою благодарность д.б.н., профессору Николаю Александровичу Битюкову; к.э.н., доценту Венере Грачиковне Айрапетян; к.г.н. Наталье Александровне Яицкой и Даниилу Владимировичу Красавину за всестороннюю помощь и поддержку.
