Енисейские заповедники как база для изучения и мониторинга биоразнообразия на Азиатском (Енисейском) экологическом трансекте
Рогачева Э.В., Сыроечковский Е.Е. мл.
(Институт проблем экологии и эволюции РАН, Москва).
119071, Москва, Ленинский пр.33.
Красноярский край обладает хорошо развитой системой природных государственных заповедников, с максимальным числом биосферных заповедников для субъекта Российской Федерации. Они в целом обеспечивают изучение и охрану основных вариантов биологического разнообразия края. Однако кроме того система заповедников Красноярского края имеет серьезное научное и практическое значение общероссийского и международного планов. В 1980-х – 1990-х гг. в районе Енисея начали проводиться работы по изучению биологического разнообразия всех природных зон и подзон Северной Азии на так называемом Азиатском (Енисейском) экологическом трансекте.
Сохранение биоразнообразия: методология исследований в зональном аспекте
Разработка научных основ устойчивого развития и сохранения биоразнообразия – одна из наиболее важных современных проблем в области биологических наук. Поток информации по этой проблеме велик, но до сих пор мало конкретных крупномасштабных методологических разработок по изучению этой проблемы, особенно на региональном уровне. Одно из наиболее перспективных методологических направлений в этом плане – это изучение биоразнообразия в сравнительно-географическом зональном аспекте на меридиональных трансектах, пересекающих различные природные зоны Земли. Идея изучения флоры и фауны на меридиональных трансектах принадлежит профессору А.П.Кузякину, высказавшему ее в середине 1950-х гг. С помощью исследований на меридиональных трансектах можно вести мониторинг состояния природной среды и экосистем суши, в том числе в связи с глобальными изменениями климата.
Сама по себе идея изучения биоразнообразия на огромном меридиональном трансекте, пересекающем все природные зоны Северной Азии, проста. Смысл ее в том, что в сравнительном аспекте изучаются варианты биоразнообразия, начиная с самого простого, почти «нулевого» состояния, какое имеют экосистемы высокоширотной Арктики. По направлению к югу экосистемы становятся более богатыми и сложными, функционирование их также усложняется, компонентов становится больше. Сравнительное изучение дает возможность выявить особенности усложнения зональных структур во взаимодействии и развитии отдельных компонентов.
Есть и еще один аспект сравнения. Изучение экосистем необходимо вести прежде всего в их природном, первозданном виде, что возможно лишь на территориях заповедников и других особо охраняемых территорий. Это должен быть природный, не измененный антропогенной трансформацией экосистемный меридиональный ряд. Параллельно нужно вести исследования и на соседних с заповедниками территориях – там, где природа изменена в разной степени деятельностью человека. Здесь создается дополнительная возможность «трансектного» изучения также и антропогенной динамики экосистем и биоразнообразия.
Антропогенные угрозы окружающей среде. Искусственные экосистемы
Эпоха преобразующей природу деятельности человечества, со всеми ее достоинствами и недостатками, насчитывает всего несколько тысячелетий, а наиболее активный ее период – несколько столетий. Противоречие, в которое вошло человечество с окружающей средой, с тем биологическим разнообразием, в котором само человечество формировалось, общеизвестно. За очень короткое время был нанесен мощный удар по биоразнообразию планеты. Безвозвратно потеряны многие виды флоры и фауны, огромное число популяций. Это необратимые потери генофонда. Почти полностью уничтожены многие крупные биомы – например, степи и лесостепь. Большие потери понесли тропические леса и все лесные формации в целом. В основном утрачены естественные луга пойм рек. На огромных площадях разрушены или существенно нарушены водные экосистемы. Одновременно резко увеличились площади биологически бедных ландшафтов - пустынь, промышленных и иных непродуктивных антропогенных ландшафтов. При одновременно мощном химическом, физическом и тепловом глобальном загрязнении воздушного и водного бассейнов, загрязнении и деградации почвенного покрова, биосфера и составляющие ее блоки биоразнообразия перестают справляться с задачей сохранения нормальной стабильности окружающей среды, что реально ставит под угрозу существование человечества.
Консервативное сохранение всех природных экосистем и биоразнообразия в целом нереально, да и нецелесообразно. Теперь никто и не ставит такой задачи. Искусственные экосистемы – сельскохозяйственные угодья, лесные насаждения, рыбохозяйственные водоемы во многом могут функционально заменять природные экосистемы в биосфере. В то же время нужно помнить, что все искусственные экосистемы, новые породы домашних животных, сорта культурных растений создаются на основе природного видового и популяционного богатства генофонда, потери которого невосполнимы, поскольку естественные экосистемы как продукт длительной эволюции содержат уникальную генетическую информацию. Конечно, природные экосистемы, имеющие достаточно полное биологическое видовое и популяционное богатство, нужны не только для нынешнего и перспективного практического использования. Они должны сохраняться на значительных площадях как основной фундамент богатства биосферы, значение которого пока трудно поддается оценке современными мерками.
В практическом отношении важно помнить и о том, что в настоящее время именно природные и слабо модифицированные экосистемы поддерживают нормальное функционирование атмосферы, сохраняют и ее стабильный газовый режим.
Заповедные экосистемы и проблемы традиционного природопользования
Для научных целей изучение структуры и функционирования природных экосистем особенно важно в сравнении с такими же экосистемами, измененными деятельностью человека. Только на этой основе может быть разработана методология и найдены пути рационального экологического обоснования природопользования.
Такие работы могут проводиться на базе заповедников и на соседних с ними территориях – биосферных полигонах заповедников и аналогичных им зонах других ООПТ. Понятие о биосферном полигоне было введено Е.Е.Сыроечковским и В.Е.Соколовым в 1881 г. Полигон биосферного заповедника был сперва узаконен на уровне утвержденного Минприродой «Положения о заповеднике и его биосферном полигоне». Затем это понятие было юридически принято в особом разделе Закона России об ООПТ в 1995 г.
В сибирских заповедниках биосферные полигоны должны решать проблемы традиционного природопользования местного населения. В пределах полигона предполагается развитие экологически сбалансированного ведения хозяйства, которое обеспечивает выживание коренных жителей и одновременно поддерживает нормальное состояние природной среды. В качестве примера можно привести Центральносибирский заповедник, который впервые для России создавался как биосферный и при котором в проекте о создании заповедника был предусмотрен биоферный полигон. В биосферный полигон этого заповедника входили при его организации следующие структуры: 1) Елогуйский эколого-этнический заказник со специальной зоной кетского природопользования (748 тыс.га); 2) научно-экспериментальная зона с территорией госзаказника «Туруханский» (теперь – Енисейской экологической станции ИПЭЭ РАН) (100 тыс.га); 3) буферная, или охранная зона заповедника (около 200 тыс.га); 4) хозяйственно используемая зона, состоящая из 7 самостоятельных участков.
В самих заповедниках, если их территории достаточно репрезентативны для биомов и ландшафтов, может быть налажено изучение и сделана оценка современного природного разнообразия. Здесь же может быть налажен мониторинг экосистем и их компонентов. Существенно, что крупные заповедники сами по себе могут быть хранилищами биоразнообразия на всех уровнях: организменном, популяционном, видовом, экосистемном.
Изучение биоразнообразия на экологическом трансекте в Азии. Постановка проблемы
В методологическом отношении постановка проблемы и ведение сравнительно-экологических исследований биоразнообразия на Азиатском экологическом трансекте, да и на других подобных трансектах, сравнительно проста и понятна. Несравненно труднее наладить саму работу, найти конкретные формы ее реализации, обосновать ее необходимость перед лицами, принимающими решения.
Как обязательная опорная база, для работы нужна сеть меридионально расположенных научных стационаров. Идеальный вариант – когда научные стационары располагаются на территории эталонных нетронутых территорий (заповедников) или находятся вблизи от них. Исследования могут вестись силами самих заповедников или, что чаще бывает, силами приезжих ученых, работающих в тесном контакте с научными отделами заповедников. Перспективно участие в этих работах региональных вузов, сочетаемое с проведением студенческих практик.
В Северной Азии для меридионального трансекта особенно удобна область Енисея. Именно здесь в наиболее четкой и ясной форме выражена широтная природная зональность. Западнее, на территории Западно-Сибирской равнины, природная зональность, несмотря на отсутствие гор, сильно искажена переувлажнением территории и наличием обширнейших болотных массивов. Восточнее местность гористая, что также нарушает широтную зональность.
Важно также, что Приенисейская Сибирь расположена в области Енисейской биогеографической границы – важнейшего меридионального биогеографического рубежа Палеарктики. Возникнув в третичном периоде в результате различий геологической истории Западно-Сибирской равнины, Среднесибирского плоскогорья и гор юга Сибири, эта граница, охватывающая все природно-зональное разнообразие Северной Азии, сохранилась до наших дней, являясь одновременно границей историко-биогеографической и современной экологической. С зоогеографических позиций Приенисейская Сибирь – область стыка многих типов фаун различного происхождения: сибирской, европейской, китайской, монгольской, тибетской и даже средиземноморской. В результате этот регион имеет повышенное биологическое разнообразие.
Енисейская биогеографическая граница сохранилась до наших дней, поскольку различие ландшафтов, постепенно сформировавшихся и существующих на Среднесибирском плоскогорье и равнинной заболоченной Западной Сибири, продолжает препятствовать смешению их фауны и флоры. Енисейская граница проходит через все природные зоны и подзоны Северной Азии: от арктических пустынь на полярных островах до сухих степей Хакасии. Как и большинство природных границ, Енисейская граница не линейна, а представляет собой крупный меридиональный выдел, имеющий переходный характер и вместе с тем по ряду показателей претендующий на биогеографическую самостоятельность. Ориентировочные размеры этой переходной полосы – более 3000 км с севера на юг и от 150 до 1000 км с запада на восток.
Создание меридиональной сети заповедников на Енисее
Разработка идеи по изучению биоразнообразия на меридиональных трансектах с 1956 г. реализовалась на Енисее экспедицией Института географии АН СССР под руководством академика РАСХН проф. Е.Е.Сыроечковского. В общей сложности эти работы продолжались тем же научным коллективом непрерывно в течение 45 лет (с 1980 г. – в составе ИПЭЭ РАН).
Все начиналось с экспедиционных исследований. Постепенно пришло понимание того, что для изучения разнообразия флоры и фауны региона необходимы стационарные исследования в пределах различных природных зон и подзон. Так стала формироваться идея о необходимости создания меридиональной географической системы енисейских заповедников – «лабораторий в природе», где возможны углубленные стационарные работы. В 1960-е годы Е.Е.Сыроечковским, в содружестве с другими учеными, был сформирован план организации меридиональной Енисейской системы заповедников в Красноярском крае и прилежащих районах как опорной базы биологических исследований на проходящем по Енисею Азиатском экологическом трансекте.
До 1975 г. на Енисее существовал только один заповедник «Столбы» у Красноярска (47 154 га), созданный в 1925 г. Упорная борьба за создание остальных енисейских заповедников началась с середины 1960-х гг. За последующие годы, в результате направленной работы многих учреждений Академии наук и других научных и природоохранных ведомств, была создана система из 9 заповедников Енисейского трансекта (десятым можно считать заповедник «Кузнецкий Алатау», лежащий у границ Красноярского края). Площадь заповедников Красноярского края за это время увеличилась в 212 раз.
Первым был создан в 1976 г. Саяно-Шушенский биосферный заповедник, охраняющий биоразнообразие горной тайги Западного Саяна (390,5 тыс.га). В 1979 г., после почти 20-летних усилий, удалось организовать Таймырский биосферный заповедник (в настоящее время 1 782 тыс.га), где заповеданы все подзоны тундр Таймыра и самые северные в мире участок лесотундры и лесной «остров» Ары-Мас. В 1985 г. усилиями коллектива ИПЭЭ РАН был создан биосферный заповедник «Центральносибирский» (972 тыс.га), охраняющий леса среднетаежной подзоны на Енисее и горную тайгу Среднесибирского плоскогорья. В этом же году был создан заповедник «Азас» в Тыве (285 тыс.га), охраняющий горные экосистемы Тоджинской котловины. В 1988 г. был создан Путоранский заповедник для охраны экосистем заполярного горного плато Путорана (1 887 тыс.га). В 1991 г. в Хакасии появился заповедник «Чазы» - особо ценный, охраняющий участки почти уничтоженных сибирских степей (24 141 га). Позже заповедник «Чазы» и созданный в 1993 г. заповедник «Малый Абакан» (104,5 тыс.га) были объединены в единый Хакасский заповедник (131,4 тыс.га). В 1993 г. были созданы еще два заповедника: Большой Арктический (4,2 млн.га), охраняющий с помощью особой кластерной системы природное и биологическое разнообразие Центральной Арктики Евразии, и биосферный заповедник «Убсунурская котловина» в Тыве (39 640 га) – тоже кластерный, охраняющий биоразнообразие центральноазиатской горной тайги, аридных систем и водно-болотных угодий. Наконец, в 1995 г. был организован Тунгусский заповедник (295 600 га) для охраны типичной тайги Среднесибирского плоскогорья в районе падения тунгусского метеорита.
Почти все эти заповедники были созданы при содействии или при прямом участии Лаборатории охраны экосистем ИПЭЭ РАН, руководимой Е.Е.Сыроечковским. В 1969 г. Лабораторией была организована также Енисейская экологическая станция «Мирное» в Туруханском районе, на которой работы продолжаются и в настоящее время.
Обсуждение проблемы изучения биоразнообразия на Азиатском меридиональном трансекте на Енисее в 1980-х – 1990-х гг.
Протяженность Азиатского трансекта в пределах России (от архипелага Северная Земля до границ с Монголией) – около 3600 км. Трансект преднамеренно не линеен – с тем, чтобы охватить большее разнообразие природных условий. На севере «базовым участком отсчета» служит расположенный несколько восточнее Енисея полуостров Таймыр – самый северный участок суши материковой Евразии.
Согласно первоначальному замыслу, Енисейский трансект, оснащенный системой заповедников как стационарных лабораторий по изучению биоразнообразия, должен был быть продолжен дальше к югу, за пределы России. В эту систему органически вписывается Большой Гобийский заповедник в Монголии. Далее, в случае продления трансекта к югу до экватора, намечалось включение в эту систему уже существующих и новых заповедников в Китае, Индии и Вьетнаме. Естественно, что в работах на таком трансекте могли бы участвовать специалисты разных стран.
В середине 1980-х гг., в связи с развитием международного интереса к изучению проблем биоразнообразия, Енисей на этом новом этапе привлек особое внимание. Представлялось, что сравнительный зонально-экологический аспект изучения биоразнообразия в области Енисейского меридиана может представить большой интерес на национальном и международном уровнях. Начиная с этого времени и позднее на внутренних и международных совещаниях было сделано несколько докладов, где впервые прозвучало название «Азиатский экологический трансект». Предполагалась и организация международных исследований биоразнообразия.
Замысел использования Азиатского трансекта для изучения биоразнообразия исключительно интересен и приоритетен. В начале 1990-х гг., после очередного международного совещания, им заинтересовались и американские ученые, которые говорили о возможности создать подобную разработку для двух континентов Нового Света.
В начале 1990-х гг. возможность использования меридиональных трансектов для изучения биоразнообразия начала разрабатываться под эгидой Российской Академии наук, для его осуществления на равных правах Отделением общей биологии РАН и Сибирским отделением РАН. В декабре 1993 г. в ИПЭЭ РАН прошло Рабочее совещание по проблеме «Исследования сообществ и популяций животных на экологических трансектах – Европейском и Азиатском» в рамках ГНТП России «Глобальные изменения природной среды и климата».
К сожалению, тогда, в 1990-е годы, реализация потенциальных возможностей российских заповедников как базовых участников комплексных исследований на экологических трансектах была, как и сейчас, ограничена отсутствием необходимого финансирования.
Азиатский (Енисейский) трансект - современные аспекты проблемы
Создание меридиональной опорной сети заповедников – баз для научных исследований – было трудной задачей. Однако система все же была сформирована, и материалы по биологическому разнообразию постепенно накапливаются в каждом из заповедников, на каждом биологическом стационаре.
Если думать о дальнейшем развитии работ, необходимо договориться о согласованных действиях. Это тоже очень непросто, поскольку собственных научных сил в заповедниках немного, а для полноценных работ необходимо согласованное участие также и сторонних научных учреждений. Пока можно наметить лишь самые общие пути научной кооперации на протяжении огромного трансекта, протянувшегося только по нашей стране почти на 4 тысячи километров.
Ясно, что исследования нужно проводить по унифицированным программам, понятным и доступным всем участникам. Унификация должна быть прежде всего принципиальной. Она должна вооружить участников простой и понятной, но единой научной идеологией и методологией, вместе с тем не связывающей их инициативу. Прежде всего нужно стремиться к тому, чтобы полученные данные были сравнимыми. Необходимо, чтобы собранные материалы позволяли компьютерную обработку и создание единого банка данных по биологическому разнообразию на модели трансекта.
Важно помнить, что при сравнительном аспекте изучения, объединенного общей идеей, огромную ценность будут иметь даже самые простые материалы по биологическому разнообразию, полученные обычными, классическими фаунистическими, флористическими и биогеографическими методами, с использованием несложных количественных оценок. Все это можно сделать на уровне инвентаризационного этапа исследования территорий заповедников и биостанций.
Очень важен аспект многолетней, повторяющейся биологической съемки – прием, позволяющий накапливать информацию в целях экологического мониторинга. Здесь важно использовать более чем полувековой опыт работы отечественных заповедников по программе Летописи природы.
Исследованию должны подвергаться все систематические группы растений и животных, все типичные и уникальные для биомов и природных зон экосистемы. Не нужно бояться того, что глубина проработки будет очень различной для разных групп: позвоночных и беспозвоночных животных, цветковых и споровых растений.
Что можно сделать сейчас?
В разгар кризиса бессмысленно говорить о необходимости широкого развития дополнительных научных исследований. Однако надо помнить главное.
В пределах Красноярского края продолжает работать большое число биологов: в каждом заповеднике, на постоянных научных стационарах, во время студенческих практик в вузах и пр. Краевые природоохранные и научные учреждения и организации (может быть, и с приглашением сторонних специалистов) могли бы создать общую программу, связанную с дальнейшей разработкой изучения биоразнообразия на Азиатском (Енисейском) трансекте и работать дальше в общем русле – возможно, с привлечением международных природоохранных грантов и организаций. Этим тоже нужно специально заниматься. В таком случае выдающаяся идея изучения биоразнообразия на Азиатском (Енисейском) трансекте продолжала бы развиваться и уже в скором будущем принесла бы свои плоды. Уже сейчас в крае и за его пределами накоплено огромное количество научных материалов по биоразнообразию Северной Азии, которые пора обобщать.
Было бы большим достижением, если бы государственные природоохранные организации помогли организовать такую работу. Затраты на это нужны небольшие. Но нужны, конечно, местные научные лидеры и хорошая организация дела.
Основные направления действий для развития изучения биоразнообразия на Азиатском (Енисейском) трансекте
1) Создать единую Ассоциацию (Дирекцию) енисейских заповедников – от Таймыра до Хакасии.
2) Создать региональную программу «Сохранение биоразнообразия на Енисейском экологическом трансекте.
3) Возродить работу Ученого совета енисейских заповедников.
4) Ввести в Ученый совет представителей местных научно-исследовательских учреждений и вузов, проводящих в регионе полевые исследования и студенческие практики, с общей координацией действий.
5) Обратиться в краевые государственные органы охраны природы для изыскания возможности организации работ по координации исследований и мониторинговых работ в заповедниках в рамках Региональной программы «Сохранение биоразнообразия на Енисейском экологическом трансекте». В рамках этого проекта должна быть отработана и стандартизирована методическая часть, которую для начала можно разработать для базовых групп (птиц, млекопитающих, рыб, беспозвоночных и т.д.).
6) Провести кординационное совещание научных отделов Енисейских заповедников и других учреждений, участвующих в проекте, для отработки взаимодействий и разделения обязаностей между экспертами научных отделов разных специальностей.
7) Запланировать систему «обменных поездок» специалистов из заповедников по трансекту для передачи опыта и расширения спектра исследований по темам, по которым эксперты в данном заповеднике отсутствуют.
8) Организовать вазимодействие с Управлением образования Красноярского края и ходатайствовать об организации и оборудовании нескольких баз для проведения студенческих практик на различных участках Енисейского трансекта с тем, чтобы ими могли по очереди пользоваться вузы края, а также приглашаемые специалисты из других вузов и учреждений страны. При условии оборудования нескольких подобных станций на базе заповедников, несомненно, появилось бы много желающих провести на них студенческие практики, в том числе среди зарубежных университетов. Это могло бы стать источником дополнительного финансирования мониторинговых работ на трансекте.
9) Включить в программу мониторинговых работ заповедников актуальные в настоящее время работы по мониторингу глобальных изменений климата и мониторингу обстановки по птичьему гриппу. Это поможет привлечь дополнительные средства и пригласить для проведения исследований ученых из других регионов страны и других стран, которые могли бы работать по сравнимым методикам и вносить свои материалы в базу данных экологического трансекта.
Э.В.Рогачева
Доктор биологических наук, профессор
Е.Е.Сыроечковский мл.
Кандидат биологических наук
