Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова

Выявлены основные элементы экосети города Харькова и рассмотрено функционирование экологических коридоров в урбанизированном ландшафте на примере растительного покрова и населения птиц. Установлены виды-индикаторы биокоридоров. С помощью анализа главных компонент определены главные факторы, влияющие...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Басос, Н.Ю., Вергелес, Ю.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Кримський науковий центр НАН України і МОН України 2010
Назва видання:	Геополитика и экогеодинамика регионов
Теми:	Прикладные вопросы геополитики и экогеодинамики
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/58319
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова / Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2010. — Т. 6, вип. 1-2. — С. 32-43. — Бібліогр.: 24 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-58319
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-583192014-03-23T03:01:28Z Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова Басос, Н.Ю. Вергелес, Ю.И. Прикладные вопросы геополитики и экогеодинамики Выявлены основные элементы экосети города Харькова и рассмотрено функционирование экологических коридоров в урбанизированном ландшафте на примере растительного покрова и населения птиц. Установлены виды-индикаторы биокоридоров. С помощью анализа главных компонент определены главные факторы, влияющие на видовой состав экологических коридоров. С помощью вычисленных индексов бета-разнообразия между парами отрезков биокоридоров показаны экологические барьеры на пути движения видов между биоцентрами. Виявлено основні елементи екологічної мережі м. Харків і розглянуто функціонування екологічних коридорів в урбанізованому ландшафті на прикладі рослинного покриву та населення птахів. Встановлені види-індикатори біокоридорів. За допомогою аналізу головних компонент визначено головні фактори, що впливають на видовий склад екологічних коридорів. За допомогою обчислених індексів бета-різноманіття між парами відтинків біокоридорів показано екологічні бар’єри на шляху переміщення видів між біоцентрами. Basic elements of the landscape ecological network of the city of Kharkiv, Ukraine, have been identified, and the functioning of ecological corridors in the urban landscape was shown on the data regarding distribution and abundance of plant and bird species. Corridor indicator species were identified, as well. Using Principal Component Analysis major factors influencing species richness, composition and distribution patterns in the network were determined. Calculated indices of beta-diversity between adjacent sections of the ecological corridors helped to reveal significant barriers to species movement between habitat patches. 2010 Article Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова / Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2010. — Т. 6, вип. 1-2. — С. 32-43. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. ХХХХ-0005 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/58319 504.54:574.91:502.7(477.54-25) ru Геополитика и экогеодинамика регионов Кримський науковий центр НАН України і МОН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Прикладные вопросы геополитики и экогеодинамики Прикладные вопросы геополитики и экогеодинамики
spellingShingle	Прикладные вопросы геополитики и экогеодинамики Прикладные вопросы геополитики и экогеодинамики Басос, Н.Ю. Вергелес, Ю.И. Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова Геополитика и экогеодинамика регионов
description	Выявлены основные элементы экосети города Харькова и рассмотрено функционирование экологических коридоров в урбанизированном ландшафте на примере растительного покрова и населения птиц. Установлены виды-индикаторы биокоридоров. С помощью анализа главных компонент определены главные факторы, влияющие на видовой состав экологических коридоров. С помощью вычисленных индексов бета-разнообразия между парами отрезков биокоридоров показаны экологические барьеры на пути движения видов между биоцентрами.
format	Article
author	Басос, Н.Ю. Вергелес, Ю.И.
author_facet	Басос, Н.Ю. Вергелес, Ю.И.
author_sort	Басос, Н.Ю.
title	Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова
title_short	Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова
title_full	Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова
title_fullStr	Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова
title_full_unstemmed	Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова
title_sort	биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере харькова
publisher	Кримський науковий центр НАН України і МОН України
publishDate	2010
topic_facet	Прикладные вопросы геополитики и экогеодинамики
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/58319
citation_txt	Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова / Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2010. — Т. 6, вип. 1-2. — С. 32-43. — Бібліогр.: 24 назв. — рос.
series	Геополитика и экогеодинамика регионов
work_keys_str_mv	AT basosnû biocentričeskisetevaâstrukturalandšaftovkrupnogogorodanaprimereharʹkova AT vergelesûi biocentričeskisetevaâstrukturalandšaftovkrupnogogorodanaprimereharʹkova
first_indexed	2025-07-05T09:31:53Z
last_indexed	2025-07-05T09:31:53Z
_version_	1836798877485760512
fulltext	Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 32 УДК 504.54:574.91:502.7(477.54-25) Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес Харьковская национальная академия городского хозяйства Аннотация. Выявлены основные элементы экосети города Харькова и рассмотрено функционирование экологических коридоров в урбанизированном ландшафте на примере растительного покрова и населения птиц. Установлены виды-индикаторы биокоридоров. С помощью анализа главных компонент определены главные факторы, влияющие на видовой состав экологических коридоров. С помощью вычисленных индексов бета-разнообразия между парами отрезков биокоридоров показаны экологические барьеры на пути движения видов между биоцентрами. Ключевые слова: экологическая сеть, биокоридоры, растительность, население птиц, бета- разнообразие, Харьков Сокращения ГИС – геоинформационная система ЛТС – ландшафтная территориальная структура ПЗФ – природно-заповедный фонд Введение В настоящее время процессы, приводящие к разрушению и деградацию природных местообитаний видов биоты, приобрели глубину и широкое распространение. Остатки природных ландшафтов встречаются как мозаика небольших участков, «разрезанных» на фрагменты при развитии хозяйства. Эти природные фрагменты, – от больших, которые объявляют заповедниками, до маленьких остатков, – окружены антропогенными ландшафтными урочищами с интенсивным землепользованием. Утрата и фрагментация местообитаний признаны во всем мире как ключевая проблема сохранения биоразнообразия. В то же время, наличие пространственных связей в преобразованных ландшафтах значительно снижает риск вымирания видов, поэтому экологические сети стали общепризнанным инструментом для смягчения эффекта фрагментации и сохранения биоразнообразия [18]. В 1970-х годах в данной области были опубликованы работы чешских ландшафтных экологов, идеи которых основывались на теории островной биогеографии [1]. Вторым теоретическим источником концепции экологических сетей и коридоров стала теория метапопуляции [12]. Почти в то же время Б. Б. Родоман разработал теорию поляризованного ландшафта, где противопоставил сеть зеленых коридоров для миграции диких животных и созданные человеком индустриальные сети [6]. Американские ландшафтные экологи Р. Форман и М. Годрон в 1980-х годах развили эти представления, предложив «биоцентрически-коридорно-матричную» модель ландшафта. Биоцентр (habitat patch) – значительный по площади малонарушенный природный участок, поддерживающий устойчивые популяции видов биоты. Биокоридор (wildlife corridor) – продолжительный элемент ландшафта, выполняющий функцию связи для видов биоты, подходящее местообитание, по своим условиям сходное с биоцентром. Матрица (matrix) – нарушенная территория, малопригодная для обитания видов, живущих в биоцентрах [18, 21]. В 1990-х годах Д. М. Гродзинский подобным образом описал биоцентрически-сетевую структуру ландшафта [1]. По вопросу, действительно ли биокоридоры выполняют функцию связи и приносят пользу популяциям и сообществам, еще несколько лет назад велись дискуссии [16, 20, 22, 24]. Во многих странах экологические сети уже тщательно разработаны на разных уровнях [12]. Согласно Всеевропейской стратегии сохранения биологического и ландшафтного Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 Раздел II. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ 33 разнообразия, принятой в 1995 г. в Софии, к 2005 г. была создана Всеевропейская экологическая сеть. Национальная экологическая сеть Украины официально начата разрабатываться в 2000 году [12]. Существуют различные методики дизайна экологических коридоров [12, 17, 19], в том числе и с применением ГИС-технологий [8, 15, 25]. Согласно закону «Про екологічну мережу України» (№ 1864-ІV от 24.06.2004), в Украине разрабатываются региональные и местные (районные) схемы экологических сетей. Местные схемы экосетей населенных пунктов проектируются редко. Экологические сети на региональном уровне разрабатываются обычно для территорий, занятых сельскохозяйственными угодьями, объединяя существующие объекты ПЗФ. В урбанизированных ландшафтах, где доминирует искусственное покрытие, создать экосеть намного сложнее, хотя и необходимо из-за высокой скорости сведения природной растительности под новую застройку. Создание экологических сетей в городском ландшафте оказывает положительный эффект на состояние городских экосистем и увеличивает жизнеспособность популяций в городских местообитаниях, а также поможет оптимизировать систему озеленения [14]. Биоцентрически-сетевая ЛТС крупного города показана на примере г. Харькова. Исторический центр Харькова расположен в междуречье, в месте слияния рек Харьков и Лопань. В первой половине XVII века эта местность представляла собой плоскую, плавно наклоненную к югу возвышенность с крутыми обрывами в сторону рек Харьков и Лопань [7]. Северная часть этой возвышенности была покрыта дубовыми лесами [7]. Остатки этих лесов сохранились в городе в виде отдельных фрагментов. Несколько больших участков леса находятся по краям города, мелкие участки в центре превратились в парки. Остатки старых дубрав включены в ПЗФ. Долины рек Лопань и Харьков до начала активного заселения были заняты пойменными лесами – белоивовниками, белотополевниками и вязо-осокорниками. Таким образом, исторически не было препятствий для миграции видов биоты между лесами на право- и левобережьи Лопани. Экологическая сеть на территории города Харькова по официальным источникам представлена только одним региональным экологическим коридором вдоль реки Уды, начинающимся и заканчивающимся далеко за пределами города [2]. Мы выявили основные элементы экосети г. Харькова и исследовали функционирование биокоридоров в урбанизированном ландшафте. Материалы и методы Для анализа ландшафтной структуры были использованы спутниковые фотографии земной поверхности различного разрешения, и топографические карты Генерального Штаба масштаба 1:50000 состоянием местности на 1986 г., а также карты-схемы города Харькова. Карты и космические снимки были пространственно привязаны в геоинформационной системе. Чтобы узнать, действительно ли локальные экологические коридоры работают, выполняя функцию связи, был выбран модельный участок в северо-западной части города площадью 166 км 2. Для исследуемого участка была построена цифровая модель рельефа. Полевые исследования на анализируемом участке были приурочены к бассейнам рек. Бассейны ручьев Саржинка и Алексеевский были разбиты на полосы по 100 м на участке с сильно нарушенной природной средой и резко меняющимися условиями – это собственно коридоры, по 500 м внутри биоцентра и по 200 м в переходной зоне. Исследуемые сегменты этих полос – по 50 м от линии тальвега в обе стороны. Вдоль реки Лопань выделены сегменты по 200 м по срединной линии русла и также по 50 м в обе стороны от берега (рис. 1). Таким образом, предполагаемые биокоридоры оказались разбиты на отрезки. Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 34 Рис. 1. Выделение отрезков биокоридоров Для каждого отрезка биокоридора определены следующие параметры: 1. Расстояние до ближайшей застройки (м) – кратчайшее расстояние от середины отрезка до края ближайшего здания, в метрах. 2. Расстояние до ближайшего из двух первичных (м) – кратчайшее расстояние от середины отрезка до края биоцентра. 3. Ширина биокоридора (м), измеренная на середине отрезка. Полевые исследования проводились с июля 2009 г. по май 2010 г. Для каждого отрезка биокоридора в результате полевых исследований были созданы списки видов растений с их относительным обилием, комбинируя балльные оценки частоты выявления вида растений и проективного покрытия вида (табл. 1). Таблица 1. Балльные оценки относительного обилия Частота выявления, % Баллы ≤ 10 11-33 34-50 51-75 76-100 ≤ 1 1 2 3 4 5 1-5 2 3 4 5 6 6-10 3 4 5 6 7 11-20 4 5 6 7 8 П р о е кт и в н о е п о кр ы ти е , % 21-100 5 6 7 8 9 Балльные оценки были переведены в частное проективное покрытие, измеряемое в процентных пунктах, с учетом встречаемости Nі (табл. 2) Таблица 2. Перевод балльных оценок в частное проективное покрытие (Ni) Балл 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nі 0,1 0,27 1,3 3,54 9,8 26,73 48,05 67,82 89,44 Для расчета индексов разнообразия эти значения были переведены в общепринятые доли относительного обилия pi по формуле Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 Раздел II. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ 35    S i i i i N N p 1 , где S – видовое богатство растений на исследуемом участке. Для каждого отрезка отмечалась интенсивность антропогенных нарушений по пятибалльной шкале. Учитывались следующие виды антропогенных нарушений и проведена их оценка с учетом интенсивности и размаха воздействия (табл. 3): 1. Уплотнение грунта и вытаптывание 2. Земляные и строительные работы 3. Замусоривание твердыми отходами 4. Уборка растительного опада 5. Движение и стоянки автотранспорта 6. Рекреация обустроенная 7. Выращивание садовых и огородных культур 8. Неорганизованная рекреация – посещаемость 9. Густота тропиночной сети 10. Выжигание растительности 11. Неорганизованные кострища 12. Трубопроводы 13. Линии электропередач 14. Искусственные покрытия 15. Вырубка насаждений 16. Дренаж 17. Сброс хозяйственно-бытовых стоков 18. Сброс поверхностного стока Таблица 3. Интенсивность антропогенного воздействия Балл в соответствии с интенсивностью и размахом воздействия Слабо интенсивное воздействие Воздействие средней интенсивности Интенсивное воздействие Воздействие на незначительной (менее 1/4) части территории 1 2 3 Воздействие охватывает до1/2 части территории 2 3 4 Воздействие охватывает более 1/2 части территории 3 4 5 Для каждой пары соседних отрезков вдоль каждого биокоридора для растительности были рассчитаны следующие индексы дифференцирующего, или β-, разнообразия [5]: Мера различия в качественном составе Коуди 2 )()( HlHg C   , где g(H) – число видов, прибавившихся вдоль градиента местообитаний, а l(H) – число исчезнувших видов. Коэффициенты сходства в качественном составе: - индекс Жаккара: jba j I J   ; - индекс Серенсена: ba j I S   2 , где j – число общих видов на обоих участках, a – число видов на участке А, b – число видов на участке В. Меры сходства в качественном составе с учетом количественных соотношений Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 36 между элементами сообществ: - индекс Жаккара с учетом обилия:   CBA BAcard i BiAi BiAi JN SSS NN NN I      1 ),max( ),min( ; - индекс Серенсена с учетом обилия:   BA BAcard i BiAi BiAi SN SS NN NN I      1 ),max( ),min( 2 , где NAi – численность или частное проективное покрытие i-го вида на участке А, NBi – численность или частное проективное покрытие i-го вида на участке В; SA – число видов на участке А, SB – число видов на участке В;  BAcardSC  – число общих видов на обоих участках. Для самых обильных в биокоридорах видов растений был проведен анализ главных компонент [3]. Расчетными факторами являлись виды антропогенных нарушений и параметры коридора в каждом отрезке. Также анализ главных компонент проведен для структуры сообществ. Для анализа биохорологической структуры растительности экокоридоров виды растений были разбиты на 4 группы [13]: культурные, интродуцированные, адвентивные и автохтонные. Рассчитаны процентные соотношения этих групп для каждого отрезка биокоридоров по относительному обилию видов. Аналогично для каждого отрезка определена экологическая структура растительности. Виды растений были отнесены к одной из 9 экологических групп: опушечные, сорно- опушечные, сорные, культивируемые, гидрофильные, парковые, луговые, степные и лесные. Для анализа распространения наземных позвоночных животных на основании данных многолетних наблюдений использовались укрупненные участки биокоридоров с учетом экологических барьеров. Для отображения информации об обилии всех отмеченных видов наземных позвоночных использовалась балльная шкала экспертных оценок. Вместо оценок абсолютной численности вида на участке использовались т. н. «суррогатные показатели обилия», которые были получены в соответствии с таблицей 4. Данные нормировались с учетом площади участка. Таблица 4. Балльная шкала обилия животных (наземные позвоночные) Индекс обилия Значение Для птиц - нижний предел численности, ос. Для птиц – вер- хний предел численности, ос. Весовой коэффициент для млекопитающих 5 массовый вид 201 1000 50 4 обычный много- численный вид 101 200 20 3 обычный немного- численный вид 26 100 10 2 редкий мало- численный вид 6 25 5 1 очень редкий, слу- чайно встречаю- щийся (в т.ч. во время сезонных миграций) вид 1 5 1 При определении экологической структуры населения гнездящихся птиц по типу Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 Раздел II. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ 37 местообитаний использованы такие категории: лесные, опушечные, луговые, полевые, водно-болотные, синантропные, горные. Результаты и обсуждение По территории города Харькова, кроме рек Уды и Лопань, протекает еще несколько небольших рек, входящих в бассейн р. Уды. Эти реки с сохранившейся по берегам природной растительностью составляют сеть экологических коридоров города. Они выделяются по критериям биоразнообразия, территориальной связи и экотопичному критерию [4, 12]. Согласно критериям природности, репрезентативности, видового разнообразия и территориальной целостности [4, 12] городские парки и участки лесов зеленой зоны являются биоцентрами на территории Харькова. Таким образом, биоцентрически-сетевая ландшафтная структура в Харькове привязана к бассейновой. На модельном участке в северо-западной части города выделены 3 биоцентра – Лесопарк, западный массив Октябрьского лесного хозяйства и Алексеевский лугопарк. Малоизмененные лесные массивы «Лесопарк» и «Западный лес» – первичные биоцентры. Алексеевский лугопарк является вторичным биоцентром, так как большая часть насаждений в нем искусственного происхождения. Площадь Лесопарка - 18,2 км 2, западного леса - 11,6 км2, Алексеевского лугопарка - 1,28 км2. На территории Лесопарка находятся два ботанических памятника природы местного значения. В них охраняются дубы возрастом более 200 лет (в соответствии с информацией, приведенной в паспортах объектов ПЗФ). Край западного лесного массива выходит к реке Лопань, а в Лесопарке берут начало ручьи Саржинка и Алексеевский, впадающие в р. Лопань. Таким образом, выделяются гидрологические экокоридоры в балках ручьев и вдоль реки Лопань, соединяющие биоцентры, согласно критериям природности, территориальной связи, биоразнообразия, экотопичному и созологическому. Длина биокоридоров: вдоль Лопани – 6,1 км, Саржина яра – 4,5 км, Алексеевского – 3,8 км. На рис. 2 представлена схема локальной экологической сети исследуемого участка. Рис. 2. Локальная экосеть исследуемого участка В биоцентрах и биокоридорах обнаружено 404 вида растений, 333 в биоцентрах и 349 в биокоридорах. Из них 3 вида занесено в Красную книгу Украины [9] – ковыль-волосатик (Stipa pennata) и фиалка белая (Viola alba) в биокоридорах, и тюльпан дубравный (Tulipa Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 38 quercetorum) - в первичных биоцентрах. Также здесь обитают животные (табл. 5), занесенные в Красную Книгу Украины [10]. Таблица 5. Виды животных, занесенные в Красную Книгу Украины: Вид (рус) Вид (лат.) Класс Встречаемость Орел карлик Hieraaetus pennatus Птицы Биоцентры (в гнездовой период и на пролёте) Серый сорокопут Lanius excubitor Птицы Биоцентры (в зимний период и на пролёте) Лунь полевой Circus cyaneus Птицы Биоцентры (в зимний период и на пролёте) Горностай Mustella erminea Млекопитающие Биоцентры Хорь лесной Mustella putorius Млекопитающие Биоцентры Ушан обыкновенный Plecotus auritus Млекопитающие Биоцентры Вечерница рыжая Nyctalus noctula Млекопитающие Биоцентры, биокоридоры Нетопырь карлик Vespertilio pipistrellus Млекопитающие Биоцентры Кожан поздний Vespertilio serotinus Млекопитающие Биоцентры Жук-олень Lucanus cervus Насекомые Биоцентры Моховой шмель Bombus muscorum Насекомые Биоцентры Махаон Papilio machaon Насекомые Биокоридоры Подалирий Iphiclides podalirius Насекомые Биокоридоры Поскольку биокоридоры прибрежные, их индикаторами в первую очередь являются болотно-лесные виды (Salix alba, S. fragilis, S. pentandra) и водно-болотные (Phragmites australis, Typha latifolia), а также распространяющиеся потоками воды другие виды. Перечисленные виды растений встречаются на всем протяжении коридоров с высоким обилием, каждый более чем в 50% отрезков, и практически не встречаются в городской матрице (табл. 6). Таблица 6. Виды-индикаторы биокоридоров Экологические группы по типу местообитаний для видов-индикаторов: syl – лесные, pra-syl – лугово-лесные, syl-pra – опушечные, pra-pal – лугово-болотные, syl-pal – болотно-лесные, pal – болотные, pal-aqu – болотно-водные, pra-pal – лугово- болотные, pal-alu – болотно-пойменные № Вид Экологи ческая группа (местооб итания) Встретил ся в отрезках коридора (из 107) А в то х о р и я А н е м о х о р и я Г и д р о х о р и я О р н и то х о р и я З о о х о р и я А н тр о п о х о р и я В е ге т а ти в н о е р а зм н о ж е н и е В м а тр и ц е , б а л л о б и л и я Индикаторы опушечного биокоридора 1 Репейничек обыкновенный pra-syl 46 + + + 1 2 Борщевик сибирский syl-pra 44 + + + 1 3 Терен syl-pra 37 + + + + 1 4 Чистяк весенний syl-pra 33 + + + 1 5 Вязель пестрый pra-syl 28 + + + 1 6 Овсяница гигантская syl-pra 24 + + + 1 7 Фиалка душистая syl-pra 58 + + + 2 8 Вербейник монетчатый pra-syl 40 + + + + 2 9 Дуб черешчатый syl 35 + + + + 2 Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 Раздел II. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ 39 10 Осока шерстистая pra-syl 72 + + + 3 11 Ежа сборная pra-syl 61 + + 3 12 Мятлик узколистный ste-syl 57 + + + + 3 Индикаторы гидрологического коридора 1 Полевица побегоносная pra-pal 48 + + + 1 2 Ива пятитычинковая syl-pal 41 + + + 1 3 Осока острая pal 23 + + + 1 4 Тростник обыкновенный pal-aqu 81 + + + 2 5 Рогоз широколистный pal-aqu 65 + + 2 6 Лютик ползучий pra-pal 79 + + + + 3 7 Череда трехраздельная pal-alu 67 + + 3 8 Череда радиальная pal 53 + + 3 9 Ивы белая+ломкая syl-pal 100 + + + 4 10 Борщевик сибирский syl-pra 44 + + 1 11 Вербейник монетчатый pra-syl 40 + + + + 2 12 Осока шерстистая pra-syl 72 + + + 3 13 Чесночник конский syl 29 + + + + 2 Анализ главных компонент, проведенный для самых распространенных в биокоридорах видов растений, показал, что основными факторами, влияющим на формирование растительных сообществ в коридорах, являются ширина коридора (первая главная компонента) и уплотнение почвенного покрова, в частности, в результате вытаптывания при неорганизованной рекреации (вторая главная компонента). Третья главная компонента – дорожно-транспортное покрытие. Всего на состав растительности влияет множество факторов (по 7 главных компонент, объясняющих более 70% дисперсии). Анализ главных компонент для альфа-разнообразия по Шеннону в каждом отрезке показал, что основные факторы в этом случае те же, что и для обилия отдельных видов. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Ал Зап Лес М Л С А 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Ал Зап Лес М Л С А опушечные луговые сорно-опушечные степные культурные лесные гидрофильные сорные парковые автохтонные адвентивные интродуцированные культивируемые а б Рис. 3. Структура растительности биокоридоров и биоцентров: а – экологическая структура; б – биохорологическая структура. Ал – Алексеевский лугопарк, Зап – западный лесной массив, Лес – Лесопарк, М – городская матрица, Л – биокоридор вдоль р. Лопань, С – биокоридор вдоль Саржина Яра, А – биокоридор вдоль Алексеевского ручья Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 40 Была определена экологическая структура растительности каждого отрезка биокоридора и всех биоцентров. Основные группы видов в коридорах – опушечно- лесные, сорно-опушечные, болотно-лесные и сорно-луговые. Они встречаются также по краям и на открытых участках лесных биоцентров, и намного реже в матрице. Таким образом, коридоры являются прибрежно-опушечными. Их ширина на большей части отрезков не превышает 100 м, что недостаточно для существования устойчивого биокоридора с лесными экосистемами в центральной части [15, 23]. Сорные виды также заходят в биокоридоры из матрицы. Структура растительности по географическому происхождению показывает, что в настоящее время по коридорам распространяются адвентивные виды и заходят в биоцентры. Анализ главных компонент для доли адвентивных видов в каждом отрезке показал, что основными факторами, влияющим на распространение адвентивных видов в коридорах, являются строительство и густота тропиночной сети (вторая главная компонента, наибольшие корреляции), а также расстояние до биоцентра и ширина коридора (первая главная компонента, значимые корреляции). Рис. 4. Распространение в экосети адвентивных видов растений Анализ главных компонент для доли лесных видов гнездящихся птиц в участках биокоридоров показал, что уплотнение грунта, замусоривание, ширина и расположение участка коридора наиболее влияют на их относительное обилие (первая главная компонента), а также неорганизованная рекреация и строительные работы с вырубкой насаждений. Индексы β-разнообразия показывают, что первичные биоцентры – Лесопарк и западный лесной массив – очень похожи по составу растительности, и резко отличаются от городской матрицы. Однако Алексеевский лугопарк, где большая часть насаждений искусственного происхождения, более сходен с матрицей, чем с природными лесными биоцентрами. Менее всего сходен с матрицей Лесопарк, а следовательно, менее нарушен. Дифференцирующее разнообразие растительного покрова для пар отрезков биокоридоров неодинаково. Графики, отражающие изменение β-разнообразия вдоль коридоров, показали, что различие между отрезками коридора резко возрастает для пар отрезков, между которыми проходят дороги. Это пары участков С10-С11, С17-С18, С32- С33, А07-А08, А09-А10, А16-А17, А18-А19, А26-А27. Различие меньше возле дорог, проходящих по мостам (С32-С33, А26-А27), и больше возле дорог, проложенных по насыпям поперек балки, где ручей направлен в узкий кульверт (С10-С11, С17-С18, А18- А19). Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 Раздел II. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ 41 0,59 0,37 0,32 0,68 0,21 0,79 0,45 0,09 0,59 0,25 0,49 0,44 0,53 0,42 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Ал Зап Лес Мгор Л А С syl syl-pra pra cam aqu-pal syn mon Рис. 5. Структура гнездящихся птиц по типу местообитаний. syl – лесные, syl-pra – опушечные, pra – луговые, cam – полевые, aqu-pal – водно- болотные, syn – синантропные, mon – горные. Обозначения территорий и участков – те же, что на рис. 3 Таблица 7. Бета-разнообразие биоцентров и матрицы (обозначения территорий и участков – те же, что на рис. 3) Пара сравнения Ал-Зап Зап-Лес Ал-Лес Ал-М Зап-М Лес-М Мера различия Коуди bC 63,5 51,5 83 79,5 94 120,5 Коэффициенты сходства Число общих видов SC 192 186 146 241 235 182 Коэффициент Жаккара IJ 0,6019 0,6436 0,4679 0,6025 0,5556 0,4292 Коэффициент Серенсена IS 0,7515 0,7832 0,6376 0,752 0,7143 0,6007 С учетом обилия IJN 0,1744 0,3613 0,1239 0,1906 0,1487 0,1111 С учетом обилия ISN 0,2177 0,4396 0,1688 0,2379 0,1911 0,1554 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 ЛЛ6- ЛЛ5 ЛЛ5- ЛЛ4 ЛЛ4- Л01 Л01- Л02 Л02- Л03 Л03- Л04 Л04- Л05 Л05- Л06 Л06- Л07 Л07- Л08 Л08- Л09 Л09- Л10 Л10- Л11 Л11- Л12 Л12- Л13 Л13- Л14 Л14- Л15 Л15- Л16 Л16- Л17 Л17- Л18 Л18- Л19 Л19- Л20 IJ IS 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 С01- С02 С02- С03 С03- С04 С04- С05 С05- С06 С06- С07 С07- С08 С08- С09 С09- С10 С10- С11 С11- С12 С12- С13 С13- С14 С14- С15 С15- С16 С16- С17 С17- С18 С18- С19 С19- С20 С20- С21 С21- С22 С22- С23 С23- С24 С24- С25 С25- С26 С26- С27 С27- С28 С28- С29 С29- С30 С30- С31 С31- С32 С32- С33 С33- С34 С34- С35 С35- С36 С36- С37 С37- С38 С38- С39 С39- С40 С40- С41 С41- С42 С42- С43 С43- С44 С44- С45 С45- С46 IJ IS 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 А00- А01 А01- А02 А02- А03 А03- А04 А04- А05 А05- А06 А06- А07 А07- А08 А08- А09 А09- А10 А10- А11 А11- А12 А12- А13 А13- А14 А14- А15 А15- А16 А16- А17 А17- А18 А18- А19 А19- А20 А20- А21 А21- А22 А22- А23 А23- А24 А24- А25 А25- А26 А26- А27 А27- А28 А28- А29 А29- А30 А30- А31 А31- А32 А32- А33 А33- А34 А34- А35 А35- А36 А36- А37 А37- А38 А38- А39 А39- А40 IJ IS Рис. 6. Изменение значений индексов Жаккара и Серенсена вдоль биокоридоров Н.Ю. Басос, Ю.И. Вергелес Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 42 Таким образом, дороги на насыпях поперек балок являются серьезными экологическими барьерами на пути движения видов (рис.7), и возникают проблемы с обеспечением целостности городской экосети. Подобные выводы делали и другие исследователи [11]. Для птиц барьеры не так страшны, они могут использовать архипелагообразные коридоры. По данным многолетних наблюдений за птицами, наилучший индикатор коридоров – пеночка-теньковка; этот лесо-опушечный вид обилен в биоцентрах, селится в биокоридорах, а городскую матрицу использует только во время сезонных перелётов. Рис. 7. Магистральные улицы Выводы Реки и их притоки с сохранившейся по берегам природной растительностью составляют сеть экологических коридоров города Харькова. Городские парки и участки лесов зеленой зоны являются лесными биоцентрами на территории города. Таким образом, биоцентрически-сетевая ЛТС в Харькове привязана к бассейновой. Биокоридоры являются прибрежно-опушечными. Их ширина недостаточна для существования устойчивого биокоридора с лесными экосистемами в центральной части. Индикаторами гидрологических коридоров в первую очередь являются болотно-лесные и водно-болотные виды растений, а также виды, распространяющиеся потоками воды. По биокоридорам распространяются адвентивные виды и заходят в биоцентры. Сорные виды заходят в биокоридоры из матрицы. Главными факторами, влияющими на видовой состав растительности и населения птиц экологических коридоров, являются ширина биокоридора, расстояние до биоцентра, неорганизованная рекреация и строительные работы. Изменение бета-разнообразия между парами отрезков биокоридоров показывает экологические барьеры на пути движения видов, которые, на примере г. Харьков, представлены автомобильными дороги на насыпях, пересекающими гидрологические коридоры. При проектировании новых дорог желательно предусматривать широкие озелененные подземные или надземные переходы для животных. В Харькове наблюдается тенденция к «растворению» биокоридоров в окружающей городской матрице. Застройка подступает к берегам ручьев, что в нижней части исследованных притоков р. Лопань, в частности, сводит сами биокоридоры и их функции для большинства лесных и лесо-опушечных видов «на нет», и способствует дальнейшему проникновению сорных (в т.ч. адвентивных) видов в биоцентры. Таким образом, при развитии городских территорий для поддержания их экологического ландшафтного «каркаса» необходимо строго ограничивать застройку на берегах, соблюдая водоохранные зоны, и регулировать рекреацию. Геополитика и экогеодинамика регионов. 2010. Вып.1. С. 32- 43 Раздел II. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ 43 Литература 1. Гродзинський Д. М. Основи ландшафтної екології: Підручник. – К.: Либідь, 1993. – 224 с. 2. Екологічна мережа Харківської області /Клімов О. В., Філатова О. В., Надточій Г. С. та ін. – Харків, 2008. – 168 с. 3. Компьютерная биометрика /Под ред. В. Н. Носова. – М.: Изд-во МГУ, 1990. – 232 с. 4. Методичні рекомендації щодо розроблення регіональних та місцевих схем екомережі. – Наказ МОНПС від 13.11.2009 № 604. 5. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение: Пер. с англ. – М.: Мир, 1992, – 184 с. 6. Родоман Б. Б. Поляризация ландшафта как средство сохранения биосферы и рекреационных ресурсов // Ресурсы, среда, расселение. – М.: Наука, 1974. – С. 150-162. 7. Саратов И. Е. Харьков, откуда имя твое? - Харьков: ХНАГХ, 2009. – 291 с. 8. Хоменко С. В. Опыт моделирования индикативной карты экологической сети Украины средствами растровой ГИС /Дніпровський екологічний коридор. – Київ: Wetlands International Black Sea Programme, 2008. – С. 226-235. 9. Червона книга України. Рослинний світ /За ред. Я. П. Дідуха. – К.: Глобалконсалтинг, 2009. – 900 с. 10. Червона книга України. Тваринний світ /За ред. І. А. Акімова. – К.: Глобалконсалтинг, 2009. – 600 с. 11. Шапар А. Г., Скрипник О. А., Сметана С. М. Проблеми забезпечення цілісності Дніпровського екологічного коридору /Дніпровський екологічний коридор. – Київ: Wetlands International Black Sea Programme, 2008. – С. 117-124. 12. Шеляг-Сосонко Ю. Р., Гродзинский М. Д., Романенко В. Д. Концепция, методы и критерии создания экосети Украины. − К.: Фитосоциоцентр, 2004. − 144 с. 13. Экология города: Учебник. – К.: Либра, 2000. – 464 с. 14. Beier P., D. Majka, and J. Jenness, 2007. Designing Wildlife Corridors with ArcGIS. Watsonville, CA, 105 p. 15. Beier, P. and R. F. Noss, 1998. Do habitat corridors provide connectivity? Conservation Biology 12:1241- 1252. 16. Beier, P. and S. Loe, 1992. A checklist for evaluating impacts to wildlife movement corridors. Wildlife Society Bulletin 20:434-440. 17. Bennett, A. F., 2003. Linkages in the landscape: the role of corridors and connectivity in wildlife conservation. IUCN, Gland, Switzerland and Cambridge, UK. 254 pp. 18. Brooker L., M. Brooker, and P. Cale, 1999. Animal dispersal in fragmented habitat: measuring habitat connectivity, corridor use, and dispersal mortality. Conservation Ecology [online] 3(1): 4. – URL: http://www.consecol.org/vol3/iss1/art4/ 19. Dawson D., 1994. Are habitat corridors conduits for animals and plants in a fragmented landscape? A review of the scientific evidence. London , UK, 89 p. 20. Forman, R.T.T. and M. Godron, 1986. Landscape ecology. John Wiley & Sons, New York. 21. Haddad N, D. Rosenberg, and B. Noon, 2000. On experimentation and the study of corridors; response to Beier and Noss. Conservation Biology Vol. 14, No. 5, Oct. 2000. рр.1543–1545 22. McKenzie, E. and R. P. Bio, 1995. Important Criteria and Parameters of Wildlife Movement Corridors. A Partial Literature Review. Southern Columbia Mountains Environmental Sector of the West Kootenay CORE Table. – URL: http://www.silvafor.org/assets/silva/PDF/Literature/LandscapeCorridors.pdf 23. Rosenberg D. K., B. R. Noon, and E. C. Meslow, 1997. Biological Corridors: Form, Function, and Efficacy. BioScience 47:677-687. 24. Walker, R. and L. Craighead, 1997. Analyzing wildlife movement corridors in Montana using GIS. 1997. Proceedings of the 1997 International ESRI Users conference, Environmental Sciences Research Institute. Анотація. Виявлено основні елементи екологічної мережі м. Харків і розглянуто функціонування екологічних коридорів в урбанізованому ландшафті на прикладі рослинного покриву та населення птахів. Встановлені види-індикатори біокоридорів. За допомогою аналізу головних компонент визначено головні фактори, що впливають на видовий склад екологічних коридорів. За допомогою обчислених індексів бета-різноманіття між парами відтинків біокоридорів показано екологічні бар’єри на шляху переміщення видів між біоцентрами. Ключові слова: екологічна мережа, біокоридори, рослинність, населення птахів, бета-різноманіття, Харків Summary.Basic elements of the landscape ecological network of the city of Kharkiv, Ukraine, have been identified, and the functioning of ecological corridors in the urban landscape was shown on the data regarding distribution and abundance of plant and bird species. Corridor indicator species were identified, as well. Using Principal Component Analysis major factors influencing species richness, composition and distribution patterns in the network were determined. Calculated indices of beta-diversity between adjacent sections of the ecological corridors helped to reveal significant barriers to species movement between habitat patches. Key words: landscape ecological network, ecological corridors, vegetation, bird assemblages, beta-diversity, Kharkiv Поступила в редакцию 21.09.2010 г.

Биоцентрически-сетевая структура ландшафтов крупного города на примере Харькова

Репозитарії

Схожі ресурси