Развитие представлений о экологических сетях

Концепция развития представлений о экологических сетях и их формирования развивалась постепенно. Первые программы по созданию экосетей появились в Центральной и Восточной Европе в 1980-х. Одной из первых инициативных программ стала экологическая сеть Эстонии, реализованная в 1983 г. И опиравшаяся на теорию поляризованного ландшафта российского географа Бориса Родомана. Согласно теории, экологически уязвимые объекты должны размещаться на наибольшем удалении от экологически опасных центров. [8]

Появился подход, согласно которому «в каждом биорегионе (природном выделе, относительно однородном по составу биоты и происходящим природным процессам) должна быть сформирована адекватная местным условиям непрерывная сеть из связанных между собой природных сообществ, обеспечивающая поддержание целостности природного каркаса - экологическая сеть» (Реймерс, Штильмарк, 1978; Соболев, Руссо, 1998). [15]

Позже, Н.А. Соболевым была составлена схема биогеографического районирования для создания экологических сетей. В пределах биорегионов выделены области, которые принадлежат различным категориям сохранности природного каркаса. Для каждого биорегиона рассчитывается индекс антропогенного воздействия (как отношение численности населения к площади сохранившихся природных сообществ). Методика расчета индекса антропогенного воздействия может быть применена при проектировании экологических коридоров для анализа человеческой активности в регионе и сохранности природных компонентов коридоров, а также возможности миграции животных. [15]

Н.А. Соболевым применен индекс устойчивости экосистемы (ИУЭ), а также индекс редкости вида (R) и размерный класс территории, необходимой для существования жизнеспособной популяции вида (S). [11] Под индексом устойчивости экосистемы понимается произведение плотности биомассы на удельную биопродуктивность, отнесенную к энергии поглощения солнечной радиации.

О.С. Гринченко, Л.Б. Волковой и Н.А. Соболевым [3] произведена работа по выделению территорий особого природоохранного значения для млекопитающих при формировании Изумрудной сети.

Под редакцией Института географии РАН составлена Изумрудная книга Российской Федерации, в которой выделены потенциальные участки Изумрудной сети территорий общеевропейского природоохранного значения (ТОПЗ) в Европейской части России. [18]

Западная Европа сделала акцент на формировании экологической теории. Американские ученые Роберт Х. Макартур и Эдвард О. Уилсон в «теории островной биогеографии» [8] показали, что при прочих равных условиях более крупные острова, которые располагаются ближе к материку, будут содержать больше видов. Теория расширена концепцией мегапопуляций, согласно которой при возможности миграции индивидов к местообитаниям данной популяции, метапопуляция сохраняет свою устойчивость. Теория островной биогеографии и принцип мегапопуляций легли в основу правил конфигурации заповедников, согласно которым заповедники должны быть крупными и располагаться как можно ближе друг к другу и иметь связь между собой.

Принципы формирования экологических сетей отражены во многих работах. Разрабатываются различные критерии, по которым определяется устойчивость экологической сети путем определения разрывности связей между ядрами. О.В. Бедновой и А.А. Лихачевым [2] при проектировании экосети в условиях урбанизированной территории применяется методика, в которой производится расчет индексов состояния экосети.

1) Альфа-индекс (1.1) характеризует насыщенность экосети циклами, величина которых показывает наличие альтернативных путей миграции:

где V – число вершин графа (биоцентров);

E – число ребер графа (экокоридоров).

Оптимальное значение при α -индекс = 1,0.

2) Бета-индекс (1.2) оценивает развитость сети экокоридоров. При β<1 экосеть не имеет ни одного цикла, при β =1 имеется один цикл, при β >1 имеется несколько циклов, при β =3 все биоцентры объединены коридорами.

3) Гамма-индекс (1.3) показывает число существующих коридоров к числу максимально возможных, то есть альтернативность выбора путей миграции между биоцентрами (за оптимум принимается значение 1,0).

4) Показатель дефицита графа – ε-индекс (1.4):

Антиповой Ольгой Александровной и Курочкиной Александрой Игоревной [1] произведена оценка естественной защищенности территории Белоруссии. Для этого для различных категорий земель принимается коэффициент средостабилизирующей способности (Ксс). Максимальное значение 1,0. При Ксс=0,4 средостабилизирующая способность низкая, принимается для таких категорий земель, как пахотные и нерационально используемые земли, пастбища. Очень высокая способность (Ксс=1) для таких категорий земель, как природоохранные и неиспользуемые земли. Далее коэффициент для каждой группы земель умножался на их площадь, после чего производилось деление на общую площадь (1.5):

(1.5)

где К ез - коэффициент естественной защищенности;

Pi- площадь групп земель;

Ро - общая площадь исследуемой территории. [1]

Глазовской, Айдаровым и Головановым выведен коэффициент [13] экологической устойчивости территории (1.6):

(1.6)

где Кэу – коэффициент устойчивости;

f – относительная площадь данного вида территории;

К1 (по Глазовской) – коэффициент учитывающий роль (вклад) того или иного ландшафта в устойчивость.

Для разных биотопов принимаются различные величины. Значение К1для лиственного леса равно 1, для неорганизованных свалок коэффициент равен -4. К2 (по Айдарову и Голованову) – коэффициент учитывающий геоморфологические характеристики ландшафта. Для стабильного рельефа К2=1, для нестабильного К2=0,7.

Профессором Шабановым В.В. коэффициент устойчивости [13] дополнен экологическими составляющими (1.7):

(1.7)

где К3 – коэффициент, учитывающий количество ядер;

К4–­коэффициент, учитывающий количество коридоров.