введение - Пермский государственный университет

На правах рукописи
ТЮСОВ Алексей Владимирович
ОЦЕНКА ПРИРОДООХРАННОГО СТАТУСА ТЕРРИТОРИЙ
ПУТЕМ ПРОСТРАНСТВЕННОГО АНАЛИЗА
РАСПРОСТРАНЕНИЯ РЕДКИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ВИДОВ
(НА ПРИМЕРЕ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ)
Специальность 03.00.16 – Экология
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
кандидата биологических наук
Пермь – 2008
Работа выполнена на кафедре экологии Тверского государственного
университета
Научный руководитель:
кандидат биологических наук,
доцент
Сорокин Александр Сергеевич
Официальные оппоненты:
доктор географических наук,
профессор
Воронов Георгий Анатольевич
доктор биологических наук,
профессор
Шураков Аркадий Иванович
Ведущая организация:
Московский государственный
университет им. М.В. Ломоносова
Защита состоится 15.05.2008 г. в 1600 часов на заседании диссертационного
совета Д 212.189.02 при Пермском государственном университете по адресу:
614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, зал заседаний Ученого Совета.
Факс (342) 2371611.
С диссертацией можно
государственного университета
ознакомиться
в
библиотеке
Пермского
Автореферат разослан «____» ___________ 2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор биологических наук, доцент
2
Л.В. Новоселова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. В последнее десятилетие в России, как и во
всем
мире,
активизировался
процесс
создания
региональных
и
межрегиональных Красных книг, но роль этих документов невелика без
организации территориальной охраны (Реймерс, Штильмарк, 1978; Соболев,
1999; Воронов и др., 2002; Заварзин, Мучник, 2005; Присяжнюк, 2006; Силаева,
2006). Выявление наиболее важных с точки зрения охраны биоразнообразия
территорий обеспечивает эффективное ведение Красных книг и требует
комплексного подхода. Для решения этой проблемы дополнительные
возможности предоставляют информационные системы, основанные на
интеграции пространственных данных. Использование геоинформационных
технологий (ГИС-технологий) при ведении региональных Красных книг
позволяет систематизировать сведения о местонахождениях редких видов,
организовать мониторинг биоразнообразия и проводить детальный анализ
данных. Однако исследования в этом направлении начаты сравнительно
недавно (Аксенов, Соболев, 1997; Щербаков, 1999; Гафурова, 2003; Серегин,
2004, 2006; Вахромеев, 2006; Киселева, Пригоряну, 2006; Курулюк, 2006).
Актуальны разработка концепции информационного обеспечения, создание
модельных эколого-геоинформационных систем и оценка их эффективности на
примере конкретных регионов.
В качестве базовой территории нами была выбрана Тверская область,
модельный статус которой определяется ее межзональным расположением,
ландшафтным разнообразием и своеобразием флоры и фауны. В 2002 г. вышла
в свет Красная книга Тверской обл. В настоящее время организована работа по
ведению Красной книги.
Цель исследования. Оценить природоохранную значимость территории
Тверской области путем пространственного анализа распределения
местонахождений редких видов. Для достижения поставленной цели
необходимо было решить следующие задачи:
 разработать и обосновать структуру, содержание и функции
информационной системы, обеспечивающей эффективный анализ
распространения редких видов и оценку природоохранного статуса
территорий;
 выявить специфику распространения редких видов на территории Тверской
обл.;
 оценить природоохранный статус территорий путем пространственного
анализа местонахождений редких видов;
 дать практические рекомендации по оптимизации региональной сети особо
охраняемых природных территорий.
Научная новизна. Впервые разработана модельная экологогеоинформационная система (ЭГИС), включающая комплексную информацию
о распространении редких видов растений, животных, грибов и лишайников в
Тверской обл., которая позволяет осуществлять эффективное ведение
региональной Красной книги.
3
Предложен оригинальный подход, дающий возможность оценить
природоохранную значимость территорий на основе пространственного анализа
распределения местонахождений редких видов. Впервые при определении статуса
местонахождений использован интегральный критерий K, а при ранжировании
охранного статуса территорий применен метод плавающего окна.
Теоретическое
значение
работы.
Материалы
и
положения,
представленные в работе, вносят методический вклад в теоретическую базу
изучения и информационного обеспечения охраны биологического разнообразия.
Концепция модельной ЭГИС позволяет проводить детальный анализ
пространственного распределения редких видов и может быть основой для
разработки стратегий и программ сохранения биоразнообразия. Предложенная
модель дает возможность оптимизировать создание региональных систем
ООПТ.
Практическая значимость. Обобщена вся информация о распространении
редких биологических видов на территории Тверской обл. Создана ЭГИС, ставшая
базой для проведения мониторинговых исследований и осуществления
мероприятий по сохранению редких видов и ведению Красной книги области.
Выделены ключевые с точки зрения охраны биоразнообразия территории
Тверской обл. Полученные результаты нашли отражение в материалах
государственного Кадастра особо охраняемых природных территорий (ООПТ)
Тверской обл.
Материалы диссертации активно используются в учебном процессе на
биологическом и географическом факультетах Тверского госуниверситета.
Основные положения, выносимые на защиту
1. При
оценке
природоохранного
статуса
территорий
путем
пространственного анализа местонахождений редких видов целесообразно
ранжировать статус находок и рассчитывать плотность местонахождений,
используя интегральный критерий К.
2. Число редких видов и плотность их местонахождений зависят от степени
сохранности растительного покрова, особенностей геоморфологии и
ландшафтной структуры территории.
3. В Тверской области представлены территории с высоким уровнем
репрезентативности охраняемого компонента биоразнообразия, в пределах
которых целесообразно выделить ограниченное число ключевых ООПТ.
Апробация работы. Основное содержание работы и полученные результаты неоднократно доложены и обсуждены на заседаниях кафедры экологии ТвГУ,
научных конференциях аспирантов и студентов ТвГУ (1997–2005 гг.), на
региональных научно-практических конференциях (2000, 2001, 2004 гг.). Сделаны
доклады на межведомственной конференции «О создании зон щадащего
природопользования как основы обеспечения устойчивого развития регионов
верховьев Волги и Днепра» (г. Москва, 23–24 ноября 1999 г.)международной
конференции в г.Йоэнсуу (Финляндия, 2000 г.), на VI-м научном совещании по
флоре Средней России (г. Тверь, 15–16 апреля 2006 г.), межрегиональной научнопрактической конференции «Проблемы ведения Красных книг регионов России»
(г. Пермь, 30 ноября – 1 декабря 2006 г.).
4
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 22 печатные
работы, в т.ч. 5 – в журналах, входящих в Перечень ведущих рецензируемых
научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Работа изложена на 253 страницах
машинописного текста. Содержит 16 таблиц, 44 рисунка и состоит из введения, 6
глав, выводов и приложения. Список использованной литературы включает 317
наименований, из них 16 на иностранных языках.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ И
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ
Тверская обл. расположена в северо-западной части России. Площадь ее
территории составляет 84,1 тыс. кв.км. Протяженность области с запада на
восток более 450 км (от 30°50' до 38°20' в.д.), а с севера на юг около 350 км (от
55°40' до 58°50' с.ш.) (Ткаченко, 1992).
Территория области расположена в пределах древней ВосточноЕвропейской платформы, что отразилось в ее орографии, тектоническом
режиме и геологической структуре (Архангельский, 1923, 1955; Москвитин,
1934, 1940). Зона действия древних ледников оказала большое влияние на
формирование современного рельефа и характер четвертичных отложений.
Территория области занимает часть Волжско-Каспийского и Балтийского
бассейнов. Большая часть региона расположена в зоне смешанных (хвойношироколиственных) лесов. Лишь северная часть занята тайгой (южно-таежные
леса). Господствуют еловые, сосновые и вторичные мелколиственные леса, под
которыми развиты преимущественно подзолистые и дерново-подзолистые
почвы.
На территории Тверской обл. расположены части Прибалтийской,
Валдайской,
Смоленско-Московской
и
Верхневолжской
физикогеографических
провинций
(Дорофеев,
1992б).
Они
различаются
особенностями литологии, геологии, геоморфологии, гидрологии и характером
почвенно-растительного покрова. Имеются некоторые различия и в климате
этих провинций.
Валдайская и Смоленско-Московская провинции – возвышенные
территории с холмистым рельефом. В Смоленско-Московской провинции
распространены долинные ландшафты с обнажениями карбонатных пород. В
Валдайской провинции есть сложные системы озер, участки с
крупнохолмистым рельефом, леса с участием широколиственных пород.
Верхневолжская и Прибалтийская провинции – преимущественно низменные
равнинные территории. Степень сохранности растительного покрова выше в
пределах Валдайской провинции.
Специфика геоморфологии и гидрологии во многом определила
современную культурно-ландшафтную структуру. Активное хозяйственное
освоение территории начато на этапе развития земледелия в Средней России.
Данный процесс сопровождается увеличением доли пахотных угодий и
5
сокращением площади облесенных территорий. К началу XVIII в. в
значительной степени были освоены Бежецкий, Кашинский, Зубцовский и
Ржевский уезды. К середине XIX в. произошло сельскохозяйственное освоение
большей части уездов Тверской губернии. Развитие промышленности и рост
городов в XX в. вызвали усиление техногенного пресса на ландшафты, которое
привело к загрязнению атмосферного воздуха и водоемов (Хохлова, 2002).
Однако по сравнению с другими регионами Центральной России, растительный
покров и ландшафты Тверской обл. нарушены в меньшей степени.
Глава 2. ИСТОРИЯ ФЛОРИСТИЧЕСКИХ И ФАУНИСТИЧЕСКИХ
ИСЛЕДОВАНИЙ В ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ
Описаны основные этапы изучения биологического разнообразия
Тверской обл., начиная с конца XVIII в. до настоящего времени.
Проанализированы основные сводные работы по флоре и фауне области
(Бакунин, 1879; Невский, 1947, 1952; Шапошников и др., 1959; Нотов, 1998,
2005 и др.). Особое внимание уделено находкам редких биологических видов.
Глава 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В работе использованы данные литературы, гербарных коллекций и
собственные
материалы.
Изучены
фонды
гербариев
Московского
государственного университета (MW), Главного Ботанического Сада им. Н.В.
Цицина РАН (MHA), Ботанического Института им. В.Л. Комарова РАН (LE),
кафедры ботаники Санкт-Петербургского государственного университета
(LECB), Института биологии внутренних вод РАН им. И.Д. Папанина (IBIW),
Ботанического
сада
TвГУ
(TVBG),
отдела
природы
Тверского
государственного объединенного музея (ТГОМ), Тверского государственного
университета (ТвГУ), личного гербария Т.Н. и А.Ю. Белышевых по
Осташковскому району Тверской обл.
Полевые исследования проведены в 1996–2006 гг. в составе экспедиций
кафедры экологии ТвГУ. Изучено 22 района Тверской обл. Выявлено более
3000 находок редких видов. Проведен специальный анализ видового состава
сосудистых растений, мохообразных, лишайников, грибов-макромицетов,
млекопитающих, птиц, амфибий, рептилий, круглоротых, рыб, насекомых,
ракообразных и моллюсков на 1024 особо охраняемых природных территориях.
Создана база данных, в которых обобщены данные о встречаемости 371
редкого вида, включены характеристики 2946 местонахождений. Для
пространственной привязки и анализа данных в работе использованы
стандартные методы геоинформационных исследований в среде программы
ESRI ArcView GIS 3.2. Нами разработана эколого-геоинформационная система,
представляющая собой электронный вариант Красной книги Тверской обл. в
среде ГИС. Создана точечная электронная карта местонахождений редких и
находящихся под угрозой исчезновения биологических видов, насчитывающая
2021 точку. В качестве исходной топографической основы взята растровая
карта Тверской обл. масштаба 1:200000. Использованы картографические
печатные издания (Атлас…, 1848, 2002).
6
С целью оценки охранного статуса природных территорий, разработана
оригинальная методика пространственного анализа исходной точечной
цифровой карты распространения редких биологических видов. Статус находок
ранжировали, используя интегральный критерий K, при определении которого
учитывали природоохранный статус вида, частоту встречаемости в регионе,
точность локализации находки, дату последней регистрации местонахождения.
Природоохранную значимость территорий оценивали путем расчета плотности
местонахождений редких видов и построения поверхности ее варьирования
методом плавающего окна (Silverman, 1986) с учетом интегрального критерия
K. При определении границ и ранга охранного статуса территорий определяли
пороговые значения показателя плотности местонахождений. Выделено 33
ключевые с точки зрения охраны биоразнообразия территории Тверской обл.
Глава 4. ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ВЕДЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ КРАСНЫХ КНИГ
(НА ПРИМЕРЕ ТВЕРСКОЙ ОБЛ.)
Для информационного обеспечения ведения Красной книги Тверской
обл. разработана ЭГИС (ЭГИС ККТО), структура которой является модельной
и может быть адаптирована для любого региона. ЭГИС ККТО состоит из
четырех основных наборов данных: а) топографическая основа; б) редкие виды
и их охрана; в) блок дополнительной информации; г) блок аналитических
данных.
Точечная карта местонахождений редких видов содержит атрибутивную
информацию, представленную в виде электронной таблицы. Главная
структурная единица таблицы – местонахождение одного вида. В шаблоне
атрибутивной таблицы создано 27 полей, 10 из них описывают характеристики
вида, 16 полей – характеристики конкретного местонахождения, одно поле –
дата внесения либо корректировки сведений о местонахождении.
Глава 5. АНАЛИЗ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РЕДКИХ И НАХОДЯЩИХСЯ
ПОД УГРОЗОЙ ИСЧЕЗНОВЕНИЯ ВИДОВ, ЗАНЕСЕННЫХ В
КРАСНУЮ КНИГУ ТВЕРСКОЙ ОБЛ.
Охарактеризовано распространение редких биологических видов и его
изученность в муниципальных районах Тверской обл., в физикогеографических провинциях, районах и индивидуальных ландшафтах разных
типологических уровней. По уровню изученности территории Валдайской,
Смоленско-Московской и Верхневолжской провинций сопоставимы.
Большее число местонахождений выявлено в пределах Валдайской и
Верхневолжской провинций (838 и 598 местонахождений) (рис. 1), которые
характеризуются меньшей, чем Смоленско-Московская провинция, степенью
нарушенности растительного покрова. Значительное число местонахождений в
Валдайской провинции обусловлено также более сложной ландшафтной
структурой территории, обилием ледниковых озер и наличием крупнейшего
водораздела Русской равнины. На уровне физико-географических районов по
обилию редких видов и их местонахождений выделяются Приволжско7
Оршинский (168 видов) и Тудовский (101 вид) (рис. 1). На их территории
располагаются крупные ООПТ федерального значения (национальный парк
«Завидово» и Центрально-Лесной государственный природный биосферный
заповедник) с уникальными лесными и болотными массивами. Есть также
интересные болотные комплексы и долинные ландшафты за пределами этих
ООПТ.
Значительное число охраняемых объектов (45 видов и 111
местонахождений)
в
пределах
Вышневолоцко-Новоторжского
вала
определяется близким расположением карбонатных пород, способствующем
формированию уникальных ландшафтов. Природным комплексом высокой
природоохранной ценности является участок долины р. Волга, получивший
название «Старицкие ворота», расположенный в пределах Верхневолжского
индивидуального ландшафта (55 видов и 135 местонахождений).
Рис. 1. Число редких видов и их местонахождений
в физико-географических провинциях и районах Тверской обл.:
Границы провинций показаны черной жирной сплошной линией, районы ограничены
пунктиром. На столбчатых диаграммах дано общее число местонахождений в провинциях
(левый столбец) и общее число видов (правый столбец). Число местонахождений в районах
отмечено тоном согласно шкале, число видов указано цифрой. Горизонтальной штриховкой
выделены уникальные природные комплексы: А – Вышневолоцко-Новоторжский вал; Б –
участок «Старицкие ворота». ПП – Прибалтийская, ВП – Валдайская, ВВП
–
Верхневолжская, СМП – Смоленско-Московская провинции, границы районов даны по
А.А.Дорофееву (1992б).
8
Большое разнообразие редких видов и высокая плотность их
местонахождений характерны для аллювиальных (254 местонахождения 121
редкого вида), аллювиально-зандровых (107 местонахождений 72 видов),
болотных ландшафтов (48 местонахождений 38 видов на площади 123,8 тыс. га,
что составляет 1,5% от площади Тверской обл.).
Оценено современное состояние и перспективы охраны редких видов на
ООПТ Тверской обл. Описано распространение редких биологических видов,
занесенных в Красную книгу РФ. Проведен сеточный анализ распространения
редких видов.
Глава 6. ОЦЕНКА ПРИРОДООХРАННОГО СТАТУСА ТЕРРИТОРИЙ
ПУТЕМ ПРОСТРАНСТВЕННОГО АНАЛИЗА МЕСТОНАХОЖДЕНИЙ
РЕДКИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ВИДОВ
Оценка природоохранного статуса территорий, должна включать
ранжирование местонахождений редких видов, исходя из критериев их
ценности (Соболев, 1999; Шереметьева 1999; Гафурова, 2003; Валуев, 2006).
Выделение наиболее значимых территорий целесообразно проводить путем
пространственной группировки местонахождений.
Для оценки потенциального природоохранного статуса территорий
представляется возможным использовать пространственный анализ (Тюсов,
Журавлева, 2005, 2006). Исходными данными являются сведения о
местонахождениях редких видов, а также дополнительная атрибутивная
информация. Пространственное выделение наиболее значимых территорий
включает следующие этапы: 1) определение критериев и расчет
природоохранной ценности местонахождений; 2) выбор метода группировки и
пространственного представления данных; 3) выделение и ранжирование
территорий; 4) корректировка границ территорий, обладающих высокой
природоохранной ценностью.
6.1. Расчет потенциальной природоохранной значимости
местонахождений редких видов
При ранжировании охранного статуса местонахождений необходимо
учитывать особенности распространения вида в регионе и целесообразность его
охраны в данном конкретном местообитании (Воронов, Акимов, 1997; Флинт,
2000; Казакова, 2005; Есюнин, 2006). Особого внимания заслуживают
местонахождения видов, занесенных в Красную Книгу РФ, видов, находящихся
в регионе под угрозой исчезновения и с сокращающейся численностью
(статусы 1 и 2), а также редких видов, чьи находки уникальны
(немногочисленны).
Нами предложено 5 критериев (табл. 1), которые достаточны для
экспресс-оценки природоохранной значимости местонахождений. Анализ по
этим критериям позволяет выявить наиболее ценные, с точки зрения охраны
биоразнообразия, территории для последующего более детального изучения с
использованием данных дистанционного зондирования и натурных
исследований.
9
При расчете потенциальной природоохранной значимости каждого
местонахождения использован интегральный критерий K, который вычисляется
на основе метода рангов (формула 1). В связи с тем, что критерии не
равнозначны, им присваиваются «веса» в соответствии с их оцененной
значимостью (табл. 1). «Вес» каждого критерия определяется методом
экспертных оценок.
 ai y i
К   
i 1  si
k



, (1)
где K – интегральный критерий, k – число критериев, ai – «вес» i-критерия,
пропорциональный его значимости (∑ai=1), yi – ранг i-критерия, si – нормирующий
коэффициент, равный максимальному значению шкалы рангов для i-го критерия.
Суммарный «вес» может принимать значения в диапазоне 0  K  1.
Выделение территорий, имеющих высокую
природоохранную ценность
Необходим переход к обобщенному площадному представлению данных.
Потенциальная природоохранная ценность территории является функцией, в
качестве аргумента которой выступает критерий K. Данная функция f(K)
должна иметь непрерывное распределение в пределах рассматриваемой
территории. Если каждую точку местонахождения, характеризующуюся
определенной величиной Ki, представить как геометрический центр территории
потенциальной «значимости», то в данной точке f(K)=Ki, а при удалении от
этой точки «значимость» территории будет уменьшаться, достигая нулевого
значения на некотором расстоянии R. Выделение территорий основывается на
расчете «поверхности», представляющей пространственное варьирование
показателя условной вероятности присутствия «значимых» местообитаний
редких видов.
В случае присутствия в пределах радиуса R, принадлежащего точке
местонахождения редкого вида со значением критерия K1, точки
местонахождения другого вида со значением критерия K2, справедливо
следующее: f(K1,2)>f(K1) и f(K1,2)>f(K2). Таким образом, функция f(K) может
быть рассчитана как функция плотности точек методом плавающего окна
(Silverman, 1986) на основе интегрального критерия K.
Расчет проведен в ArcView с помощью модуля Spatial Analyst. В
результате построена «грид-поверхность», отражающая интерполированную
плотность суммарных весов в каждой выходной ячейке (Pk). Поскольку
полученная «грид-поверхность» отражает непрерывное изменение показателя
плотности местонахождений, оконтуривание и ранжирование конкретных
территорий связано с определением пороговых значений и установлением
классификационного правила.
Данный расчет можно произвести с использованием формулы (2).
Классификационным правилом выделения территорий, наиболее ценных с
6.2.
10
точки зрения сохранения биоразнообразия, в данном случае будет являться
Pk≥Pn.
Pn 
3K n
R 2
,
(2)
где Pn – пороговое значение плотности местонахождений, Kn – пороговое
значение критерия K, R – радиус поиска, использованный при расчете плотности
местонахождений, км.
Таблица 1
Веса и ранги критериев природоохранной значимости местонахождений
редких биологических видов
Критерий
Значения
Ранг (yi) Вес (ai)
А
В
С
D
E
Статус вида по
Красной книге
Тверской области
0
1
2
3
4
5
Статус вида по
0–5
Красной книге РФ отсутствует
Частота
1–2 находки в области
встречаемости вида 3–5 находок
в регионе
6–10 находок
более 10 находок
Точность
Точная (гнездо, нора, часть
пространственной растительного сообщества и т.п.)
локализации
Неточная (встречи на пролете,
местонахождения местонахождение в крупном
водоеме и т.п.)
Дата последней
≤ 5 лет
регистрации
≤ 15 лет
≤ 30 лет
≤ 50 лет
> 50 лет
6
5
4
3
2
1
6–1
4
3
2
1
2
0,2
0,3
0,15
0,15
1
5
4
3
2
1
0,2
Далее в ArcView производится запрос к «грид-поверхности» на выборку
пикселей удовлетворяющих критерию Pk≥Pn и экспорт выбранных пикселей в
результирующий файл. Таким образом, выделяются «значимые» территории на
определенном пороговом уровне Pn(Kn).
Использование формулы (2) при установлении границ полигонов на
основе пороговых значений позволяет обосновать ранжирование выделяемых
территорий, т.е. оценить их потенциальный природоохранный статус на основе
представления о ценности отдельных местонахождений редких видов.
11
6.3. Наиболее значимые с точки зрения охраны биологического
разнообразия территории Тверской обл.
Для всех точек, обозначающих местонахождения редких видов, был
рассчитан интегральный критерий K по формуле (1). Количественное
соотношение значений K представлено на диаграмме (рис. 2). Наиболее
ценными признаны 42 местонахождения 15 видов, среди последних 7 видов
животных (Bubo bubo, Gavia arctica, Lagopus lagopus, Numenius arquata,
Parnassius mnemosyne, Sterna albifrons, Thymallus thymallus), 7 растений
(Caulinia flexilis, C. tenuissima, Epipogium aphyllum, Isoëtes setacea, Ophrys
insectifera, Orchis militaris, O. ustulata), 1 лишайник (Lobaria pulmonaria). Все
указанные виды занесены в Красную книгу РФ с 1–2 категорией статуса (за
исключением Orchis militaris (3-я категория)).
42; 2,1% 187; 9,3%
603; 29,8%
А
Б
В
Г
1189; 58,8%
Рис. 2. Доля местонахождений редких видов с разными значениями критерия K:
А – менее 0,3; Б – 0,3-0,5; В – 0,5-0,7; Г – более 0,7
Построены полигоны, соответствующие наиболее значимым с
природоохранной точки зрения территориям при разных пороговых значениях
критерия K.
Пространственный анализ показал, что на сравнительно небольшой
территории в Тверской обл. сосредоточено значительное число охраняемых
видов и их местонахождений.
На первом пороговом уровне при K=1, выделено 122 полигона, в
границах которых располагается 1634 местонахождения (80,9%) и 344 видов
(97,7% всех учтенных видов). Данные объекты можно считать наиболее
значимыми территориями с точки зрения охраны биологического разнообразия.
Общая площадь полигонов составляет 6312 км2 (7,5 % от общей площади
Тверской обл.).
На втором пороговом уровне при K=0,7 выделены территории
следующего ранга. Построено дополнительно 36 полигонов, в пределах
которых расположено 56 неучтенных ранее местонахождений 43 видов. При
этом территории, выделенные на первом уровне, преобразуются в более
крупные полигоны, включающие новые местонахождения. На втором уровне
учтено 1765 местонахождений (87,3%) и 348 видов (98,9%). Всего построено
146 полигонов, общая площадь которых составляет 8696,5 км2 (10,3 % от общей
площади Тверской обл.).
12
На третьем пороговом уровне при K=0,4 построено 75 новых полигонов,
включающих 85 местонахождений 61 вида. Всего выделено 189 полигонов
общей площадью 13558 км2 (16% от площади Тверской обл.), включающих
1960 местонахождений (97%) и 352 видов (100%).
Ключевые с точки зрения охраны биологического разнообразия
территории представлены в табл. 2 и на рис. 3.
Таблица 2
Общая характеристика ключевых территорий Тверской обл.
№ на
карте
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
Территория
Тверская
Заповедная
Старицкое Поволжье
Завидовская
Селигерская
Хриплы-Тихменская
Пудоро-Тубосская
Колпинско-Ревенская
Волжско-Держинская
Ильинско-Войбутская
Хотилицкая
Осеченская
Осуго-Тверецкая
Среднешошинская
Речанская
Почепская
Бенцы-Савинская
Шлинско-Глыбинская
Североторжокская
Наговье-Бологовская
Коломенская
Вревицкая
Еськи-Чижовская
Иванищи-Воеводинская
Нижнекошинская
Верестовская
Чистиковская
Жарковская
Бельско-Цнинская
Торопо-Западнодвинская
Шейкинская
Альфимовская
Прямухинская
Число
местонахождений
101
198
112
65
59
37
39
35
39
81
26
25
25
45
19
30
22
23
24
15
21
12
19
16
14
22
14
16
12
13
10
14
16
Число
редких
видов
77
117
52
58
38
27
38
23
25
41
16
20
17
35
19
19
14
17
17
12
17
10
17
14
10
21
14
14
9
11
10
13
16
Площадь,
кв.км
446,0
414,2
266,4
257,8
218,8
166,5
151,8
149,2
138,0
127,4
125,5
119,7
117,1
115,0
109,8
109,1
107,2
101,4
94,7
92,7
90,7
80,4
78,9
72,7
70,3
70,2
69,3
64,0
61,6
58,5
57,3
56,5
54,3
13
14
Рис. 3. Наиболее значимые с точки зрения охраны биоразнообразия территории Тверской обл.,
выделенные при разных пороговых уровнях критерия K:
Территории, выделенные при разных пороговых уровнях K, отмечены согласно шкале на карте, номера их даны в
соответствии с табл. 2
14
Таким образом, на основе описанного выше подхода выделены
территории, представляющие особый интерес с точки зрения охраны и
дальнейшего изучения биоразнообразия. Эти территории являются
потенциальными элементами единой региональной сети ООПТ. Разработанная
ЭГИС позволяет проводить комплексный анализ охраняемого компонента
биоразнообразия и создает базу для мониторинговых наблюдений.
Выводы
1. При оценке природоохранного статуса территорий путем пространственного
анализа местонахождений редких видов необходимо ранжировать статус
находок, используя интегральный критерий K, при определении которого
учитывают природоохранный статус вида, частоту встречаемости в регионе,
точность локализации находки, дату последней регистрации местонахождения.
2. Природоохранную значимость территорий целесообразно оценивать путем
расчета плотности местонахождений редких видов и построения поверхности
ее варьирования методом плавающего окна с учетом интегрального критерия K.
При определении границ и ранга охранного статуса территорий необходимо
использовать различные пороговые значения показателя плотности
местонахождений. Предложенный подход позволяет более объективно
оценивать природоохранный статус, проводить ранжирование территорий и
создавать оперативные информационные системы, которые могут стать
основой для многоуровневого мониторинга биоразнообразия и обладают
прогностической ценностью.
3. Число редких видов и плотность их местонахождений существенно зависят
от степени сохранности растительного покрова. Значительное число
местонахождений выявлено в пределах Валдайской и Верхневолжской физикогеографических провинций (838 и 598 местонахождений), которые
характеризуются меньшей, чем Смоленско-Московская провинция, степенью
нарушенности растительного покрова. Большее число местонахождений в
Валдайской провинции обусловлено также сложной ландшафтной структурой
территории, обилием ледниковых озер и наличием крупнейшего водораздела
Русской равнины.
4. Характер распределения редких видов на территориях меньшего масштаба
зависит от геоморфологических и ландшафтных особенностей. Значительное
число охраняемых объектов (45 видов и 111 местонахождений) в пределах
Вышневолоцко-Новоторжского вала определяется близким расположением
карбонатных пород, способствующем формированию уникальных ландшафтов.
Большое разнообразие редких видов и высокая плотность их местонахождений
наблюдается в пределах аллювиальных (254 местонахождения 121 редкого
вида), аллювиально-зандровых (107 местонахождений 72 видов) и болотных (48
местонахождений 38 видов) ландшафтов.
15
5. Пространственный анализ показал, что сравнительно небольшая по площади
территория в пределах Тверской области (189 полигонов – 16% от общей
площади региона) характеризуется высоким уровнем репрезентативности
охраняемого компонента биоразнообразия. На ней представлены все
охраняемые в области виды и 1960 их местонахождений.
6. Целесообразно выделить 33 ключевых объекта. Особой ценностью обладают
фрагменты старовозрастных коренных лесов и болотные массивы, экосистемы
долинных и озерных ландшафтов, уникальных геоморфологических объектов.
Наибольший интерес представляют Заповедная, Тверская, Завидовская,
Старицкое Поволжье, Ильинско-Войбутская ключевые территории.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
16
Тюсов А.В. Об экологическом обустройстве заказника «Остров Хачин» //
Материалы I науч.-практ. конф. студентов и аспирантов вузов г. Твери. Тверь,
1999. С. 63–65.
Тюсов А.В. О местообитаниях Polypodium vulgare L. в Тверской области //
Ботанические исследования в Тверском регионе. Тверь: ГЕРС, 2003. Вып. 1. С.
48–52.
Тюсов А.В., Дементьева С.М., Лапушкин К.В., Пушай Е.С., Сорокин А.С. О
современном состоянии особо охраняемых территорий Тверской области //
Проблемы региональной геоэкологии: Материалы науч. семинара. Тверь: ТвГУ,
2000. С. 143–145.
Тюсов А.В., Журавлева И.В. Выявление наиболее ценных с точки зрения
охраны биоразнообразия территорий на основе пространственного ГИС-анализа
// Вестн. Твер. ун-та. Сер. биол. и экол. 2005. Вып. 1, №4(10). С. 177–181.
Тюсов А.В., Журавлева И.В. Оценка природоохранного статуса территорий
путем пространственного ГИС-анализа // Флористические исследования в
Средней России: Материалы VI науч. совещ. по флоре Средней России. М., 2006.
С. 162–166.
Тюсов А.В., Лапушкин К.В. Сравнительный анализ сетей охраняемых
природных территорий Центра Европейской России и Финляндии // Экология
без границ: Материалы науч.-практ. конф., Тверь, 12 окт. 2000 г. Тверь, 2000. С.
12–15.
Тюсов А.В., Сорокин А.С. К формированию информационно-экологического
каркаса регионов верховьев Волги, Днепра и Западной Двины // Природные
территории и устойчивое развитие в Центре Русской равнины: Сб. материалов
двух межведомств. конф. по Центр. Региону РФ (1997, 1999 гг.). М.: ЦОДП,
1999. С. 81–83.
Тюсов А.В. Сорокин А.С. Научное обоснование особо охраняемой природной
территории в районе истока Волги // Вестн. Твер. ун-та. Сер. биол. и экол. 2007.
Вып. 6, №22(50). С. 240-246.
Тюсов А.В., Сорокин А.С., Дементьева С.М. Второе местонахождение
Aconogonon divaricatum в Тверской обл. // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1999. Т. 104,
вып. 6. С. 63.
10. Тюсов А.В., Сорокин А.С., Дементьева С.М., Томашевская Л.Б. О двух
новых для Тверской области видах растений // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1999. Т.
104, вып. 2. С. 47.
11. Тюсов А.В., Сорокин А.С., Журавлева И.В. Роль старинных парков в
сохранении биологического разнообразия Тверской области // Тверская
усадебная культура: Материалы регион. науч.-практ. конф. (г. Тверь, 1–2 окт.
2004 г.). Тверь, 2004. С. 84–95.
12. Дементьева С.М., Меньщикова Л.В., Наумцев Ю.В., Нотов А.А., Пажетнова
Л.В., Петухова Л.В., Поташкин С.П., Пушай Е.С., Смирнов А.В., Сорокин
А.С., Томашевская Л.Б. Тюсов А.В. Отд. Покрытосеменные – Magnoliophyta //
Красная книга Тверской области. Разд. 1.4. Тверь: Вече Твери; АНТЭК, 2002. С.
48–122.
13. Зиновьев А.В., Нотов А.А., Сорокин А.С., Тюсов А.В. О проекте создания
государственного природного заказника «Ордино» в Старицком районе Тверской
области // Вестн. Твер. ун-та. Сер. биол. и экол. 2007. Вып. 6, №22(50). С. 219229.
14. Наумцев Ю.В., Нотов А.А., Пажетнова Л.В., Сорокин А.С., Томашевская
Л.Б., Тюсов А.В. Отд. Папоротниковидные – Polypodiophyta // Красная книга
Тверской области. Разд. 1.2. Тверь: Вече Твери; АНТЭК, 2002. С. 36–40.
15. Нотов А.А., Тюсов А.В. Отд. Хвощевидные – Equisetophyta // Красная книга
Тверской области. Разд. 1.4. Тверь: Вече Твери; АНТЭК, 2002. С. 45–47.
16. Пушай Е.С., Шувалова М.В., Тюсов А.В., Наумцев Ю.В., Сорокин А.С.
Стратегия развития зеленых зон Твери с целью улучшения качества жизни
горожан. Тверь, 2003. 88 с.
17. Сорокин А.С., Керданов Д.А., Тюсов А.В. Научное обоснование
государственного памятника природы «Лисицкий бор» // Вестн. Твер. ун-та. Сер.
биол. и экол. 2007. Вып. 6, №22(50). С. 234–239.
18. Сорокин А.С., Томашевская Л.Б., Тюсов А.В., Пушай Е.С. Новые находки
редких видов растений в заказнике «Троеручица» // Вестн. Твер. ун-та. Сер.
биол. и экол. 2005. Вып. 1, №4(10). С. 167–168.
19. Сорокин А.С., Тюсов А.В., Журавлева И.В. Возможности систематизации и
анализа сведений региональных Красных книг с помощью ГИС-технологий (на
примере Тверской области) // Проблемы Красных книг регионов России:
Материалы межрегион. науч.-практ. конф. Пермь, 2006. С. 70–74.
20. Сорокин А.С., Тюсов А.В., Кириллова Т.М., Журавлева И.В. Охрана живой
природы как условие эффективного использования ландшафтного потенциала
(на примере Торопецкого района Тверской области) // Вестн. Твер. ун-та. Сер.
биол. и экол. 2006. Вып. 2, №5(22). С. 148–165.
21. Томашевская Е.К., Тюсов А.В., Сорокин А.С. Современное состояние системы
ООПТ Тверской области // Материалы науч. конф. студентов и аспирантов (г.
Тверь; 14 апр. 2004 г.). Тверь, 2004. С. 71–75.
22. Dement’eva S., Lapushkin K., Pushai E., Sorokin A., Tyusov A. Biological and
landscape conservation in the Tver Region // Environment and human geography in
Tver region, NW Russia and East Finland, August 1st Joensuu, 2000. Joensuu, 2000.
P. 5–9.
17