Мониторинг должен базироваться на удобных и надежных методах оценки состояния растительных сообществ, уровня их антропогенной деградации.
В настоящее время такие методы еще недостаточно разработаны. Э. Хадач (Hadac, 1978) использовал показатель доли участия рудеральных видов во флоре одного из районов ЧССР для оценки уровня воздействия человека на естественный растительный покров. Наши исследования показали, что для оценки степени деградации растительных сообществ, особенно травяных, может быть успешно применен критерий доли участия синантропных видов в их составе.
К синантропным следует относить как местные, так и инорайонные растения, позиция которых в составе растительных сообществ усиливается при возрастании антропогенных нагрузок. Наиболее совершенную и детальную классификацию синантропных растений предложил Корнась (Kornas, 1982). Приводим ее с небольшими уточнениями:
Местные (апофиты):
A. Постоянно закрепившиеся в созданных или измененных
человеком местообитаниях (эуапофиты);
Б. Внедрившиеся временно (эфемерные апофиты);
B. Пришедшие из культур (экиофиты).
Пришлые (антропофиты):
А. Постоянно закрепившиеся (метафиты):
а) относительно старые иммигранты, ранее 1500 лет до н. э. (археофиты);
— интродуцированные (адвентивные археофиты),
— созданные человеком (антропогенные археофиты),
— выжившие только в созданных человеком местообитаниях (резистентные археофиты);
б) новые пришельцы, после 1500 лет до н. э. (кенофиты).
Б. Не закрепившиеся постоянно (диафиты):
а) внедрившиеся временно (эфемерофиты);
б) пришедшие из культур (эргазиофигофиты).
В сущности синантропизация — процесс приспособления растительного мира к условиям среды, измененным под влиянием человека. В ходе этого процесса выживают и расселяются виды, наиболее приспособленные к новым, созданным человеком условиям. В большинстве случаев это виды, менее продуктивные и ценные, менее желательные для человека.
Так, для луговой и степной растительности, где основным фактором воздействия выступает выпас скота, можно выделить три стадии пастбищной деградации: I стадия соответствует умеренному выпасу, II — интенсивному, III — чрезмерному. В одной из наших предыдущих работ (Абрамчук, Горчаковский, 1980) для оценки степени деградации лугов лесостепного Зауралья были использованы такие показатели, как доля участия синантропных видов в той или иной ассоциации, их обилие по шкале Друде. Установлено, что на первой стадии деградации в травостой внедряется небольшое число (1—7) синантропных видов с незначительным обилием (sol.), на второй число синантропных видов возрастает (7—23), из которых один выступает в роли кодоминанта (обилие sp.—cop. j). Для третьей стадии характерно общее обеднение флористического состава, соответственно некоторое снижение числа синантропных видов (7—11), но выход одного из них на позицию доминанта (обилие сор.2—сор.3). В ходе деградации наблюдается конвергенция луговых сообществ (все их разнообразие сводится к нескольким ассоциациям с господством Deschampsia caespitosa, Trifolium repens, Potentilla anserina) и снижение урожайности.
Подобные закономерности выявлены и в степях Урало-Илекского междуречья (Горчаковский, Рябинина, 1981), где для I стадии пастбищной деградации характерны типчаковые, луковично-мятликовые (в смесях с типчаком, ковылем красноватым или разнотравьем) или тырсовые сообщества с 4—8 синантропными видами, встречающимися единично или рассеянно. На III стадии они сменяются флористически крайне бедными и монодоминантными сообществами с господством одного из синантропных видов (Ceratocarpus arenarius, Alyssum desertorum или Kochia prostrata). Урожайность травостоя уменьшается.
Возрастание доли синантропных видов (в показателях их обилия и доли по отношению к общему флористическому составу) выявлено автором и в ходе деградации реликтовых черноольховников Центрального Казахстана.
Однако шкала оценки обилия Друде недостаточно точна и при ее использовании не исключается субъективность оценок. Продолжая исследования в этом направлении, мы попытались в целях совершенствования методики найти более объективные критерии, позволяющие оценить уровень деградации луговых сообществ (Горчаковский, Абрамчук, 1983). Наряду с числом и обилием синантропных видов мы использовали показатель доли участия в сложении надземной фитомассы. При учете урожайности укосы разбирали не только по агроботаническим группам, но особо выделяли синантропные виды.
Оказалось, что в ходе пастбищной деградации пойменных лугов происходит существенное изменение их флористического состава, структуры, продуктивности, а также доли участия синантропных видов в сложении надземной фитомассы. На первой стадии синантропные виды составляют незначительную примесь, встречаются единично или рассеянно, образуя не более 10—15% надземной фитомассы. На второй стадии они приобретают господство в травостое, причем на их долю приходится около 50% надземной фитомассы, а на третьей переходят к абсолютному доминированию (80—90% надземной фитомассы). По мере деградации обедняется флористический состав луговых сообществ (41—46 видов — на I стадии, 33—34 — на II и 18—23 — на III), возрастает число синантропных видов (от 6—9 до 13—14) и процент их участия по отношению к общему видовому составу (от 13 до 78%).
Таким образом, для оценки уровня пастбищной деградации луговых и степных сообществ и отнесения их к той или иной стадии целесообразно использовать показатели доли участия синантропных видов в их составе: а) общее число синантропных видов; б) процент синантропных видов по отношению к общему видовому составу; в) процент фитомассы, образованной синантропными видами, по отношению ко всей надземной фитомассе.
В тундре под влиянием выпаса оленей происходит делихенизация — уменьшение доли лишайников в составе растительных сообществ. Делихенизация сопровождается отравяниванием (олуговением) тундры (Андреев, 1983). Этот показатель может быть использован для оценки уровня пастбищной деградации тундр.
Об уровне деградации травяных растительных сообществ можно судить и по результатам популяционно-экологического анализа их основных компонентов (возрастная структура и плотность популяций, жизненность особей). Например, отмечено, что в южной полупустыне в сообществах с доминированием Artemisia tianschanica и A. lercheana относительная численность сенильных особей может служить показателем степени пастбищной деградации (Воронцова, 1967, 1971).
В горных и высокогорных районах в последнее время все большее значение приобретает рекреация (туризм, лыжный спорт, сбор ягод и грибов и т. п.). Прокладка дорог, расширение сети тропинок, вытаптывание, уплотнение снега и почвы, обогащение почвы нитратами влекут за собой подавление жизненности одних видов и активизацию других, изменение растительности, появление в высокогорьях растений, ранее им несвойственных, формирование рудеральных растительных сообществ.
Как показали исследования, проведенные в национальном парке «Скалистые горы» (штат Колорадо, США), в высокогорьях легче всего нарушаются экосистемы, связанные с влажной почвой, затем по степени нарушенности идут экосистемы высокотравных лугов, далее — каменистых пустынь и наконец — торфянистые экосистемы. В результате предложена следующая шкала оценки уровня рекреационных воздействий на растительность (Willard, Marr, 1970):
0 — воздействия отсутствуют, растительный покров не тронут;
1—воздействия незначительные, растительный покров на 100% представлен естественным и лишь местами слегка подавлен;
2— экосистемы явно подвергались воздействиям, но растительность на 85—90% представлена естественной;
3 — экосистемы явно подверглись изменениям, растительность на 25—85% естественная, нормальное ее развитие отмечается лишь в защищенных местах, жизненность растений ослаблена, почва местами смыта в результате эрозии;
4 — экосистемы радикально изменены, естественная расти
тельность составляет 5—25% от первоначальной, она исчезла за исключением некоторых защищенных мест почвенный горизонт А обнажен на большей площади и эродирован;
5 — экосистемы расстроены, растительность составляет 0—
5% от первоначальной, имеющиеся растения ютятся в очень защищенных местах или рост растений подавлен, почвенные горизонты В и С обнажены в результате эрозии.
06 уровне деградации высокогорных лесов при их рекреационном использовании можно судить по текущему приросту древостоя (Никодемус, 1982), удобный метод определения которого разработал И. Лиепа (Мауринь и др., 1978).
Интегральным показателем уровня антропогенной деградации экосистем и растительного покрова высокогорий, по нашим данным, может служить степень снижения актуальной верхней границы леса по отношению к потенциальной. Чем больше разрыв между актуальной и потенциальной границами леса, тем дальше зашла деградация высокогорных экосистем и тем в большей степени выражены отрицательные последствия этого явления (усиление деятельности снежных лавин, эрозия почвы, снижение продуктивности растительных сообществ).
Величину этого показателя можно установить на основе ряда биометрических и фитохорологических признаков, в том числе по корреляции между высотой деревьев и абсолютной высотой местности, по величине годичного прироста деревьев в высоту, по встречаемости живых деревьев, остатков отмерших деревьев, микрогруппировок лесных трав и кустарничков выше актуальной границы леса. Учитывая большое индикационное значение верхней границы леса, мониторинг должен предусматривать постоянные наблюдения за динамикой этого важного биографического рубежа в горных районах.