Даже закоренелые городские жители, приезжая в Академгородок, со временем проникаются местной атмосферой и начинают получать удовольствие от прогулок по уютным лесным тропинкам, однако сами дорожки не так уж безвредны для экосистемы. Специалисты из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН и Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН разработали метод, который позволяет легко и быстро оценить, насколько пригородный лес меняется под воздействием человека.

Там на неведомых дорожках
Антропогенное воздействие выражается во многих факторах, но одним из самых значимых является так называемая фрагментация, то есть деление территории на кусочки:

- Если у вас дома была китайская ваза, которую случайно разбили, то, как бы хорошо ее ни склеили, прежней она уже не будет. Так работает и фрагментация. Она происходит за счет линейных объектов, возникающих внутри какой-то системы: просека, линия электропередач, труба, канал, тропинка, распашка поля, - объясняет главный научный сотрудник ЦСБС СО РАН доктор биологических наук Николай Лащинский.

Для животных и растений существует понятие минимум-ареал: если живым организмам оставить меньше площади, чем им требуется, популяция не будет восстанавливаться и со временем исчезнет. Чем больше территория делится на фрагменты, тем меньше площадь каждого из них - в Новосибирской области много лесов, но со временем может не остаться участков, достаточных для поддержания популяции, например, медведя.

Для разных организмов существуют разные барьеры, и даже небольшая тропинка в лесу может оказаться непреодолимым препятствием для ряда обитателей. Под любой дорогой слой почвы уплотняется и, к примеру, дождевой червь, выбирая путь, предпочтет рыть канал в мягкой земле - соответственно, он уже не встретится со своими сородичами, оставшимися по другую сторону преграды. То же происходит и с растениями: в лесу, где существует недостаток света, многие из них имеют развитую систему тонких корневищ, за счет которой могут вегетативно поддерживать себя на протяжении многих лет, однако этому тоже мешают спрессованные слои почвы.

К тому же на вытоптанной земле трава практически не растет, и любое движение воздуха идет по образовавшемуся каналу: если слева и справа от тропы есть ветроопыляемые растения, то пыльца между ними будет передаваться довольно редко. Более того, дорожки являются путями, через которые в систему попадают чужеродные виды, вытесняя местные растения и создавая новую среду. Ослабленные участки рядом с тропинкой - первое место, куда они внедряются.

Конечно, на окружающую среду влияет и мусор, особенно пластик, имеющий относительно высокую температуру горения. При беглом пожаре он приносит больше вреда, чем возгорание лесной подстилки, а если возникают сильные очаги огня, которые прогревают почву, пластик выделяет опасное количество веществ, вредных как для природы, так и для человека.

Масштаб поражения
Оценить то, как сильно человек влияет на окружающую среду даже таким безобидным, казалось бы, путем, как лесные тропинки, довольно сложно: если опираться на различные биологические показатели, потребуются соответствующие специалисты и довольно много серьезных обследований территории, что, во-первых, приводит к неоднозначным результатам, во-вторых, делает процесс долгим и дорогим. Ученые из ЦСБС СО РАН и ИГМ СО РАН разработали метод, который во многом решает эту проблему. Его суть заключается в заключается в использовании ГИС-технологий и максимально простых показателей для быстрой оценки нарушенности пригородных лесов.

Исследователи исходили из того, что одним из самых ярких проявлений воздействия человека на окружающую среду является именно дорожно-тропиночная сеть, которая складывается как целенаправленно, так и стихийно. Для того чтобы рассмотреть антропогенную трансформацию территории, нужно закартировать тропы и перенести данные в геоинформационную систему. Каждая отдельная дорожка по-разному влияет на жизнь растений и животных: дело в том, что областью воздействия является не только сама тропа, но и так называемая буферная зона вокруг нее - в ее пределах разлетается мусор и разносится шум. Существуют санитарные нормы, которые предусматривают величину этой зоны в зависимости от типа тропинки (с покрытием или без него, пешеходная или автомобильная) и интенсивности ее использования.

На основе введенных данных алгоритм показывает, как каждый отдельно взятый фрагмент исследованной территории подвергается антропогенной трансформации - сколько и каких дорожек проходит через него. Если в результате обнаруживается зона с минимальным воздействием человека, можно сказать, что этот кусочек - более или менее естественная экосистема, способная к самоподдержанию. Плюс этого метода в том, что для его использования не нужно иметь специальных знаний: достаточно обучить человека ходить по лесу с GPS-навигатором, переносить полученные данные в компьютер и применять определенный алгоритм.

- Сплошь и рядом, особенно в Академгородке, возникают ситуации, когда кто-то вдруг решает построить нечто (линейный или площадной объект, дом, свалку, завод, дорогу), и вокруг тут же начинается шум. К нам обращаются как к экспертам, чтобы оценить место строительства, но по злой иронии судьбы это обычно происходит в холодное время года, когда растения, насекомые, да и многие животные, находятся в состоянии покоя. К сожалению, для окрестностей Новосибирска отсутствует детальная информация о распространении редких и охраняемых видов, поэтому для каждого проекта нужно отдельное обследование. Нельзя сказать, что новый метод полностью снимает проблему, но это хорошее средство для экспресс-анализа, - рассказывает Николай Лащинский.

Алгоритм позволяет выбрать для строительства участок с максимальной нагрузкой, то есть уже пострадавший от людей. Конечно, все тропинки в масштабах района или области закартировать невозможно, но если речь идет о строительстве крупных проектов (например, мусоросжигательного завода или "Восточного объезда" Новосибирска), можно опираться на карту автомобильных дорог, а мелкие тропы просто не учитывать. То есть метод работает в любом масштабе и в различных типах экосистем - в степи, тундре и тайге будут получаться достоверные данные. Дальше речь идет только о том, насколько экосистема соответствующей природной зоны устойчива к антропогенному воздействию.

В Академгородке есть сложившаяся система троп, за которыми никто не ухаживает - при появлении грязи вместо одной узкой дорожки возникают две новых, по бокам. Новый метод позволяет показать эти проблемы: если облагородить существующие дорожки, мелкие просто отпадут сами собой. Достаточно высадить по краю тропы бордюр из плотного кустарника, и никто не полезет через него в сторону: это и улучшит место эстетически, и предотвратит стихийное появление новых путей.

Применяя этот алгоритм при планировании, есть шанс сделать присутствие человека не губительным для природы - выбрать на территории ядра, которые необходимо сохранить, и оптимизировать дорожно-тропиночную сеть таким образом, чтобы не возникало потребности в дополнительных путях. Это касается, например, популярного для отдыха Караканского бора в Новосибирской области.

Наталья Бобренок

Похожие новости

  • 24/09/2018

    Что обнаружили сибирские ученые в дельте реки Лена

    ​Экспедиция российских ученых на остров Самойловский в дельте реки Лена, где расположена исследовательская станция, состоялась в этом году в 20-й раз. На станции работают геологи и геофизики, ботаники, почвоведы и другие специалисты - после завершения полевого сезона ученые рассказали ТАСС, что удалось обнаружить в этом году, и насколько специалисты смогли продвинуться в исследовании Арктики.
    69
  • 11/12/2017

    Как обезвредить Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат

    ​Остановленный в 2013 году Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат через три года перестанет быть угрозой для озера Байкал, куда его стоки поступали в течение 50 лет. Утилизацией накопившихся за десятилетия отходов и рекультивацией территории займется государственная "Росгеология".
    1056
  • 11/11/2016

    Сибирские ученые готовят данные для проекта NERC

    ​Как появились собаки - "первые друзья" древнего человека? Ответ на этот вопрос давно интересует ученых из различных областей знания - биологии, генетики, геологии, археологии. На рабочем совещании в октябре этого года были подведены предварительные результаты работы по международному проекту, посвященному изучению этого вопроса.
    870
  • 02/10/2017

    Остров Самойловский: от органической «бомбы» до пастбищ для мамонтов

    ​Полевой сезон 2017 года на международной исследовательской станции, созданной геологами из России и Германии четыре года назад для изучения Арктики на острове Самойловский в дельте реки Лена, завершен.
    722
  • 13/12/2017

    Сибирские ученые исследуют почвы

    Принято считать, что из-за плохой экологии в городах потребляемая нами пища загрязнена тяжелыми металлами, а нередко и радиоактивными элементами. Однако исследователи, уже много лет изучающие почвы и кормовые культуры Сибири, утверждают: это не так, и по части тяжелых металлов наблюдается даже не переизбыток, а недостаток, который нужно как-то восполнять.
    446
  • 13/02/2017

    Водяной гиацинт обезвредит ядовитые вещества

    ​Урское хвостохранилище находится в поселке Урск Гурьевского района Кемеровской области. Но в последние годы оно стало привлекать ученых из разных регионов, поскольку дает огромное число тем для диссертаций.
    1136
  • 05/10/2016

    В Новосибирске завершился фестиваль EUREKA!FEST-2016

    ​Шестьдесят научных событий разных форматов в Новосибирском государственном университете, Технопарке, институтах СО РАН и на других площадках города собрали несколько тысяч участников третьего новосибирского фестиваля науки EUREKA!FEST.
    1404
  • 11/05/2016

    Станция юных натуралистов: на пути к научным открытиям

    ​Показывать бесконечный мир возможностей еще в школьном возрасте —отличительная черта дополнительного образования в новосибирском Академгородке. В этом году исполняется 50 лет «Станции юных натуралистов», объединению, которое помогло определиться с будущей профессией многим поколениям детей.
    1746
  • 10/10/2017

    Орхидеи в вечной мерзлоте: биоразнообразие флоры острова Самойловский

    Как показали результаты летней экспедиции, флора затерянного в дельте Лены острова Самойловского оказалась гораздо богаче, чем считалось ранее. Там отлично чувствуют себя как болотные растения, так и привыкшие к засушливым пескам, а на окраине даже встречаются орхидеи.
    579
  • 15/11/2017

    Какие перемены принес Год экологии в России

    Глава минприроды Сергей Донской, анонсируя предстоящий в декабре V Всероссийский съезд по охране окружающей среды, отметил заметно возросший интерес к охране природы со стороны обычных граждан, властных структур и производственных компаний - больших и малых, что в нынешних условиях особенно ценно.
    752