Одной из существенных задач учебной практики, помимо знакомства с наиболее типичными растительными сообществами на территории ее проведения, следует считать освоение методики выполнения геоботанических описаний , являющихся основой любого геоботанического исследования. Изучение наземных фитоценозов проводится методом пробных площадей – специально выделенных участков.

Для наших целей подобный участок выбирается в наиболее характерном, типичном для данной ассоциации месте, подальше от дорог, просек и других нарушений естественного растительного покрова, а также от границ с другими ассоциациями. Пробная площадка имеет форму квадрата, размер которого неодинаков для отдельных типов растительности. Так, при исследовании лесов умеренного пояса принято закладывать пробные площади размером 400 м 2 (20 х 20 м), а при описании травянистой растительности – 100 м 2 (10 х 10 м). Если фитоценоз имеет небольшие размеры (меньше указанной площади), то его описывают в пределах естественных границ с указанием размеров.

Контуры пробной площадки обозначают либо при помощи столбов и вешек (если планируется сделать этот участок стационарным), либо мелом на стволах деревьев, яркими тряпочками в углах квадрата на лугу и т.д.

После заложения пробной площади в специально подготовленном бланке проставляют ее размер, порядковый номер геоботанического описания, число, месяц и год проведения работы, а также фамилии авторов описания. При необходимости указывают соответствующий номер профиля. Подчеркнем крайнюю важность всех этих, на первый взгляд незначительных, пунктов – любое описание теряет свою объективность при отсутствии указании на время его выполнения или на размер пробной площади. Например, от даты выполнения описания зависит отсутствие или наличие некоторых видов растений, их фенологическое состояние и ряд других характеристик фитоценоза.

Далее в бланк описания вносятся сведения о географическом положении исследуемого участка – указание административных единиц места проведения работ (область, район), а также более детальные ориентиры – расстояние и направление от ближайшего населенного пункта – деревни, поселка или другого географического объекта – реки, озера, горной вершины и т.п., позволяющие локализовать место сбора с точностью до нескольких км (желательно в пределах круга радиусом 1–2 км).

В число наиболее важных характеристик среды, которые необходимо отметить при проведении исследования, входит описание рельефа или, говоря научным языком, геоморфологических условии местности. Основные формы рельефа, это равнины (уклон не свыше 0,5°), холмы (до 200 м относительной высоты), горы (высота более 500 м) и склоны. Склоны характеризуются крутизной: пологие (уклон 2–7°), покатые (7–15°), крутые (15–45°) и обрывистые (уклон свыше 40°). Кроме того, если пробная площадка расположена на склоне, необходимо отметить его экспозицию и место расположения площадки по отношению к его подножию или вершине.

При проведении описания в первую очередь должны быть отмечены элементы макрорельефа (горизонтальное простирание от 200 м до 10 км и более). К числу таких элементов принадлежат, например, горный хребет, долина реки, водораздельная поверхность между двумя смежными речками и т.п. Следующими по размерности идут формы мезорельефа (поперечник которых измеряется десятками или немногими сотнями метров, а разность высот – метрами). Это террасы, гривы и лощины поймы, небольшие песчаные гряды, лощины и балки на склонах, дюны, моренные холмы, овраги и т.п. Наиболее мелкие формы рельефа, размеры которых не превышают нескольких метров, получили название микрорельефа . Сюда относятся, в частности, стенные блюдцеобразные понижения, прирусловые валы, западины и западинки, невысокие песчаные холмы и т.п.

Другим важным показателем условий местообитания являются тип и степеньегоувлажнения. Тип увлажнения зависит от положения пробной площади в рельефе и определяется по преобладающему источнику водного питания (атмосферное, натечное, грунтовое). В зависимости от этого различают 9 основных типов (рис. 4).

Рис. 4. Схема основных типов местоположений: а) плакорные (элювиальные); б) трансэлювиальные; в) аккумулятивно-элювиальные; г) проточные водосборные; д) элювиально-аккумулятивные; с) ключевые; ж) супераквальные; з) пойменные; и) субаквальные

Плакорный (элювиальный) тип увлажнения характерен для водораздельных поверхностей со слабыми уклонами (1–2°), на которых отсутствует сколько-нибудь существенный поверхностный сток и преобладает атмосферное увлажнение. Трансэлювиальный тип наблюдается на верхних, относительно крутых (не менее 2–3°) частях склонов, также питаемых в основном атмосферными осадками, но обладающих интенсивным стоком и плоскостным смывом. Аккумулятивно-элювиальный тип характерен для бессточных или полубессточных водораздельных понижений (впадин) с затрудненным стоком и дополнительным водным питанием за счет натечных вод; грунтовые воды при этом остаются еще на значительной глубине. Проточный тип в целом аналогичен предыдущему, но водосборные понижения и лощины обладают при этом свободным стоком. Элювиально-аккумулятивное (делювиальное) положение характеризуется обильным увлажнением за счет стекающих сверху натечных вод и приурочено к нижним частям и подножиям склонов. В группе супераквальных типов увлажнения выделяют ключевой (транссупераквальный), характерный для мест выхода грунтовых вод на поверхность, и собственносупераквальный в условиях слабосточных понижений с близким уровнем грунтовых вод (здесь наблюдается заболачивание и засоление). К особому типу относится пойменное увлажнение , отличающееся регулярным и обычно проточным затоплением во время половодья или паводков, а значит, переменным водным режимом. Последний тип, носящий название субаквального – это подводные местообитания.

При определении степени увлажнения обычно руководствуются влажностью почвы. При этом различают пять ступеней: 1) сухая почва – пылит, присутствие влаги в ней на ощупь не ощущается, не холодит руку; 2) влажноватая почва – холодит руку, не пылит, при подсыхании немного светлеет; 3) влажная почва – на ощупь явно ощущается влага, проба увлажняет фильтровальную бумагу, при подсыхании значительно светлеет и сохраняет форму, приданную ей при сжатии рукой; 4) сырая почва – при сжимании в руке превращается в тестообразную массу, а вода смачивает руку, но не сочится между пальцами; 5) мокрая почва – при сжимании в руке из нее выделяется вода, которая сочится между пальцами, почвенная масса обнаруживает текучесть. Можно ограничиться и общими указаниями на степень увлажнения: нормальное, избыточное, недостаточное.

Далее при описании отмечается мощность слоя мертвой подстилки (в сантиметрах), состав слагающих ее компонентов (хвоя или листья древесных пород, войлок степных злаков и т.д.), степень покрытия и пространственная выраженность этого слоя в данном фитоценозе (распределена равномерно, фрагментарно, пятнами у стволов деревьев и т.д.).

Особое внимание необходимо уделить характеристике антропогенного влияния на фитоценоз, отметив основные формы хозяйственной деятельности, если таковые имеют место (например, сенокосное или пастбищное угодье, вырубка с указанием ее давности, проведение мелиоративных мероприятий), наличие троп и дорог, близость поселений и т.д. В качестве дополнительных замечаний к характеристике среды отмечают какие-либо специфические черты местообитания (например, наличие выходов карбонатных пород, присутствие моренных валунов, развеваемых песков и т.п.).

После краткой характеристики условий местообитания переходят к описанию собственнорастительности по ярусам. Для лесных сообществ это описание начинают с древостоя. Первым делом определяется общаясомкнутость (проекция) крон . От этого показателя зависит световой режим под пологом леса, он же дает представление о густоте древостоя. Степень сомкнутости крон определяют глазомерно в долях: за единицу принимают такую степень сомкнутости, когда просветы между кронами либо вообще практически отсутствуют, либо не превышают 0,1 (10%) – соответственно, сумма проекций крон занимает более 0,9 (90% площади), просветы внутри самих крон при этом в расчет не принимаются. А степень сомкнутости 0,3, к примеру, означает, что сомкнутость крон древостоя составляет лишь треть от полной. Для объективного определения этого показателя нельзя ограничиться его значением в одном месте пробной площадки – необходимо провести несколько визуальных учетов. Только после этого делается окончательное заключение.

Следующим этапом является установление породного состава древостоя, для чего в описание заносятся все отмеченные виды деревьев, желательно в порядке их доминирования. После этого определяются высота каждого вида (породы) и его принадлежность к определенномуподъярусу . Выделение подъярусов обычно необходимо в сообществах со сложным древостоем, образованным несколькими древесными породами – где их (подъярусов) насчитывается два-три. В этом случае верхний подъярус образуют деревья первой величины (например, сосна, ель, пихта, береза, дуб), а нижний (нижние) – более низкие, второй величины (рябина, черемуха, груша, ольха и др.).

При таком описании вертикальной структуры фитоценоза следует учитывать возможность присутствия в нем деревьев, не достигших взрослого состояния. Эти молодые растения, лишь временно входящие в состав более низкого подъяруса, не должны включаться в него. В.Н. Сукачев предлагает относить их к пологам (временным ярусным структурам). Запись ярусного положения вида в этом случае будет выглядеть следующим образом:

Это означает, что ель европейская входит в состав 1-го подъяруса, а во 2–3-м образует пологи; липа обыкновенная входит в состав 2-го подъяруса, но часть ее экземпляров временно присутствует в 3-м подъярусе.

Высота деревьев может быть определена несколькими способами. Наиболее простым является глазомерный. Для этого на стволе дерева от основания отмечают определенную высоту (например, 2 м), а затем, отойдя от дерева на 10–20 м, мысленно откладывают это расстояние по стволу вплоть до вершины. Существуют, однако, и более точные приемы измерения высот с использованием эклиметра или высотомера. Подробные характеристики устройства этих приборов и проведения с их помощью измерений можно получить в руководствах, прилагаемых к отдельным моделям.

Средняя высота породы в конкретном фитоценозе определяется как среднее арифметическое нескольких стволов со средним диаметром.

После проведения необходимого количества измерений высот приступают к промерам диаметров стволов . Измерение этого показателя удобно производить при помощи мерной вилки, которая состоит из мерной линейки с делениями в сантиметрах и двух планок, или ножек (рис. 5).

Рис. 5. Измерение диаметра ствола с помощью мерной вилки

Каждое дерево измеряется строго на высоте 1,3 м, т.е. примерно на уровне груди человека. Если ствол имеет неправильную форму сечения, диаметр определяют по двум перпендикулярным направлениям и рассчитывают среднюю величину. При отсутствии мерной вилки определяют длину окружности дерева при помощи мягкой сантиметровой ленты, а затем полученное значение делят на 3,14 (число p). В учебных целях можно вполне ограничиться промерами нескольких господствующих по толщине стволов каждой породы деревьев с вычислением среднего арифметического значения.

Следующий этап – определение групп возраста древостоя. Поскольку абсолютный возраст деревьев может быть определен только путем подсчета годичных колец на свежих пнях или же, для стоящих на корню экземпляров, с помощью специального бура Пресслера, в учебных целях целесообразно ограничиться отнесением древостоев к так называемым классам возраста . Для хвойных и широколиственных пород класс возраста определен периодом в 20, а для мелколиственных – в 10 лет. Основными группами возраста при этом являются следующие: молодняки, жердняки, средневозрастные, приспевающие, спелые и перестойные леса. В хвойных лесах к молоднякам относятся древостои до 20 лет, к жерднякам – 21–40, к средневозрастным – 41–60, к приспевающим – 61–80 и к спелым – 81–100-летнего возраста. В широколиственных лесах соответствующие значения составляют для молодняков до 20, жердняков – 21–40, средневозрастных – 41–80, приспевающих – 81–100, спелых – 101–120 лет. В мелколиственных лесах березняки и черноольшаники являются молодняками до 10 лет, жердняками – в 11–20, средневозрастными – в 21–40, приспевающими – в 41–50 и спелыми в 51–60. У осинников спелыми древостоями считаются уже 41–50-летние, а у сероольшаников – 26–30-летние. Перестойными считаются насаждения, которые в основном прекратили свой рост, приобретают признаки старения, заболевают и отмирают.

После этого на пробной площади производится подсчет количества стволов каждой породы. Во избежание ошибок при пересчете на каждом сосчитанном стволе делают пометку мелом. Далее рассчитывают долю каждого вида деревьев и формулу состава древостоя .

Отдельные древесные породы обозначают при этом первыми буквами их наименований. Общепринятыми являются следующие сокращения: С – сосна обыкновенная; Е – ель обыкновенная; Д – дуб черешчатый; Кл – клен остролистный; Лп – липа мелколистная; Ос – осина; Б(б) – береза бородавчатая, или повислая; Б(п) – береза белая, или пушистая; Ол(ч) – ольха черная; Ол(с) – ольха серая; Ч – черемуха.

Участие каждого вида в древостое рассчитывают в процентах, делят на 10 и округляют до целой величины. Если участие вида составляет меньше 10%, в формуле присутствие этой породы отмечается не цифрой, а знаком «+».

Рассмотрим пример . На пробной площадке было учтено 212 деревьев, среди которых 144 сосны, 36 елей, 27 берез и 5 особей ольхи серой. Таким образом, участие сосны составляет 67,9%, (т.е. 6,8, округленно – 7), ели – 17% (2), березы – 13% (1), а ольхи – 2% (+). Формула состава древостоя в этом случае будет выглядеть так: 7С2Е1Б(б)+Ол(с).

После изучения древостоя переходят к характеристике возобновления пород (всходов и подроста). В лесоводческой практике всходами принято считать одно-двухлетние деревца (к ним относят все растения высотой до 10 см), а подростом – не достигшие четверти или половины высоты взрослых деревьев. Многие из них в дальнейшем погибнут в борьбе за существование, а более сильные со временем достигнут высоты верхнего яруса и займут место современного древостоя. Описание возобновления заключается в установлении степени его сомкнутости (аналогично тому, как это делается для деревьев), породногосостава , а далее для каждой породы – преобладающей высоты , главенствующего возраста (при необходимости нужно указать его нижний и верхний пределы), состояния (степени благонадежности, т.е. возможности достижения в этих условиях взрослого состояния).

Обилие возобновления удобно оценивать по четырехбалльной шкале: 1 – возобновление неудовлетворительное (до 2000 экз./га); 2 – возобновление слабое (2000–5000 экз./га); 3 – возобновление удовлетворительное (5000–10000 экз./га); 4 – возобновление хорошее (более 10 000 экз./га).Важно при этом отметить и способ возобновления, т.е. происхождение всходов и подроста, которое бывает либо семенным, либо вегетативным (в виде поросли на пнях или отпрысков на корнях взрослых деревьев.

Во многих типах лесных сообществ получает развитие кустарниковый ярус (подлесок), изучение которого также начинается с определения степени сомкнутости , представляющей горизонтальную проекцию всех надземных частей кустарников. После этого последовательно дается характеристика всех пород, составляющих подлесок. В число характеристик каждой из них входят преобладающая высота, обилие, фенофаза и характер размещения . На описании не встречавшихся еще показателей (обилие, фенофаза и характер размещения) мы остановимся чуть ниже, а в отношении кустарников отметим еще одну необходимую в описании величину – общее число кустов на единицу площади . Определение этого показателя, служащего выражением густоты подлеска, сводится к подсчету общего количества экземпляров кустарников (без разграничения их видовой принадлежности) на квадратной площадке определенных размеров (чаще всего 25 или 100 м 2 – в зависимости от размерной категории господствующего вида) в пределах пробной площади.

Рис. 6. Сетка Раменского

Характеристику травяно-кустарничкового яруса в лесу и на болоте или травяного на лугу также начинают с определения общего проективного покрытия – горизонтальной проекции надземных частей растений на поверхность почвы. В данном случае визуально учитывается отношение проекций растений (за вычетом просветов между листьями и ветвями) к общей площади, принимаемой за 100%. Точность учета проективного покрытия может быть значительно увеличена путем дробления пробной площади на более мелкие участки: в каждом полученном квадрате покрытие учитывается отдельно, а затем определяется среднее значение. С этой же целью геоботаниками применяется так называемая сетка Раменского (рис. 6), представляющая собой небольшую пластинку, в которой вырезано прямоугольное отверстие размером 2 х 5 или 3 х 7,5 см. Отверстие делят белой ниткой или тонкой проволокой на 10 квадратных клеток (ячеек) по 1 или 1,5 см 2 каждая. Рассматривая травостой через такое сетчатое отверстие, определяют, сколько ячеек (т.е. десятых долей отверстия) приходится на проекцию растительности и сколько на неприкрытую, сквозящую через травостой поверхность почвы. Проекции или пустые промежутки при этом мысленно скучиваются к одному концу сеточки. Повторные учеты покрытия в разных местах пробной площади позволяют получить среднюю величину этого показателя с довольно высокой точностью. Помогают в этом разработанные эталоны градаций проективного покрытия (рис. 7).

Рис. 7. Эталоны градаций проективного покрытия (в %) травостоя, рассматриваемого в сетку Раменского

Другим важным показателем, определяемым при характеристике травяно-кустарничкового покрова, является истинное покрытие (или покрытие основаниями растений, задернованность ), которое следует отличать от предыдущего показателя. При одинаковом проективном покрытии задернованность может сильно варьировать (рис. 8). Глазомерным способом истинное покрытие определяют, раздвигая травостой руками. Для получения более точных значений используется линейка длиной 1 м, которая кладется на поверхность почвы.

Рис. 8. Площадь основания стеблей и проективное покрытие: наружные круги (пунктир) – максимальное покрытие листьями, внутренние (сплошная линия) – основания растений

Вдоль нее проводится измерение всех попадающих на линию оснований растений в сантиметрах, что и соответствует в данном случае проценту покрытия. Несколько таких измерений дают возможность рассчитать среднюю величину истинного покрытия.

Кроме проективного и истинного покрытий растений определяется аспект , представляющий собой внешний вид (физиономичность) сообщества. При этом указываются окраска и перечень растений, его образующих. Например: аспект зеленый с белыми пятнами цветущего майника; аспект желтый лютика едкого и т.п.

После выполнения общей характеристики травяного покрова фитоценоза переходят к выявлению флористического состава пробной площади и характеристике каждого вида слагающих его растений. Составление списка видов лучше всего начинать с какого-нибудь одного угла площадки, записывая сначала все растения, попадающие в поле зрения. Далее, медленно передвигаясь по сторонам квадрата, список дополняют новыми видами и только после этого пересекают пробную площадь по диагонали. Следует очень внимательно просматривать травостой, поскольку с высоты человеческого роста удается разглядеть далеко не все растения. Многие из них, более мелкие, хорошо скрыты под листьями и стеблями крупных трав и обнаружить их возможно лишь при раздвигании травостоя руками и осмотре самых скрытых уголков.

После того, как составление списка видов в целом завершено, можно заняться их отнесением к тому или иному подъярусу. В некоторых случаях выделение ярусной структуры травянистого покрова представляет собой достаточно трудное дело, и тогда лучше всего ограничиться только указанием высоты растений и верхнего уровня наиболее густой фитомассы. В случаях же, когда отдельные ярусы хорошо дифференцированы друг от друга, их нумеруют от высшего к низшему и для каждого указывают господствующие виды и высоты развития.

Степень участия отдельных видов в травостое определяется методами учета их относительного обилия . Наиболее распространенным из таких методов является использование шкалы Друде (табл. 1), в которой различные степени обилия обозначаются баллами на основе величин наименьших расстояний между особями вида и их встречаемости.

ТАБЛИЦА 1. Шкала оценок обилия по Друде (с дополнениями А.А. Уранова)

Баллами Сор (copiosae ) при этом обозначаются обильные растения, среднее наименьшее расстояние между особями составляет не более 100 см. Вследствие этого растения обладают и высокой встречаемостью – не ниже 75%. Растения крупных и средних размеров при этом обычно играют значительную роль в общем облике (физиономии) фитоценоза или отдельного яруса, становясь вполне или отчасти фоновыми. В пределах этого балла различаются три ступени:

сор3 – очень обильные, среднее наименьшее расстояние – не более 20 см. Встречаемость поэтому, как правило, 100%. Такие растения обычно (за исключением очень мелких растений) образуют основной фон растительности или отдельного яруса;

сор2 – обильные, среднее наименьшее расстояние – от 20 до 40 см. Встречаемость иногда (при несколько неравномерном распределении) бывает немного ниже 100%. Такие растения часто, особенно при отсутствии других, более или столь же обильных, но более крупных, играют основную или по крайней мере значительную роль в физиономии участка ассоциации, создавая сплошной фон;

cop1 – довольно обильные, среднее наименьшее расстояние от 40 до 100 см. Встречаемость обычно не падает ниже 75%. Роль таких растений в облике участка меньшая, фона они не составляют, но могут существенно влиять на облик растительности, представляя многочисленные вкрапления в массу травостоя, особенно заметные при специфической форме роста или крупных размерах особей.

Баллом Sp (sparsae ) отмечаются рассеянные растения, среднее наименьшее расстояние между которыми составляет 1–1,5 м. Встречаются они почти на каждых 1–2 шагах, но фона, как правило, не образуют (за исключением очень крупных растений) и физиономическое значение в травостое имеют только в случае заметного контраста с другими.

Единичные растения обозначаются баллом Sol (solitariae ). Они далеко отстоят друг от друга – наименьшее расстояние – всегда более 1,5 м. Встречаемость низкая, не выше 40%. Фонового значения эти растения не имеют, хотя иногда, отличаясь формой роста, яркой окраской и величиной, являются довольно заметными среди остальных.

В случае колебания обилия между двумя ступенями иногда применяют комбинированные оценки, например sol–sp, sp–сop1 и т.д.

Страдая неточностью и значительной необъективностью получаемых данных, шкала Друде для определения чрезвычайно проста и легка в использовании. Однако следует помнить, что этот метод пригоден только для схематичного, в значительной мере субъективного, определения соотношения между видами и выделения основных видов из общей массы. Представление о том, как соотносятся результаты, полученные с использованием шкалы Друде, и с помощью других, более точных методов, можно получить, рассмотрев табл. 2.

ТАБЛИЦА 2. Значение баллов шкалы Друде

Название градаций шкалы	Число особей на 1 м 2 (левая нижняя часть таблицы) или на 100 м 2 (правая верхняя часть таблицы) при среднем покрытии одним экземпляром	Доля покрытия всеми растениями данного вида (%)
латинское	русское	до 16 см 2 (4 х 4 см)	до 80 см 2 (9 х 9 см)	до 4 дм 2 (20 х 20 см)	до 20 дм 2 (45 х 45 см)	до 1 м 2 (100 х 100 см)
sol	единично		до 20	до 4		–	до 0,16
sp	рассеянно	до 5		до 20	до 4		до 0,8
cop1	довольно обильно	до 25	до 5		до 20	до 4	до 4,0
cop2	обильно	до 125	до 25	до 5		до 20	до 20,0
cop3	очень обильно	более 125	более 25	более 15	более 5	более 1	более 20,0

Дополняют баллы обилия еще и указания на характер размещения растений в сообществе. В случае неравномерного распределения эта его особенность отмечается следующими значками: gr – растения произрастают густыми скоплениями (группами), в пределах которых нет или почти нет особей других видов; cum – растения произрастают рыхлыми скоплениями, где среди основного вида обитает много особей прочих видов.

Под фенофазой или фенологическим состоянием растения подразумевается та или иная фаза его развития. Для их обозначения при описании фитоценоза наиболее часто применяется система, предложенная В.В. Алехиным (1925) – табл. 3.

ТАБЛИЦА 3. Система обозначений фенофаз по В.В. Алехину (с дополнениями)

Фенофаза	Характеристика	Буквенное обозначение	Условное обозначение
Вегетация до цветения	Растение только вегетирует, находится в стадии розетки, начинает давать стебель	Вег.	–
Бутонизация (у злаков и осок –колошение)	Растение выбросило стебель или стрелку и имеет бутоны	Цв.	^
Начало цветения (спороношения)	Растение в фазе расцветания, появляются первые цветки	Отцв.	Э
Полное цветение (спороношение)	Растение в полном цвету	Бут.	О
Отцветание (конец спороношения)	Растение в фазе отцветания	Зацв.	С
Созревание семян и спор (плодоношение)	Растение отцвело, но семена еще не созрели и не высыпались	Пл.	+
Осыпание семян (плодов)	Семена (плоды) созрели и высыпаются	Ос.	#
Вторичная вегетация	Растение вегетирует после цветения и высыпания семян (плодов)	Вт. вег.	~
Отмирание	Надземные побеги (для однолетников – все растение) отмирают	Отм.	V
Мертвые побеги	Надземные побеги или все растение мертвы	М.	Х

При характеристике мохово-лишайникового покрова отмечается процент покрытия почвы мхами – общий и по видам. Очень важно также показать характер размещения мхов и лишайников, которое зависит от микрорельефа, влияния крон деревьев и кустарников, упавших стволов и т.д., а также субстрат, на котором они произрастают.

В заключение полевого описания фитоценоза дается характеристика внеярусных растений (лиан и эпифитов), представленных в лесах средней полосы преимущественно мхами и лишайниками, реже вьющимися лиановидными травами. При описании фитоценотической роли этих растений важно указать их обилие (в условных баллах), высоту прикрепления исубстрат . В примечании указываются какие-либо характерные особенности в их размещении, если таковые имеют место.

Наконец, в разделе «Общие замечания для всего фитоценоза» стоит отметить подмеченные при проведении работы связи с условиями среды, заключение о первичности или, напротив, о вторичности современного растительного покрова пробной площадки, отметить влияние верхних ярусов на нижние, привести установленные растения-индикаторы и т.п. – словом, все те наблюдения, которые облегчат дальнейшую обработку многочисленных бланков описаний.

III. Фитоценоз

Следуя общепринятому определению В.Н. Сукачева, фитоценозом мы будем называть «всякую совокупность высших и низших растений, обитающих на данном однородном участке земной поверхности, с только им свойственными взаимоотношениями как между собой, так и с условиями местообитания и поэтому создающими свою особую фитосреду». Для проявления влияния особей растений друг на друга необходимо, прежде всего, их совместное произрастание. Таким образом, крайне разрозненные или отдельно стоящие растения фитоценозом назвать нельзя.

Каким образом отличить один фитоценоз от другого в природе? В общем смысле фитоценоз следует понимать как участок растительного покрова, качественно своеобразный и отличный от соседних. А.А. Ниценко указывает следующие основные критерии, которые должны использоваться в качестве диагностических признаков для определения границ фитоценозов: постоянство структуры растительного покрова в пространстве; общность доминантов (господствующих по численности растений) главных ярусов; сходная сравнительная роль разных экологических групп, в том числе жизненных форм, в составе сопутствующих видов (если таковые сопутствующие виды имеются).

Остановимся кратко на характеристике этих основных признаков.

Под структурой фитоценоза понимают особенности пространственного размещения растений в горизонтальном и вертикальном направлениях. Отражением вертикального расчленения фитоценоза служит ярусность . Растения одинаковой высоты находятся в равноценных условиях освещенности, образуя отдельные надземные ярусы, что позволяет им не вступать в прямые конкурентные отношения с растениями других высотных уровней. То же можно сказать и в отношении распределения корневых систем отдельных видов. Одни растения имеют поверхностную мочковатую систему, которая позволяет им поглощать влагу, поступающую с осадками или даже с росой, другие – располагают свои корни во всей почвенной толще и используют накопленную в ней воду, третьи же тянут свой длинный стержневой корень иногда на многие метры до уровня грунтовых вод – более постоянного источника влаги. Таким образом, ярусность позволяет существовать на одном и том же участке довольно значительному числу видов, различающихся по своим экологическим требованиям.

Соотношение значимости для фитоценоза подземной и надземной ярусности во многом зависит от внешней среды. В лесных фитоценозах лучше всего выражена надземная ярусность, поскольку при достаточном увлажнении основная конкуренция между растениями идет за режим освещенности. Заметим, однако, что ярусы правомерно выделять лишь тогда, когда входящие в их состав растения достаточно многочисленны и обладают определенной степенью сомкнутости. Существует в лесных сообществах и так называемая внеярусная растительность, в состав которой входят лианы и эпифиты (растения, поселяющиеся на стволах и ветвях деревьях).

В травяно-полукустарничковых сообществах более засушливых областей (например, в степях и пустынях) и в отдельных луговых ценозах, где условия освещенности оказываются вполне достаточными, а основная конкуренция между растениями идет за использование влаги, величина подземной фитомассы иногда в десятки раз превышает надземную. Соответственно в этих сообществах при слабо выраженной надземной ярусности хорошо выражена подземная (рис. 9). Особенно ярко она проявляется в пустынях и полупустынях, меньше – на лугах, для которых иногда вместо термина «ярус» предлагается пользоваться понятием о глубинах укоренения отдельных групп видов, что, в сущности, примерно одно и то же.

Рис. 9. Корневые ярусы в ассоциации ярутки на осыпи из гравия на высоте 2260 м, Швейцарские Альпы:
1 – ярутка круглолистная; 2 – трищетинник; 3 – фиалка; 4 – кульбаба горная; 5 – смолевка.
I – горизонт крупного гравия; II – горизонт абсорбирующих корней; III – горизонт прикрепляющих корней

Неоднородность (гетерогенность) фитоценозов в горизонтальном направлении носит название мозаичности и обусловлена, как правило, биологией размножения, характером распространения семян, формами роста отдельных видов растений (например, пятна кислицы или майника в еловом лесу возникают вследствие их интенсивного вегетативного размножения) и их взаимными отношениями. Часто более или менее выраженные пятна растительного покрова в пределах фитоценоза могут возникать за счет неравномерного размещения в пространстве сильного растения-средообразователя (эдификатора фитоценоза), под которое «подстраиваются» (притягиваются или отталкиваются) остальные компоненты сообщества. Подобный эффект образования микрогруппировок (по другой терминологии – микрофитоценозов) хорошо прослежен на примере лесов. Так, например, в лиственничных лесах Якутии на почве под кронами деревьев произрастают зеленые мхи, а в окнах – лишайники. В подмосковных елово-широколиственных лесах подкроновому пространству деревьев дуба соответствуют группировки осоки волосистой, осины – ландыша майского, серой ольхи – звездчатки жестколистной, а ели – соответственно кислицы обыкновенной.

От мозаичных фитоценозов следует отличать комплексы фитоценозов, обязанные своим существованием вариациям характеристик внешней среды (экотопа). Такая комплексность заключается в более или менее регулярном чередовании – в зависимости от почвенно-геоморфологических условий – мало зависящих друг от друга сообществ, занимающих более крупные площади и не объединенных общим ярусом. Широкое распространение комплексы фитоценозов получили в полупустынях и северных пустынях, во многих типах тундр, а в средней полосе – на пойменных лугах и верховых болотах (например, грядово-мочажинный комплекс).

Флористические игеоботанические исследования натерритории заповедника были начаты в1929г. ученицей Л. Г. Раменского Марией Васильевной Николаевской (годы работы взаповеднике— 1929— 1931 гг. ,1936— 1950 гг. ). Впервом томе трудов заповедника, вышедшем в1938г., М. В. Николаевская дает описание"Типов почв ирастительности научастке пор. Усманке Воронежского бобрового заповедника» иприводит первый флористический список исследуемой территории, включающий более 500 видов сосудистых растений. Итогом многолетней работы Марии Васильевны стала классификация растительности заповедника— двухтомная рукопись, содержащая подробную характеристику растительных ассоциаций, включая полевые геоботанические описания. Опубликована эта работа была уже после смерти М. В. Николаевской , редактирование материала иподготовку кпечати осуществил в1971г. старший научный сотрудник АНСССР Л. Н. Соболев .

Целенаправленное обследование флоры всего Усманского бора изаповедника, вчастности, провел в1946— 1947 гг. воронежский ботаник Сергей Владимирович Голицын . Гербарные сборы М. В. Николаевской и С. В. Голицына составляют основу флористической коллекции ВГПБЗ, позже дополненной сборами Л. А. Гоббе (1941— 1957 гг. ), Г. И. Барабаш (1959— 1961 гг. ), П. Ф. Голенковой (1970— 1991 гг. ), Е. А. Стародубцевой (с1988— понастоящее время), Н. Ю. Хлызовой (2011— 2013 гг. ) идр. Кроме сосудистых растений, вколлекции представлены мхи (основные сборы иопределения Н. Н. Поповой ), лишайники (сборы Е. А. Стародубцевой , определения Е. Э. Мучник ), начато формирование коллекции грибов. Гербарий заповедника насчитывает около 9 тыс. образцов, онпрошел международную регистрацию, его акроним (международный индекс)— VGZ.

Геоботаническое направление работы вначале 1960-х годов было продолжено Галиной Ильиничной Барабаш , азатем сотрудниками Института географии АНпод руководством В. Д. Утехина . Наоснове материалов, собранных врезультате экспедиционных работ 1965- 1966 и1987— 1988 гг. , был произведен анализ динамики растительного покрова заповедной территории.

Внастоящее время флористические игеоботанические исследования взаповеднике проводит заместитель директора понаучной работе к.б.н. Стародубцева Елена Анатольевна. Ежегодно собираются данные оновых иредких видах растений взаповеднике инасопредельной территории; проводится мониторинг состояния популяций видов, включенных вКрасную книгу РФ; осуществляются количественные учеты напочвенного покрова напостоянных пробных площадях. Этот материал помещается вочередные тома Летописи природы. Проводятся специальные исследования чужеродных видов, атакже естественной иантропогенной динамики растительных сообществ.

Взаповеднике имеется картотека видов, картотека Гербария, фитоценотека (собрание первичных геоботанических описаний— более 1000 единиц), электронные базы данных геоботанических итаксационных описаний.

Основные публикации пофлоре ирастительности Воронежского заповедника

Грибы

1. Ртищева А. И. Макромицеты // Флора Воронежского заповедника / Флора ифауна заповедников. Вып. 78. М., 1999. С. 126- 141.
2. Афанасьев А.А., Ртищева А.И., Стародубцева Е. А. Базидиальные макромицеты Воронежского заповедника // Труды Воронежского государственного заповедника. Вып. XXIV. — Воронеж, 2007. — С. 40- 60.

Лишайники

1. Мучник Е. Э. Лишайники // Флора Воронежского заповедника / Флора ифауна заповедников. Вып. 78. — М., 1999. — С. 111- 125.
2. Мучник Е. Э. Лихенологические исследования натерритории Воронежского заповедника: результаты иперспективы // Труды Воронеж. гос. заповедника. Вып. 24. Воронеж, 2007. С.60- 73.
3. Мучник Е. Э. Дополнения ксписку лихенобиоты Воронежского заповедника // Труды Воронеж. гос. заповедника. Вып. 26. Воронеж, 2012. С.51- 55.

1. Попова Н. Н. Мохообразные // Флора Воронежского заповедника / Флора ифауна заповедников. Вып. 78. — М., 1999. — С. 96- 111.

Флора

1. Голицын С. В. Список растений Воронежского государственного заповедника // Труды Воронежского государственного заповедника. Вып. X. — Воронеж, 1961. — 101 с.
2. Стародубцева Е. А. Сосудистые растения // Флора Воронежского заповедника / Флора ифауна заповедников. Вып. 78. — М., 1999. — С. 5- 96.
3. Стародубцева Е. А. Ботанические коллекции Воронежского биосферного заповедника // Научные коллекционные фонды заповедников Центрального Черноземья: Труды Ассоциации особо охраняемых природных территорий Центрального Черноземья России. — Тула, 2001. — Вып. 3. — С.105— 116.
4. Стародубцева Е. А. Проблема биологического загрязнения охраняемых территорий (напримере Воронежского заповедника) // Роль заповедников лесной зоны всохранении иизучении биологического разнообразия европейской части России (Материалы научно-практической конференции, посвященной 70-летию Окского государственного природного биосферного заповедника) / Труды Окского государственного природного биосферного заповедника. Вып. 24. — Рязань: 2005. — С. 456- 463.
5. Стародубцева Е. А. Дополнения иизменения всписке сосудистых растений Воронежского заповедника // Труды Воронежского государственного заповедника. Вып. XXIV. — Воронеж, 2007. — С. 74- 92.
6. Стародубцева Е. А. Чужеродные виды растений наособо охраняемых территориях (напримере Воронежского биосферного заповедника) // Российский Журнал Биологических Инвазий. — 2011. — № 3. — С. 36- 40.
7. Стародубцева Е. А. Дополнение кфлоре сосудистых растений Воронежского заповедника // Труды Воронежского государственного заповедника. Вып. XXVI. Воронеж, 2012. С. 55- 64.
8. Стародубцева Е. А. Натурализация чужеродных видов растений вВоронежском заповеднике // Флора ирастительность Центрального Черноземья— 2013: Материалы межрегиональной научной конференции (г.Курск, 6 апреля 2013г.). Курск, 2013. С. 183- 188.
9. Стародубцева Е. А. Некоторые современные тенденции динамики флоры Воронежского заповедника // Флора ирастительность Центрального Черноземья— 2014: Материалы межрегиональной научной конференции (г.Курск, 5 апреля 2014г.). Курск, 2014. — С. 91- 96.

Растительность

1. Николаевская М. В. Типы почв ирастительности научастке пор. Усманке Воронежского бобрового заповедника // Труды Воронежского заповедника. .- 1938.- Вып. 1. — С. 5— 43.
2. Николаевская М. В. Растительность Воронежского заповедника // Труды Воронежского заповедника. — 1971. — Вып. 17. — С. 6— 133.
3. Утехин В. Д. Изменения растительности Воронежского заповедника затридцать лет (1936- 1966) // Труды Воронежского государственного заповедника. Вып. XXIV. — Воронеж, 2007. — С. 74- 92.
4. Утехин В.Д., Тишков А.А., Кашкарова В.П., Стародубцева Е.А., Савов К. П. Использование методов ординации для изучения сукцессий заповедной растительности // Экологическая ординация вбиогеографических исследованиях. — М., 1990. — С. 151- 163.
5. Стародубцева Е. А. Основные тенденции естественной динамики иантропогенной трансформации флоры илесной растительности Усманского бора // Развитие природных комплексов Усмань-Воронежских лесов назаповедной иантропогенной территориях / Труды Воронежского биосферного государственного заповедника. — Воронеж, 1997. — С. 14- 31.
6. Солнцев Н.А., Калуцкова Н.А., Трегубов О.В., Стародубцева Е. А. Структура лесного покрова ипочв катен взоне лесостепи (напримере песчаных террас Воронежского заповедника) // Восточноевропейские леса: история вголоцене исовременность. Кн. 2. — М.: Наука, 2004. — С. 185- 194.
7. Стародубцева Е.А., Лихацкий Ю.П., Трегубов О. В. Динамика лесного покрова напесчаных террасах Воронежского биосферного заповедника // Восточноевропейские леса: история вголоцене исовременность. Кн. 2. — М.: Наука, 2004. — С. 200— 236.
8. Стародубцева Е.А., Ханина Л. Г. Классификация лесной растительности Воронежского заповедника // Труды Воронежского государственного заповедника. Вып. XXIV. — Воронеж, 2007. — С. 116- 180.
9. Стародубцева Е.А., Ханина Л. Г. Классификация растительности Воронежского заповедника // Растительность России. СПб., 2009. — № 14. — С. 63- 141.
10. Стародубцева Е.А., Ханина Л.Г., Смирнов В. Э. Динамика растительного покрова Воронежского заповедника сучетом ландшафтной структуры территории // Растительность России. 2013. № 23. С. 9- 21.

Регламентация проведения исследований почв, атмосферного воздуха и гидросферы при осуществлении инженерноэкологических изысканий, оценки воздействия проектируемых объектов на окружающую среду и экологического мониторинга относительно формализована в виде строительных правил (СП), государственных стандартов (ГОСТ) и других руководящих документов. При проведении геоботанических исследований в настоящее время руководящие документы отсутствуют. Традиционно изучение растительности с целью оценки ее состояния включает несколько этапов. Первый - подготовительный этап - заключается в ознакомлении с природными условиями района работ и всеми имеющимися опубликованными и фондовыми материалами (данные Рослесхоза, Минсельхоза, научно-исследовательских и лесоустроительных организаций). Он включает:

• - сбор и анализ картографических материалов по району ис- следований, экологическое дешифрирование аэрокосмических материалов с использованием различных видов съемок;
• - сбор информации о видах и их ареалах, занесенных в федеральные и региональные списки Красных книг, от уполномоченных органов и по литературным источникам;
• - изучение материалов лесоустройства, материалов системы подразделений ГИПРОЗЕМ, материалов по земельным участкам хозяйствующих субъектов;
• - выбор маршрутных направлений, мест заложения пробных площадей, экотопопрофилей (трансект);
• - подготовка оборудования для проведения полевых исследований.

Второй - полевой этап -включает:

• - маршрутные рекогносцировочные наблюдения с покомпонентным описанием растительных сообществ и ландшафтов в целом, характеристику состояния наземных и водных экосистем, источников и признаков воздействия;
• - заложение и работу на пробных площадях и на экотопопро- филях (трансектах) в изменяющихся условиях;
• - сбор и работу с гербарием (сушка, перекладка, определение);
• - составление геоботанических описаний, ведение полевых дневников;
• - отбор проб образцов фитоматериала на химанализ, продуктивность и т. д.

Третий -камеральный этап- включает лабораторные исследования и обработку собранных данных.

Лабораторные исследования - это первичная обработка гербарного материала, подготовка образцов к анализу (разбор по компонентам, сушка, измельчение, рандомизация, взвешивание), проведение лабораторных анализов.

Обработка данных включает:

• - рассмотрение и оценку полевых и лабораторных анализов;
• - составление геоботанических карт;
• - предложения по организации и проведению фитомониторинга в условиях существующего или предполагаемого уровня воздействия, обоснование его целесообразности применительно к виду воздействия;
• - написание и защиту отчета.

Для сопряженного анализа таких сложно организованных данных, как пространственные и функциональные характеристики наземных экосистем, перспективна обработка большого объема наземной и дистанционной информации на основе ГИС [Корец, Рыжкова, Барталев].

В зависимости от целей и задач, а также от сезонных условий и особенностей района работ, при изучении растительного покрова выбирают полевые геоботанические методы или их комбинации.

Маршрутные методы исследования - класс методов, которые характеризуются проведением однократных учетов по ходу маршрута (рекогносцировка или более подробные исследования). Маршрутные исследования могут быть разными по масштабу (охватывать как небольшие участки растительности, так и значительные области), по степени точности (опираться как на чисто визуальные оценки, так и на точные методы учета роли видов в растительных сообществах). В результате маршрутных исследований может быть получена некоторая информация для построения классификации растительности, геоботанического картографирования, оценена связь с рельефом и т. д.

Метод пробных площадей (ПП) - исследование фитоценозов путем сбора информации об их признаках (покрытии, проективном обилии видов, биомассе и пр.) на пробных площадках разной формы и размеров. Наиболее часто используемый метод изучения растительных сообществ и растительного покрова в целом, являющийся основным источником информации для всех видов геоботанического исследования (классификации растительности, ординации, геоботанической индикации, изучения структуры фитоценоза).

Метод профилей - изучение растительности района на основе линейной трансекты, пересекающей ее в направлении максимального варьирования изучаемого фактора воздействия (экологического фактора, изменения рельефа) (экотопопрофиль) или ослабения (усиления) нарушений и воздействия химического загрязнения.

Стационарные методы исследования - класс методов, которые реализуются в результате многократного учета одних и тех же признаков растительности в одних и тех же точках. Стационарные исследования могут быть разными по длительности (от нескольких дней до десятков лет), они проводятся, как правило, с использованием целого арсенала различных приборов и сопровождаются изучением изменения параметров среды, т. е. являются экологическими. Их результатом является информация об экологических взаимосвязях и динамике растительности.

Экспериментальные методы исследования - класс методов, которые реализуются путем активного вмешательства в наблюдаемую растительность и среду. К таким методам относятся, например, изучение влияния удобрений на растительность и среду, создание искусственных ценозов и моделирование фитоценоти- ческих систем.

При инженерно-экологических изысканиях, как правило, ограничиваются маршрутным методом в сочетании с методом пробных площадей для изучения растительности разной степени детализации. При мониторинге стационарные площади закладываются на эколого-топографическом профиле в типичных и редких для данного района сообществах, а также в местах обитания редких видов, за популяциями которых необходимо вести наблюдения (ежегодно или с интервалами, определяемыми целями работ). Использование стационарных и экспериментальных методов исследования является в основном прерогативой специализированных научных учреждений.

Для определения области исследований (объема необходимых работ, количества ключевых участков), на подготовительном этапе определяются размеры предполагаемого воздействия на растительный покров, особенности распространения его от источника воздействия на основе «розы ветров» для данной местности и выбираются направления, вдоль которых закладывается экопрофиль с пробными площадками, или ключевые участки с обоснованием их репрезентативности в отношении источника воздействия и поставленных задач. Объем геоботанических исследований и программа мониторинга изменений растительного покрова при влиянии объекта воздействия (предприятия цветной и черной металлургии, химической промышленности и др.) могут быть определены по размерам зоны влияния как для проектируемых объектов, так и для действующих. Зона влияния устанавливается по изолинии с наибольшим радиусом удаления от источника выбросов, определяющей концентрацию загрязняющего вещества на уровне 0,05 ПДК. При локальном уничтожении растительного покрова, например, расчистке площадки под временное сооружение или под объект при новом строительстве (или расширении существующего объекта при реконструкции) требуется подробное геоботаническое описание уничтожаемой растительности. В любом случае при выборе ключевых участков с заложением на них пробных площадей нужно не только учитывать фактор воздействия, но и охватывать социально значимые объекты - зоны рекреации, сельхозугодья, особо охраняемые природные территории.

Оценка экологического воздействия на растительность производится путем сравнения т е к у щ е г о состояния экосистем с их состоянием до начала действия фактора (объекта) воздействия. При отсутствии сведений о первоначальных параметрах экосистем для сравнения выбираются ключевые участки, нс попадающие в зону влияния изучаемого фактора воздействия и являющиеся аналогичными по всем параметрам индицируемым сообществам. По существу, определение исходного состояния с целью выбора значимых параметров (индикаторов) для прогнозирования изменений является одним из этапов ОВОС, а также экологического мониторинга.

Выбор репрезентативных фоновых экосистем (эталонных участков) со сходными с изучаемыми параметрами является отдельной задачей. В некоторых случаях используются литературные источники, содержащие характеристики региональных (зональных) фитоценозов или данные стационарных наблюдений в сходных условиях среды. Критериями репрезентативности фонового ключевого участка являются следующие признаки сравниваемых экосистем (фитоценозов):

• - аналогичная наименьшая классификационная ландшафтная единица (урочище, фация);
• - лесорастительные условия (для лесных сообществ);
• - тип элементарных почвообразовательных процессов;
• - тип фитоценоза;

расположение выше по течению водотока и в сходных гидрологических условиях (для гидрофитоценозов).

Такие характеристики, как единство сукцессионной стадии, видовой состав по коэффициенту сходства-различия могут быть трансформированы под воздействием фактора воздействия и оказаться нерепрезентати вн ы м и.

Заведующий лабораторией, ведущий научный сотрудник, доктор географических наук - И. А. Трофимов

Ведущий научный сотрудник, кандидат сельскохозяйственных наук - Л. С. Трофимова

Старший научный сотрудник - Е. П. Яковлева

Лаборант-исследователь - Е. В. Клименко

Консультант,доктор биологических наук, академик РАН - И. В. Савченко

Комплексные геоботанические исследования

Комплексные геоботанические исследования во ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса - крупнейшем научно-методическом, исследовательском и интеллектуальном центре по кормопроизводству России, имеют свою богатейшую, более чем вековую историю.

В основе решения проблем увеличения адаптивности, устойчивости и экономической эффективности кормовых угодий лежит их глубокое комплексное геоботаническое изучение. Основоположники отечественного луговедения - В. Р. Вильямс, А. М. Дмитриев, Л. Г. Раменский, И. В. Ларин, Т. А. Работнов считали геоботаническое изучение и оценку природных кормовых угодий «необходимой составной частью работ по лугопастбищному хозяйству».

Принципиальными особенностями научной школы геоботаники ВНИИ кормов является изучение растительности во взаимосвязи со средой и ее оценка в кормовом отношении.

Основные направления деятельности научной школы геоботаники института осуществляются по разным направлениям. Развитие теоретических и методологических основ, принципов и методов комплексного (синтетического) фитотопоэкологического подхода к оценке природных кормовых угодий, сельскохозяйственных земель, агроэкосистем и агроландшафтов с использованием наземных и дистанционных данных. Комплексное геоботаническое изучение и оценка, классификация, картографирование, районирование, мониторинг природных кормовых угодий России, кормовая характеристика растений сенокосов и пастбищ и кормовых ресурсов изучаемых территорий, теоретическое обоснование систем их улучшения и рационального использования, приемов управления продукционными, средообразующими и природоохранными функциями агроэкосистем и агроландшафтов.

Геоботаническое изучение и оценка природных кормовых угодий в институте начались с началом организации в 1912 г. показательного лугового хозяйства при высших курсах по луговодству Московского сельскохозяйственного института. На базе этого хозяйства в 1917 г. была создана станция, в 1922 г. - Государственный луговой институт, в 1930 г. - Всесоюзный, а в 1992 г. - Всероссийский научно-исследовательский институт кормов.

Наблюдение растений в природе и их гербаризация с самого начала стали неотъемлемой частью системы изучения лугов в Государственном луговом институте. Первые коллекции Гербария слагались в основном из сборов на экскурсиях по Подмосковью и соседним областям. Подробнее о Гербарии можно прочитать .

В настоящее время коллективом лаборатории (И.А. Трофимов, Л.С. Трофимова, Е.П. Яковлева, И.В. Савченко, Е.В. Клименко) разрабатывается агроландшафтно-экологическое районирование природных кормовых угодий России.

Л.Г. Раменский, также как В.В. Докучаев и В.Р. Вильямс, пришел к убеждению, что растительное сообщество является частью более сложных систем - биоценоза и биогеоценоза, земель и агроландшафтов. Это положение нашло наиболее полное отражение в его учении о типах земель.

В своей работе «Классификация земель по их растительному покрову» Л.Г. Раменский указывал, что нужны не классификации растительности, почв, местообитаний и пр., разрозненные и лишь механически друг на друга накладываемые, нужна фитотопоэкологическая классификация земель во всем многообразии и единстве их комплексной характеристики. Эта классификация типов земель (биогеоценозов, агроландшафтов, агроэкосистем) является комплексной фитотопоэкологической, необходимой для применения в прикладных целях. По своей сути классификация природных кормовых угодий Л.Г. Раменского является классификацией типов земель, агроэкосистем или агроландшафтов.

С неослабеваемой энергией Л.Г. Раменский выступал за комплексное изучение земель. Он опубликовал очень ценное основополагающее в теоретическом, методическом и практическом отношениях руководство по комплексному изучению земель, представляющее собой основы синтетического учения о природно-хозяйственных типах земель. Это направление работ Л.Г. Раменского заложило основы создания современного учения об агрогеосистемах и агроландшафтах.

В своей работе «Введение в комплексное почвенно-геоботаническое исследование земель» (1938) Л.Г. Раменский так определяет предмет исследований: «... с одной стороны территория, земля, с другой стороны - растения, животные, микроорганизмы являются основными природными факторами сельского хозяйства... Для обоснования мероприятий нужен синтетический подход - необходимо изучение почв, растительности, водного баланса территории, ее микроклимата и т. д., в их взаимной связи, во взаимодействии, на фоне культурных режимов и преобразований. Синтетическое изучение природных особенностей и жизни территории в перспективе ее хозяйственного использования и преобразования составляет содержание производственной типологии земель. Методом типологии земель является комплексное исследование территории...». Эти системные (агроландшафтные) подходы и традиции свято хранятся и развиваются во ВНИИ кормов.

На этих принципах сегодня базируется не только школа геоботаники ВНИИ кормов, лидером и основателем которой стал Леонтий Григорьевич Раменский, на этих принципах базируются современное агроландшафтоведение и учение об агроэкосистемах - перспективные современные научные направления, развивающиеся на стыке сельскохозяйственной науки, геоботаники, ландшафтоведения и экологии.

Современные исследования подтвердили, что сохранение ценных сельскохозяйственных земель и плодородия почв возможно только при создании благоприятных условий для продуктивного долголетия агроландшафтов, почвообразования и развития почвенной биоты, обеспечения активной жизнедеятельности основных почвообразователей - многолетних трав и микроорганизмов.

Многолетние травяные экосистемы выполняют важнейшие продукционные, средообразующие и природоохранные функции в агроландшафтах и оказывают значительное влияние на экологическое состояние территории страны, способствуют сохранению и накоплению органического вещества в биосфере. Благодаря многолетним травам, кормопроизводство, как никакая другая отрасль сельского хозяйства, основано на использовании природных сил, воспроизводимых ресурсов (энергии солнца, агроландшафтов, земель, плодородия почв, фотосинтеза трав, создания клубеньковыми бактериями биологического азота из воздуха).

Роль кормопроизводства и, прежде всего, лугопастбищного хозяйства и культуры многолетних трав в современных условиях, с ограничением финансовых и материальных ресурсов еще более возрастает. Требования сохранения почвенного плодородия, обеспечения продуктивности и устойчивости сельскохозяйственных земель, экологизации и охраны окружающей среды выдвигают на первый план биологизацию и адаптивную интенсификацию сельского хозяйства.

Приоритетное развитие кормопроизводства, которое неразрывно связано с повышением устойчивости агроландшафтов, ориентирует и на необходимость более полного использования неисчерпаемых воспроизводимых природных ресурсов и «даровых сил природы» за счет биологизации и экологизации интенсификационных процессов в агроэкосистемах и агроландшафтах.

В основу современной системы управления и конструирования агроландшафтов положен главенствующий принцип единства экономики и экологии, гармонизации отношений человека и природы в процессе сельскохозяйственного производства.

Стратегией адаптивного сельскохозяйственного природопользования ХХІ века является целенаправленная оптимальная пространственно-временная организация современных агроландшафтов, которая должна быть наиболее адекватной их природной структуре и динамике.

В основу разработанной системы изучения, управления и конструирования агроландшафтов положен главенствующий принцип единства экономики и экологии, гармонизации отношений человека и природы в процессе сельскохозяйственного производства. Основным правилом сбалансированного взаимодействия Человека и Природы является сохранение природных экосистем, ценных сельскохозяйственных земель и плодородия почв, что возможно только при создании благоприятных условий для функционирования агроландшафтов, обеспечения сбалансированности продуктивных и протективных агроэкосистем, активной жизнедеятельности основных почвообразователей - многолетних трав и микроорганизмов, благоприятных условий для почвообразования и развития почвенной биоты.

Наиболее значимые научные результаты, которые могут быть достигнуты в период до 2030 г., охватывают: создание систем мониторинга, оценки и прогнозирования состояния окружающей среды, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; перспективные технологии поиска и разведки минеральных ресурсов; высокоэффективные безопасные методы морской разведки и добычи углеводородов в экстремальных природно-климатических условиях. Их разработка и внедрение приведут к более рациональному использованию минерально-сырьевой базы страны и повышению эффективности ее воспроизводства, снижению уровня загрязнения окружающей среды, минимизации ущерба от природных и техногенных катастроф.

В среднесрочный период будут активно проводиться исследования и разработки в области экологически чистых материалов и продуктов; программного обеспечения и геоинформационных систем; оборудования и материалов для повышения эффективности добычи и переработки полезных ископаемых; раннего обнаружения и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

1. Сохранение благоприятной окружающей среды и обеспечение экологической безопасности:

Изучение изменений климата и экстремальных климатических событий с использованием перспективных подходов к анализу климатообразующих факторов.

Реконструкция ретроспективной и оценка современной динамики криосферы, в т.ч. многолетнемерзлых грунтов и ледников, а также прогноз ее изменений.

Формирование прогноза переноса и трансформации загрязняющих веществ в окружающей среде, включая микро- и наночастицы.

Оценка изменений экологического состояния ландшафта и его компонентов, эрозионно-русловых процессов, биогеохимических потоков, биопродуктивности и биоразнообразия, а также водных объектов и их систем.

Оценка и прогнозирование комплексного воздействия природных и техногенных факторов на состояние здоровья и жизнедеятельность населения в условиях изменяющегося климата и окружающей среды.

Разработка систем рационального природопользования в условиях городов и агломераций, размещения хозяйства и населения.

Оптимизация схем территориального планирования в соответствии с ландшафтной структурой и эколого-ресурсным потенциалом.

Ожидаемые результаты: снижение уровня негативного воздействия хозяйственной деятельности (образования отходов производства и потребления, выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросов в водные объекты) на природную среду и здоровье населения; разработка и применение экологически эффективных технологий мирового уровня в основных отраслях экономики.

2. Мониторинг состояния окружающей среды, оценка и прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера:

Оценка состояния и динамики ресурсов водных и наземных экосистем, восстановления ресурсного потенциала территорий с высокой антропогенной нагрузкой (почвы, водных и биоресурсов).

Экологический мониторинг и прогнозирование состояния природной среды в крупных промышленных городах и на особо охраняемых природных территориях береговых зон, акваторий и подземных вод.

Технологии инструментального контроля выбросов/сбросов загрязнений в атмосферу, водные объекты, почву.

Технологии получения, передачи и использования информации о состоянии окружающей среды и ее изменениях с использованием наземных, воздушных, космических и других средств.

Технологии и системы раннего обнаружения и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Технологии обеспечения безопасности производственных и энергетических опасных объектов, в т.ч. химических и нефтехимических производств, горных предприятий, высоконапорных плотин и гидроэлектро- и атомных станций.

Технологии управления экологическими рисками при освоении морских нефтегазовых месторождений в акваториях, в т.ч. покрытых льдом районах.

Технологии создания и актуализации кадастров территорий и акваторий с наибольшим уровнем экологического риска.

Технологии и системы предупреждения трансграничного негативного воздействия на окружающую среду.

Ожидаемые результаты: системы мониторинга, оценки и прогнозирования состояния окружающей среды, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, изменений климата, необходимые для последующего внедрения современных технологий снижения уровня негативного воздействия на экономику и здоровье населения.

3. Изучение недр, поиск, разведка и комплексное освоение минеральных и углеводородных ресурсов, а также техногенного сырья:

Поисково-разведочные работы, в т.ч. в новых районах добычи, удовлетворяющие экономическим и экологическим требованиям, разработка Геофизических методов разведки нефти и газа в нетрадиционных геологических условиях, оценка продуктивности нефтеносных пластов, методы поиска зон возможного рудопроявления.

Методы увеличения нефтеотдачи, включая направленное изменение коллекторских свойств пластов, позволяющее повысить коэффициент извлечения углеводородного сырья, в т.ч. на истощенных месторождениях и месторождениях низконапорного газа.

Утилизация попутного нефтяного газа.

Получение и использование нетрадиционных источников сырья, в т.ч. углеводородного, включая "тяжелые нефти", газогидраты, сланцевый газ и др.

Физико-технические и физико-химические технологии переработки высокогазоносных угольных пластов с предотвращением выбросов шахтного метана, в т.ч. для производства газообразных и жидких синтетических углеводородов.

Технологии эффективной переработки твердых полезных ископаемых, включая энергосберегающую комплексную переработку труднообогатимого природного и техногенного минерального сырья с высокой степенью концентрации минеральных комплексов.

Использование в промышленных масштабах отходов добычи и переработки полезных ископаемых.

Ожидаемые результаты: рациональное использование минерально-сырьевой базы и ее воспроизводство благодаря современным технологиям поиска и разведки минеральных ресурсов, в т.ч. обеспечение прироста запасов углеводородного сырья, в первую очередь нефти.