ОБ УРБОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

УДК 581.55: 911.375.227
ОБ УРБОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
БОТАНИЧЕСКОГО САДА ННГУ
А. К. Ибрагимов, Г. А. Кондрашкина,
И. Л. Мининзон, Н. Х. Потапенко
Нижегородский госуниверситет
М. А. Патова
Нижегородский архитектурно-строительный университет
А. А. Терентьев
Нижегородский педуниверситет
Теоретически обосновывается новый энвайроментологический подход к проблеме оценки экологического состояния и устойчивости городских ландшафтов в
условиях антропогенного стресса. Показано, что в условиях урбоэкосреды основным стабилизирующим механизмом является экологическая поляризация природно-антропогенного ландшафта на зону адаптации метастабилизированной растительности к интенсивному антропогенному давлению и компенсаторную зону
– в условиях естественной недоступности природного ландшафта. Показано,
что выраженная гиперполяризация городских экосистем сопровождается явлением трансэкстразональности с господством растительных группировок из отдаленных биоклиматических зон. Одним из основных методических подходов по
оптимизации урбаногенного растительного покрова является конструктивная
(интродукционная) метастабилизация формируемой растительности.
В условиях интенсивного антропогенного воздействия на экосистемы Нижегородского мегаполиса (включающего города-спутники и лесопарковый пояс) исследования* были направлены на изучение степени антропогенной (и естественной) поляризации природного ландшафта (в смысле Б. Б. Родомана [1974]), уровня дивергентного расхождения эколого-фитоценотической структуры урбаногенных сообществ с коренными зонально-обусловленными типами биогеоценозов,
процессов дигрессивной и конструктивной метастабилизации урбоэкосистем в
условиях антропогенного стресса (согласно опубликованной концепции – Ибрагимов и др., 1998). Исследования проводились в рамках общей проблемы «Оптимизация деградирующего ландшафта и среды методами интродукции растений»
(Ибрагимов, 1988; 1989, 1990, 1996; Ибрагимов, Воротников, 1990; Ибрагимов,
Терентьев, 1990; Антропогенная динамика…, 1991; Ибрагимов, Кондрашкина,
1995, 1998; Ибрагимов и др., 1998 а, б, 1999; Кондрашкина, 1998; Патова и др.,
1999; и др.). Опубликовано подробное антропогенно-ландшафтное зонирование
территории Нижнего Новгорода (Антропогенная динамика…, 1991).
*Исследования проводились в содружестве с кафедрой экологии и природопользования
НГАСУ и кафедрой физической географии НГПУ при грантовой поддержке Госкомобразования и РФФИ (Грант РФФИ 98-04-49048 и др.); результаты исследований вошли в Территориальную комплексную схему охраны природы (ТерКСОП) Нижегородского мегаполиса и в новый генплан Н. Новгорода (1999).
60
Обращает на себя внимание четко выраженная поляризация антропогеннонарушенного ландшафта, подчиняющаяся закономерно обусловленной взаимосвязи уровня устойчивости природно-антропогенных экосистем и характера естественного экотопа, формирующего определенный уровень биоразнообразия и
полночленности дендроэкосистем, определяющий конкретную степень выраженности естественных защитных структур. В условиях большого города подобная
поляризация имеет особое значение, поскольку наличие сохранившихся близких к
естественным слабонарушенных природных участков целиком определяется их
местоположением среди малодоступных для непосредственного присутствия человека гидроморфных и овражно-крутосклоновых ландшафтных фаций (которые
нередко оказываются одновременно местами выраженного экологического благополучия и неблагополучия за счет естественной устойчивости их экосистем в условиях антропогенного стресса, вызванного значительным загрязнением и захламлением территории).
В целом антропогенно формируемый тип городского ландшафта оказывается
более зависимым от характера (уровня) деструктивного антропогенного воздействия (типа городской застройки, хозяйственного или промышленного использования территории), чем от природного экотопа. Нами зарегистрировано выраженное
конвергентное сходство состояния городской древесной растительности и связанных с ней компонентов экосистем на принципиально различающих природных
экотопах в условиях Нижегородского (Борского, Балахнинского, Дзержинского)
песчаного заречья, где формируются естественно неполночленные сосновые боры, и на богатых суглинках Правобережья (Богородского, Кстовского, Павловского, Нижегородского) в местах естественного произрастания полидоминантных естественных дубрав. Это дает нам основание выделять типы городских ландшафтов как зоны малоэтажной, многоэтажной и современной застройки повышенной
этажности, практически однозначные для различных по почвенным условиям
природно-ландшафтных зон Заречья и Правобережья. И в то же время степень сохранности естественных лесных экосистем здесь полярно противоположная –
расположенные непосредственно в городской черте дубравы Щелоковского хутора и Марьиной рощи (и производные липняки, осинники и т. п.) большей частью
оказываются практически ненарушенными (I–III степень дигрессии), тогда как
сосняки Стригинского бора, Сормовского парка и Моховых гор в большинстве
своем сильно повреждены (IV–V степень дигрессии). На местообитаниях борового ряда проявляется выраженная поляризация степени нарушенности по типам
леса, имеющим неоднозначное расположение в боровой ландшафтной катене –
экосистемы автоморфных сосновых типов лишайниковой и брусничной серий
полностью прекращают свое существование как лесные сообщества и заменяются
вейниковыми пустошами и разреженными («парковыми») мелкозлаковыми борами. Более или менее сохранившимися в лесопарковой зоне остаются черничные,
долгомошные и сфагновые сосняки гидроморфных и полугидроморфных фаций,
удерживающие в своем составе представленный спектр основных жизненных
форм и типичных видов, чему способствуют условия достаточного увлажнения.
Анализ эколого-фитоценотической структуры и состава деградированных экосистем селитебной зоны (городских посадок и парков, пустырей и дворов) показывает выраженную замену естественной (зонально-обусловленной) видовой
композиции на представителей азональных или экстразональных экосистем. При
этом в последнем случае нами отмечено явление «трансэкстразональности», когда
в составе урбоэкосистем доминирующее участие начинают принимать спонтанно
61
натурализовавшиеся представители более южной природной зоны, отделенной от
данного местопроизрастания одной или двумя промежуточным естественными
зонами (в связи с чем на антропогенных местообитаниях лесной зоны Нижегородского Поволжья могут проявляться выраженные процессы опустынивания
[Антропогенная динамика…, 1991]). Резко изменяется спектр жизненных форм с
вычленением целых синузий, обуславливающих полночленность естественных
сообществ и обеспечивающих нормальную жизнедеятельность стабилизирующих
консортов (опылителей, почвообразователей, видов, связанных с биологической
защитой эдификаторов и ассектаторов и т. п.), при массовом развитии вредителей
и патогенов (которые впоследствии также оказываются значительно угнетенными
при возрастании техногенной нагрузки). Однако подобную вульгаризацию нативной конституционной основы зональных экосистем в условиях дестабилизирующего антропогенного воздействия нельзя считать лишь негативным процессом,
т. к. его результатом является также выраженная метастабилизация вновь формирующегося видового состава, адекватного антропогенному неоэкотопу и адаптирующего локальную экосистему к условиям стрессовой ситуации. Преимущественное положение в подобном случае получают представители гемерофитной
свиты, характеризующиеся как выраженные синантропы, привыкшие к жизни в
среде постоянного хаоса. Именно им принадлежит стабилизирующая роль в условиях перманентного деструктивного воздействия. Именно подобные типы дигрессивно метастабилизированных экосистем могут максимально соответствовать
вновь формируемой антропогенной среде, к которой оказываются абсолютно неприспособленными эустабильные коренные экосистемы.
Однако выраженная неполночленность вульгаризированных урбоэкосистем
предполагает постоянное дополнение их утраченного биоразнообразия стабилизирующими консортами из соседних интактных зональных экосистем (с искусственно поддерживаемым режимом особой охраны). В лесопарковой зоне подобную
роль должна выполнять репрезентативная сеть специально организуемых заказников, в городских условиях – крупномассивные парки и городские природные
резерваты на «неудобных» землях (среди которых ведущая роль принадлежит
«ветландам» – территориям, связанным с гидрологически напряженными местообитаниями). Подобные территории в условиях Нижнего Новгорода были нами
обозначены на картосхемах для ТерКСОП Нижегородского мегаполиса, отображающих ее основное экологическое зонирование (Антропогенная динамика…,
1991). В условиях экстремального техногенного воздействия (как показали наши
исследования в окрестностях химического центра – г. Дзержинска [Антропогенная динамика…, 1991]) процессы естественной (дигрессивной) метастабилизации
перестают оказывать свое оптимизирующее влияние, и особенно актуальным становится применение методов интродукционной оптимизации состава растительности, что можно рассматривать в качестве примера конструктивной метастабилизации антропогенных сообществ в условиях техногенной гиперполяризации
природного ландшафта. Примерами конструктивной метастабилизации урбаногенного ландшафта можно также считать существующие официальные рекомендации по переводу естественных лесных насаждений в лесопарковые, а лесопарков в парки в целях повышения допустимой численности отдыхающих в рекреационной зоне (Антропогенная динамика…, 1991). Наши исследования на территории Нижнего Новгорода показали, что в последнем случае большое значение
также имеет размер паркового массива (в одних и тех же условиях произрастания
и техногенеза), который постепенно начинает превращаться в мелкоконтурную
62
островную экосистему, на территории которой начинает складываться «сплошной
маргинальный эффект», переводящий данное парковое сообщество в критическое
состояние (Антропогенная динамика…, 1991).
Проблемы градостроительной экологии тесно связаны с разработкой новых
приемов и методов фитодизайна. При этом стабильность урбоэкосистемы может
быть достигнута лишь на основе естественных закономерностей развития и природной динамики древесных насаждений. Однако большинство современных озеленительных проектов совершенно не учитывает динамизма развивающихся насаждений и основывается на использовании в своем композиционном решении
«застывшего» состояния полновозрастных дендропосадок, не принимая во внимание процессов их естественного формирования и распада. Как показали наши
исследования, создание непрерывного средопреобразующего и декоративного
эффекта с учетом «онтогенеза» развивающихся насаждений может быть обеспечено лишь на основе биоморфологических и эколого-динамических принципов
подбора озеленительного ассортимента. Сочетание в дендрокомпозициях видов с
различными формами роста, феноритмотипами и жизненными стратегиями делает
возможной постепенную смену аспектов и акцентов в процессе сезонной и «сукцессионной» динамики насаждений. Использование при создании городских зеленых насаждений основополагающего биоэкологического принципа «смены пород» путем чередования посадок быстрорастущих эксплерентов (на заднем плане)
и долгожителей-виолентов (на переднем) позволит достигнуть одновременного
эффекта быстроты роста и долговечности насаждений. К моменту созревания
виолентов эксплеренты исчерпывают свой жизненный потенциал и вступают в
сенильную фазу (подлежа изъятию из состава дендроценоза). Использование в
составе зеленых насаждений особо декоративных генетически закрепленных жизненных форм (лиан, плакучих, колонновидных, шаровидных, стелющихся, карликовых, вечнозеленых и т. п.) обеспечивает непрерывный декоративный эффект в
течение года и всей жизни насаждений, а также снижает трудоемкость их формирования, позволяя избежать искусственной стрижки и кронирования. Конструктивная метастабилизация урбоэкосистем должна соответствовать принципам искусственного расширения уровня биоразнообразия вульгаризированных сообществ, стабилизирующего дигрессивно-неполночленные биогеоценозы. Следует
отметить особую роль в этом процессе использования деревянистых лиан – экологически пластичной жизненной формы, позволяющей проведение искусственного формирования различных ярусов урбоэкосистемы («древесного», «кустарникового», «напочвенного»), вписывающихся в различные архитектурноландшафтные ситуации (Антропогенная динамика…, 1991; Ибрагимов, Кондрашкина, 1995, 1998; Кондрашкина, 1998). При этом Г. А. Кондрашкиной опубликованы два методических пособия для студентов и ландшафтных архитекторов по
использованию деревянистых лиан (см. Кондрашкина, 1998).
Эколого-физиологическая роль быстрорастущих древесных эксплерентов
(включая деревянистые лианы как наиболее «яркие» представители этой группы)
особенна высока в условиях загрязнения атмосферы. Их применение намного повышает адаптивные возможности дендроэкосистем вследствие высокой скорости
обменно-энергетических процессов, позволяющей эксплерентам активно противостоять химическому загрязнению (и механическому воздействию). Интенсивная
репродуктивная стратегия этих видов в сочетании с высокой скоростью роста
способствует самовосстановлению городских древесных популяций и активной
регенерации растений после механических повреждений. Способность эксплерен63
тов быстро формировать значительные размеры тела позволяет им быть достаточно устойчивыми в динамичной городской среде. Исключительный динамизм
представителей этого биостратегического типа древесных растений позволяет их
успешно использовать в условиях постоянно обновляющейся городской реконструкции.
Концептуальные разработки научных сотрудников ботанического сада ННГУ
позволили сформулировать представление о двух генеральных направлениях современной экологии – консервативном и конструктивном, взаимодополняющих
друг друга в условиях поляризированного антропогенного ландшафта. Подобные
положения можно также найти в публикации Д. Н. Кавтарадзе и М. Е. Игнатьевой
(1986). В связи с изложенным хотелось бы подчеркнуть особую экологическую
роль ботанических садов в современном урбанизированном мире, а также необходимость создания единой параллельной системы ботанических садов и заповедников, решающих взаимосвязанные задачи оптимизации антропогенно поляризованной биосферы. Демонстрация установленных закономерностей используется нами в учебном процессе: при подготовке студентов-экологов различных вузов (ННГУ, НГПУ, НГСХА, НГАСУ) и в летних экологических лагерях школьников (Ибрагимов и др., 1998 а, б).
ЛИТЕРАТУРА
Антропогенная динамика и оптимизация растительного покрова. Н. Новгород, 1991.
Ибрагимов А. К. О закономерности рекреационной деградации лесной растительности
// Актуальные проблемы ботаники в СССР. Алма-Ата, 1988. С. 207.
Ибрагимов А. К. Биологические типы и жизненные формы растений как средство динамической стабилизации озеленительных композиций // Роль ботанических садов в охране и обогащении растительного мира. Ч. 2. Киев, 1989. С. 47-48.
Ибрагимов А. К. О динамической стабилизации и адаптации денроэкосистем в условиях урбанизированных ландшафтов // Человек – труд – экология. Волгоград, 1990. С. 222224.
Ибрагимов А. К. Состояние растительного мира и экологические проблемы Нижнего
Новгорода // Проблемы сохранения и развития природного комплекса крупного промышленного центра: Матер. семинара международн. выставки «Экология и городское хозяйство». Н. Новгород, 1996. С. 18-32.
Ибрагимов А. К., Воротников В. П. О рекреационной деградации пригородных лесов
г. Горького // Антропогенные изменения и охрана природной среды. Н. Новгород, 1990. С.
77-87.
Ибрагимов А. К., Кондрашкина Г. А. Биологическое разнообразие и интродукционная
оптимизация экосистем // Биологическое разнообразие: интродукция растений. СПб., 1985.
С. 132-133.
Ибрагимов А. К., Кондрашкина Г. А. Интродукционная оптимизация как метод повышения биоразнообразия урбоэкосистем // Интродукция растений как модель различных
отраслей растениеводства в регионах. Томск, 1998. С. 46-49.
Ибрагимов А. К., Терентьев А. А. О некоторых аспектах городского озеленения в связи с особенностями урбанизированной среды // Антропогенные изменения и охрана природной среды. Н. Новгород, 1990. С. 67-77.
Ибрагимов А. К., Терентьев А. А., Патова М. А. Исторические аспекты формирования
типов городских ландшафтов в условиях современного города // Исторический город в
контексте современности. Н. Новгород, 1999. С. 37-38.
64
Ибрагимов А. К., Терентьев А. А., Ибрагимов А. А. Влияние урбанизированных территорий на состояние природных ландшафтов: эколого-педагогические аспекты // Экологическое образование: проблемы и перспективы. Н. Новгород, 1998а. С. 129-137.
Ибрагимов А. К., Хабибуллин Р. Д., Ибрагимов А. А., Патова М. А. Экосистемы: антропогенный стресс, адаптация и стабилизация. Н. Новгород, 1998б.
Кавтарадзе Д. Н., Игнатьева М. Е. Растительность урбанизированных территорий как
предмет классификации в связи с задачами охраны природы // НДВШ, Биологические науки. 1986. № 12. С. 54-59.
Кондрашкина Г. А. Эколого-биологические основы интродукции деревянистых лиан и
возможности их использования для оптимизации экосистем Нижнего Новгорода: Автореф.
дис. … канд. биол. н. Н. Новгород, 1998.
Патова М. А., Темнухин В. Б., Ибрагимов А. К. Экологическая поляризация территории как механизм стабилизации техногенно нарушенных ландшафтов // Строительный
комплекс – 98: Тез. докл. научн. конф. НГАСУ. Ч. 6. Н. Новгород, 1999. С. 91-92.
Родоман Б. Б. Поляризация ландшафта как средство сохранения биосферы // Ресурсы,
среда, расселение. М., 1974. С. 47-51.
65