Заповедная степь в климатическом круговороте 
ISSN 1726-2860
(печатная версия ISSN 1684-8438)

Содержание номера

№41 лето 2014

Режимы сохранения степейСтепи под охранойСтепной регионИнвентаризация степейСтепи под угрозойСтепное природопользованиеКлючевые видыЗащита уязвимых видовЗаконодательствоПроектыСобытия Новые книги Финансирование номера

Режимы сохранения степей

Заповедная степь в климатическом круговороте

Что такое заповедники?

В настоящее время идея абсолютной заповедности подвергается резкой критике и ревизии со стороны многих ученых, а также специалистов-практиков в области заповедного дела. Это понятно, так как режим невмешательства, то есть полной заповедности, объективно ограничивает не только хозяйственную деятельность, но затрудняет даже проведение полномасштабных научных экспериментов на заповедных территориях. Есть и другие причины более субъективного характера, связанные с непониманием идеи абсолютной заповедности или ее неприятием по идеологическим соображениям.

Дискуссия вокруг режима сохранения степных фитоценозов, включенных в состав природных заповедников, вращается вокруг одного-единственного вопроса: нужно ли проводить регуляционные мероприятия по изъятию «избыточной» фитомассы или надо принципиально следовать идее полного невмешательства в природные процессы, озвученной еще в начале прошлого столетия Г.А. Кожевниковым?

Как видно из работ известных украинских ботаников, считающих необходимым проведение регуляционных мероприятий для сохранения современного облика степи, логика их рассуждений изначально базируется на ошибочных суждениях о целях и задачах заповедания дикой природы. Сторонники регуляции степной биоты (Дидух, 2014; Лысенко, 2014; Ткаченко, 2014) уверены, что, по крайней мере, степные заповедники создаются ради сохранения типовых «эта лонных» ценоструктур степи, а основная задача заповедников – сохранение биоразнообразия (Дидух, 2014). Поэтому их главные претензии относятся к негативному, по мнению ученых, влиянию режима полной заповедности на эволюцию степных экосистем. Так, Я.П. Дидух (2014) отмечает, что «то, что столетие назад казалось верным, теперь нуждается в корректировке или требу ет кардинального пересмотра.

Как следствие, должны меняться и задачи заповедников». Г.Н. Лысенко (2014) утверждает, что «существующие заповедные режимы оказались искусственными, а порой и чуждыми природе степи. В результате их влияния исчезают не только «краснокнижные» виды, но и типичные зональные доминанты и эдификаторы. Исчезают именно те объекты, ради сохранения которых и были в свое время созданы степные заповедники». Тем самым, сохранение степных экосистем в настоящее время возможно, по мнению указанных авторов, только в условиях довольно жесткого по форме вмешательства в естественные природные процессы, искусственной консервации (стабилизации) развития степных фитоценозов на стадии субклимаксовых сообществ. Однако при этом признается, что все регуляционные мероприятия относятся к де структивным, разрушительным, направленным на формирование экстремумов (Ткаченко, 2014).

Некоторые исследователи, даже работающие в научных отделах заповедников, пошли еще дальше и предлагают превратить заповедники в научно-производственные экспериментальные площадки (Воробьев, 2004).

Так что же такое заповедники, ради чего они были задуманы и какие задачи призваны воплощать в жизнь сегодня? Нужно ли отменять полную заповедность, или лучше поискать какие-то другие формы консервации степных сообществ, представляющих научный интерес и природоохранную ценность?

Первые предложения о заповедании отдельных участков целинной степи еще в конце XIX в. высказал известный почвовед В.В. Докучаев. В своих работах он указывал, что исследователи должны иметь возможность изучать ненарушенные почвы в местах их естественного происхождения. Как отмечает И.И. Воробьев (2004), это высказывание можно считать первым упоминанием о так называемой концепции природных эталонов. Существенно повлияла на последующее развитие заповедного дела, убежденность В.В. Докучаева в необходимости экспериментального изучения природы на малых участках, расположенных, по возможности, в различных физико-географических полосах Рос сии и имеющих общие существенные черты.

Иначе смотрел на заповедники и их предназначение еще один классик заповедного дела – профессор Московского университета Г.А. Кожевников. Выступая в 1908 г. на Всероссийском юбилейном акклиматизационном съезде, он сформулировал свое видение предназначения заповедников следующим образом: «Чтобы иметь возможность изучать природу, мы должны стараться сохранить ее в ее первобытной неприкосновенности в виде ее наиболее типичных формаций. (…) Какая цель сохранения таких нетронутых участков? Прежде всего чисто научная, а затем, конечно, и практическая, так как только научное изучение природы дает нам прочные основы для практической деятельности. (…) Участки эти должны быть заповедными в самом строгом смысле слова. (…) Всякие меры, нарушающие естественные условия борьбы за существование, здесь недопустимы. (…) Конечно, рядом с совершенно предоставленными своей естественной судьбе заповедными участками могут быть заповедные участки иного типа в целях размножения дичи, где допускается регулирование природных условий. Но это нисколько не умаляет необходимости иметь заповедные участки в строгом смысле этого слова, где бы отсутствовало всякое вмешательство человеческой деятельности и где бы можно было научно изучать естественные условия жизни. (…) Не надо ничего устранять, ничего добавлять, ничего улучшать. Надо предоставить природу самой себе и наблюдать результаты» (Кожевников, 1909).

Последняя фраза является ключевой. Она предполагает как режим полного невмешательства в природные процессы на заповедных территориях, так и постоянно ведущийся мониторинг естественного хода природных процессов и явлений, неискаженного вмешательством со стороны человека. С этим согласны даже критики идеи абсолютной заповедности. Так, Г.Н. Лысенко (2014) считает, что заповедные участки с режимом полного невмешательства – это природные лаборатории, где режим общего невмешательства позволяет получать ценнейшую информацию о процессах саморазвития степных экосистем.

Взгляды В.В. Докучаева и Г.А. Кожевникова на заповедность различаются принципиально. В природоохранной сфере у В.В. Докучаева во главу угла ставится изначальная ненарушенность, а подход Г.А. Кожевникова предполагает брать под охрану кроме первозданных также и нарушенные территории. Главное, чтобы далее отсутствовало вмешательство в процесс развития взятых под охрану природных комплексов. В.В. Докучаев настаивал на заповедании малых по площади экспериментальных участков, а Г.А. Кожевников утверждал, что площади заповедников должны быть обширными, чтобы не так заметно было влияние внешних факторов хотя бы в заповедном ядре. В научной сфере В.В. Докучаев планировал исследования на базе научных экспериментов, а Г.А. Кожевников считал, что наиболее важно просто наблюдать за естественными процессами развития, без экспериментов и прочего вторжения в природу. Подход В.В. Докучаева, как и современных сторонников регуляции и экспериментальной науки в заповедниках, неизбежно подводит нас к необходимости стабилизации определенной сукцессионной стадии, т.е. воспрепятствованию естественному ходу природных процессов. Г.А. Кожевников и его последователи подчеркивали как раз особую научную значимость результатов изучения свободного развития экосистем.

Идеи В.В. Докучаева о заповедании вступают в конфликт с самим понятием «заповедь», которое означает «нерушимое наставление». Этот «строжайший запрет (…) вызвал к жизни представления о заповедной неприкосновенности» (Штильмарк, 1984). Фактически же В.В. Докучаев говорил не о заповедниках в их современном понимании, а о научных биостанциях, которые впоследствии широко распространились в Российской империи и затем в СССР, в том числе на территориях многих заповедников.

Концепция природного эталона, господствовавшая в заповедном деле во второй половине ХХ в., является, по сути, механическим перенесением идей В.В. Докучаева на все заповедники в целом. В итоге она оказалась ошибочной и создала массу проблем в ходе практического применения параметров эталонности (Краснитский, 1983; Уинер, 2001). Ведь знаменитый почвовед говорил о почвах, а не о целых природных комплексах (экосистемах), которые представляют собой открытые системы, саморазвивающиеся в результате взаимодействия экзо- и эндогенных факторов среды. Такие комплексы только условно (сугубо теоретически) можно назвать эталонами. Поэтому утверждение, что заповедники создаются ради сохранения типовых «эта лонных» ценоструктур, является в корне неверным, так как в открытых «живых» системах не может быть ничего эталонного. Ведь эталон – это точно установленная мера, с которой сравнивается аналогичный по своей природе объект. Каждая конкретная экосистема, хоть и обладающая набором каких-то общих черт с другими подобными и функционирующая на общих принципах, все же неповторима в разнообразии своих компонентов и индивидуальна в своем развитии.

Для концепции природного эталона гибель изучаемого заповедного объекта означает конец эксперимента и фактически – повод отменить режим охраны (как это случилось с Марийским заповедником после жаркого лета 1972 г.). Но для концепции полного заповедания это печальное событие – лишь один из промежуточных результатов, так как вместо погибшего объекта неизбежно появится другой и развитие продолжится. Ведь полная заповедность сохраняет не объекты, а процесс. Так какой подход более обоснован с точки зрения стабильности сохранения и изучения заповедных объектов, перспектив долгосрочного функционирования самих охраняемых территорий?

Сукцессионные процессы в степных экосистемах

Не будем отрицать, что в условиях режима невмешательства имеет место выпадение ряда типично степных видов и общая «деградация» степных фитоценозов в направлении их олуговения и закустаривания, а в последующем и облесения. Но проанализируем возможные причины такой деградации. Современные степные экосистемы с доминированием в растительном покрове травянистых экобиоморф сформировались под воздействием внешних по отношению к растительности механизмов стабилизации (Жерихин, 1993, 1994). При этом почему-то считается, что для стабилизации фитоценозов в форме «типичных» степей достаточно проводить регуляционные мероприятия в комплексе «пал–выпас–сенокос» (Ткаченко, Гавриленко, 2007). Так, Я.П. Дидух (2014) убежден, что для сохранения степного характера экосистемы достаточно лишь постоянно изымать лишнюю энергию, произведенную растениями. По его мнению, проблема деградации современных степных фитоценозов возникла по причине «исключения использования, в том числе скотоводческого, сопровождавшегося прекращением любого изъятия излишков энергии из экосистем» (Дидух, 2014).

Более реалистичными выглядят умозаключения одного из самых авторитетных степеведов В.С. Ткаченко. Его многолетними исследованиями было установлено, что основной природной тенденцией, детерминирующей современные характеристики степного биома, является неуклонное нарастание влагообеспеченности. Это объясняется тем, что усиление гумидности климата – одна из основных экологических характеристик развивающегося на Земле глобального потепления. В результате степные ландшафты подвергаются гидрогенной трансформации (Ткаченко, 2014). Как он отмечает, «детерминированность саморазвития степных фитосистем обусловлена известным термодинамическим вариационным принципом, согласно которому при возможности формирования нескольких типов организации реализуется структура, имеющая минимальную энтропию и способная наиболее эффективно поглощать и концентрировать рассеянную энергию, усваивать и аккумулировать вещество». Эта особенность (способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности за счет рассеянной энергии) отличает живые организмы, экосистемы и биосферу в целом от закрытых систем, стремящихся к состоянию максимальной энтропии.

Согласно первому началу термодинамики, энергия не может создаваться заново и исчезать, а только переходит из одной формы в другую. Растения, как первичное звено трофической цепи, усваивают рассеянную энергию непосредственно из окружающей среды. Для растений мощным источником такой энергии или «отрицательной энтропии», в первую очередь, является солнечный свет (Шредингер, 1972). Кроме того, источниками отрицательной энтропии являются тепло, вода и пр. Все это обеспечивает процесс фотосинтеза, в результате чего рассеянная энергия преобразуется в первичную продукцию – фитомассу, то есть переходит в состояние с более низкой энтропией. Однако травянистые растения, в отличие от древесно-кустарниковых, не способны аккумулировать в себе избыточную энергию. Особенно это касается надземных частей растений. В степных экосистемах излишек про изведенной энергии аккумулируется в почве, в том числе в корнях и других подземных органах растений. В результате жизнедеятельности растений в почве увеличивается содержание гумуса, минеральных форм азота, повышается влажность и кислотность, снижается содержание карбонатов (Дидух, 2014). Г.Н. Лысенко (2014) указывает, что такое смещение почвенных характеристик делает невозможным произрастание типичных степных видов (прежде всего ксерофитных дерновинных злаков – ковылей, типчаков, житняков, тонконогов, овсецов и др., а также сопутствующего разнотравья), и в то же время создает условия для инвазии более мезофильных видов (луговых и даже лесных).

Что следует из вышесказанного? В условиях нынешнего глобального потепления нарастает гумидность климата, что, в свою очередь, ведет к повышению влагообеспеченности степных экосистем и к их гидрогенной трансформации. Ксерофильная степная растительность меняется на мезофильную, появляются луговые, нитрофильные виды, кустарники, деревья. Таким образом, степные фитоценозы заменяются на лесостепные и впоследствии на лесные.

Остается открытым вопрос о соотношении различных экзогенных (по отношению к растительности) факторов воздействия. Какой из них является определяющим в части динамики избыточной энергии (продукции): климатические изменения или воздействие травоядных копытных (а в последующем – антропогенное воздействие)?

Как верно заметил Я.П. Дидух (2014), растительные сообщества в своем развитии не воспроизводят себе подобных, а изменяются. Вектор этого изменения определяется тем, насколько данная экосистема соответствует постоянно меняющимся условиям внешней среды. При этом организация системы также изменится. Движущей силой развития является изменение энергетического потенциала экосистемы, обусловленного интенсивностью преобразования рассеянной энергии в более упорядоченное состояние.

Однако изменение энергетического потенциала экосистемы может быть как возрастающим, так и в сторону снижения. Если климат становится более теплым и влажным, количество доступной растениям рассеянной энергии увеличивается. Соответственно увеличивается ее объем, утилизируемый растениями, и возрастает количество создаваемой фитомассы. Избыток энергии, который не удается полностью аккумулировать в вещество, питает процесс дальнейшего развития степного фитоценоза в направлении еще большего упорядочения, то есть достижения состояния с наименьшей энтропией. Такому состоянию наиболее соответствуют климаксовые лесные сообщества.

Описанная картина энергетической подпитки трансформации экосистем подтверждается практическими наблюдениями. Степеведы показали, что гомеостатическое тяготение к лесному типу функционирования и структурогенеза в механизмах саморегулирования экосистем степной зоны ограничивается лишь дефицитом ресурсов. Этот дефицит – причина замедления и торможения сукцессионного процесса со ста билизацией ценоструктуры на субклимаксовых уровнях организации (Ткаченко, 2014).

При похолодании климата, особенно, если это сопрягается с его сухостью, происходит обратный процесс. Еще В.В. Докучаев заметил, что лес потребляет больше влаги, чем травянистая растительность. Поэтому в условиях засушливого и прохладного климата лесная растительность начинает испытывать дефицит рассеянной энергии. В результате этого лесные площади сокращаются, а господствующее положение занимают травяные экосистемы, способность которых накапливать рассеянную энергию намного ниже. Об этом же говорит В.С. Ткаченко (2014): «“Типичные” степные фитоценозы характеризуются достаточно выраженной экстремальностью условий существования».

Хронологический анализ изменения климата в Европе за последние три тысячелетия (Бараш, 1989) показал чередование климатических условий, благоприятных для развития то степных, то лесных экосистем (см. табл.).

Чередование климатических условий и преобладающей растительности в Европе за последние три тысячи лет (по: Бараш, 1989; Кривенко, Виноградов, 2008)

Климатические

условия

Продолжительность, лет

Периоды

Тип растительности

Наименование периода

Прохладно и влажно

100

Х-IX в. до н.э. Суббореальный период
Тепло и сухо

300

VIII-VI вв. до н.э. Лесостепь
Прохладно и влажно

50

Первая пол. V в. до н.э.
Прохладно и сухо

100

Конец V – сер. IV в. до н.э. Степь Субатлантический период
Прохладно и влажно

350

IV в. до н.э. – I в.
Тепло и сухо

200

I- II вв. Лесостепь
Тепло и влажно

150

II- конец IV вв. Лес
Тепло и сухо

400

Конец IV- нач. VIII в. Лесостепь
Тепло и сухо

200

VIII-IX вв. Лесостепь
Прохладно и влажно

100

X в.
Тепло и сухо

200

XI-XII вв. Лесостепь
Прохладно и влажно

100

XIII в. Степь
Прохладно и влажно

550

XIV- сер. XIX вв.
Потепление климата

80

Конец XIX в. – 1940 г. Лес
Похолодание климата

20

1941 г. – сер. 1960-х гг. Лес
Потепление климата

50

Сер. 1960-х гг. – наст. вр. Лес

Фитофаги в степных экосистемах и их симулякры

Значимость роли диких травоядных копытных для удержания степных фитоценозов на энергетически и структурно низкокачественном субклимаксовом уровне вызывает сомнения. Сами сторонники регуляционных мероприятий в заповедниках признают, что существует значительный пробел в исследовании роли фитофагов в процессах биотического регулирования лугово-степных и степных биогеоценозов (Лысенко, 2005).

Для того чтобы участие диких травоядных в утилизации годичного прироста фитомассы имело определяющее значение, требуется постоянный значительный уровень пастбищной нагрузки, что трудно достижимо в естественных условиях. В свете палеохронологии вообще довольно спорно звучит вывод о том, что травяные экосистемы сформировались благодаря травоядным животным. Ведь, согласно Г.Н. Лысенко (2014), со ссылкой на В.В. Жерихина (1993, 1994), в среднем эоцене (около 40 млн лет назад) в Южной Америке впервые обнаруживаются пыльцевые спектры с высоким содержанием пыльцы злаков, степного типа палеопочвы и фоссилизированные навозные шары, оставленные жуками-навозниками.

А многочисленный (количественно и качественно, по числу видов) высокоспециализированный комплекс пастбищных травоядных возник гораздо позднее, в олигоцене (33,9–23,03 млн лет назад) и, особенно, в миоцене (верхняя граница – 5,33 млн лет назад). Примерно в те же сроки произошло формирование зоокомплекса пастбищных травоядных на территории Северной Америки, откуда они в миоцене несколькими миграционными волнами распространились в Азию, Европу и Африку. В Австралии травяные биоценозы сформировались в миоцене, тогда как растительноядные сумчатые приобрели отчетливые адаптации к травоядности только в позднем неогене (Лысенко, 2014).

Это отставание появления специфического комплекса травоядных свидетельствует о том, что он формировался уже в условиях открытых пространств со специфической кормовой базой. Благополучие популяций любых видов диких животных прямо зависит от кормовых и защитных условий среды их обитания, а не наоборот. В комплексе с климатическими воздействиями эти условия среды обитания играют роль лимитирующих факторов в отношении того или иного вида животных.

Так или иначе, в современных условиях о роли диких травоядных животных в поддержании «типичного» облика степей можно забыть. Этот фактор сейчас пытаются заменить выпасом домашнего скота и (или) сенокошением. Однако если при определенных условиях использование выпаса для подобных целей оправданно, то сенокошение вообще не имеет естественных аналогов, поскольку приводит к безвозвратному изъятию фитомассы из экосистемы. Фактически это симулякр – копия, не имеющая оригинала. Поэтому сенокошение в заповедниках является надуманным мероприятием и, как показывает практика, неэффективным и вредным (Парникоза, 2014).

Прямая корреляция изменения растительного покрова с глобальными изменениями климата вне зависимости от уровня антропогенного воздействия на экосистемы в разные исторические эпохи свидетельствует о том, что выпас скота и сенокошение играют второстепенную роль в смене растительных сообществ в историческом масштабе. Антропогенный фактор ничтожен в сравнении с климатическим и не влияет заметно на общую тенденцию эволюции экосистем. Однако на локальном уровне в условиях энергетического дефицита (из-за прохладного и сухого климата) выпас и сенокошение могут довольно успешно удерживать конкретные степные сообщества на уровне субклимаксовых ценоструктур. Учитывая высокую энергетику сукцессионных процессов, уровень воздействия антропогенного фактора при этом также должен быть достаточно высоким и выверенным. Малейшее его снижение выводит экосистему из неустойчивого субклимаксового состояния на более высокий качественный уровень. На практике это выражается в эффектах недовыпаса, проявляющихся при уменьшении пастбищной нагрузки ниже оптимальной. Естественные степные пастбища в этом случае подвергаются тем же изменениям, какие на блюдаются на абсолютно заповедных участках ряда степных заповедников (Лысенко, 2014).

Литература

Бараш С.И. 1989. История неурожаев и погоды в Европе (по XVI в. н.э.). Л.: Гидрометеоиздат. 237 с.

Воробьев И.И. 2004. Идеи Докучаева и территориальная охрана степей // СБ № 15. 4–8.

Дидух Я.П. 2014. Что мы должны охранять в степных заповедниках? // СБ № 40. 8–10.

Жерихин В.В. 1993. Природа и история травяных биомов // Степи Евразии: проблемы сохранения и восстановления. СПб.–М.: Институт географии РАН. 29–49.

Жерихин В.В. 1994. Генезис травяных биомов // Экосистемные перестройки и эволюция биосферы. М.: Недра. 132–137.

Кожевников Г.А. 1909. О необходимости устройства заповедных участков для охраны русской природы // Труды Всероссийского юбилейного акклиматизационного съезда 1908 г. в Москве. Вып. 1. М. 18–30.

Краснитский А.М. 1983. Проблемы заповедного дела. М.: Лесная промышленность. 191 с.

Кривенко В.Г., Виноградов В.Г. 2008. Птицы водной среды и ритмы климата Северной Евразии / Отв. ред. М.А. Вайсфельд, А.С. Мартынов. М.: Наука. 588 с.

Лысенко Г.Н. 2005. В каком режиме сохранится луговая степь «Михайловской целины»? // СБ № 18. 10–14.

Лысенко Г.Н. 2014. Степные заповедники и абсолютно заповедный режим: поиски компромисса // СБ № 40. 11–15.

Парникоза И.Ю. 2014. Реалии современного сенокошения в степных заповедниках Украины и охрана биоразнообразия // СБ № 40. 16–21.

Ткаченко В.С., Гавриленко В.С. 2007. Криза регулювання та ефективнiсть регуляторних заходiв у степових заповiдниках України // Вiстi бiосферного заповiдника «Асканiя-Нова». № 9. 5–20.

Ткаченко В.С. 2014. Детерминировано природой // СБ № 40. 5–7.

Уинер Д. 2001. Подводные камни концепции эталона: маленький заповедник поднимает большие вопросы. // СБ № 10. 2–6.

Шредингер Э. 1972. Что такое жизнь? С точки зрения физика. 2-е изд. М.: Атомиздат. 88 с.

Штильмарк Ф.Р. 1984. Заповедники и заказники. М.: Физкультура и спорт. 144 с.

Контакт: Валерий Александрович Бриних
Частное учреждение «Институт региональных
биологических исследований»
РОССИЯ 385060 Республика Адыгея, Майкоп,
станица Ханская, ул. Полевая, 50
Моб.: 918 425 84 35
E-mail: vbrinikh@gmail.com






Наверх
106 просмотров



Сибирский экологический центр
Центр охраны дикой природы
Проект ПРООН/ГЭФ по степным ООПТ России
Казахстанская ассоциация сохранения биоразнообразия
Об издании

Популярное
ПРООН ГЭФ Минприроды России