Перехід від окремих рослин до цілісної керованої екосистеми

Перехід від окремих рослин до цілісної керованої екосистеми

Проект DREVO починається з окремих рослин, але не закінчується їх посадкою та індивідуальним обліком.

Кожне дерево, чагарник чи трав'яниста рослина є самостійним живим організмом. Одночасно воно входить у більшу систему зв'язків:

із ґрунтом;

водою;

грибами;

мікроорганізмами;

сусідніми рослинами;

комахами;

птахами;

тваринами;

кліматом;

людиною.

У міру розвитку території окремі рослини повинні поступово об'єднуватися в рослинні угруповання, природні зони та єдину керовану екосистему.

Основна послідовність переходу:

окрема рослина → рослинна група → функціональна гільдія → природна спільнота → природна зона → мережа природних зон → цілісна керована екосистема.

Головною одиницею управління з часом стає не окреме дерево, а система взаємозв'язків між живими організмами та середовищем.

1. Від посадки дерева до створення системи

На першому етапі кожна рослина потребує індивідуальної уваги.

Для нього визначаються:

походження;

місце посадки;

стан ґрунту;

доступність води;

освітленість;

захист від вітру;

сумісність із сусідніми видами;

очікувана екологічна роль;

режим догляду.

Проте посадка великої кількості здорових дерев сама собою ще не створює стійкий ліс.

Якщо рослини:

не пов'язані загальною водною системою;

конкурують за однакові ресурси;

мають один вік;

належать до малого числа видів;

не формують ґрунтовий покрив;

не підтримують запилювачів та тварин;

повністю залежать від штучного догляду,

то територія залишається набором посадок, а чи не екосистемою.

Справжній перехід починається тоді, коли рослини починають виконувати взаємодоповнюючі функції.

2. Рівні організації екосистеми

Рівень I - окрема рослина

На цьому рівні оцінюється індивідуальна життєздатність рослини.

Враховуються:

здоров'я;

зростання;

коренева система;

стан крони;

походження;

генетичні особливості;

стійкість до клімату;

екологічна та господарська цінність.

На ранніх стадіях проекту рослина отримує попередню картку, а після 16 років сталого розвитку – постійний екологічний паспорт.

Рівень II – рослинна група

Декілька рослин об'єднуються просторово або функціонально.

Це може бути:

група дубів;

захисна смуга;

плодова група;

чагарниковий острів;

протиерозійна посадка;

прибережна спільнота;

група піонерних рослин;

насіннєвий гай.

На цьому рівні оцінюється вже не лише стан кожної рослини, а й їхній спільний вплив на територію.

Рівень III – функціональна гільдія

Гільдія поєднує рослини та організми, що виконують різні, але взаємопов'язані функції.

Наприклад, навколо молодого дуба можуть бути:

чагарники, що захищають його від вітру;

бобові, що підтримують азотний цикл;

ґрунтопокривні рослини, що зменшують випаровування;

квітучі види, що залучають запилювачів;

глибококореневі трави, що покращують структуру ґрунту;

гриби, що у переробці деревини;

птахи, що регулюють чисельність комах.

Гільдія вважається успішною, якщо її учасники не просто співіснують, а підвищують загальну стійкість системи.

Рівень IV - природне співтовариство

Рослинні групи та гільдії поступово формують складніші спільноти:

луг;

чагарникову зону;

молодий гай;

лісову галявину;

лісостепова ділянка;

водно-болотне співтовариство;

багатоярусна ділянка лісосаду;

ремедіаційний біокомплекс.

На цьому рівні з'являються:

внутрішній мікроклімат;

власний кругообіг органіки;

природне поновлення;

просторова структура;

стійкі зв'язки із тваринами;

локальний водяний режим.

Рівень V - природна зона

Декілька спільнот об'єднуються в територіальну одиницю з певними межами та режимом управління.

Природною зоною може бути:

природоутворюючий ліс;

лісостеп;

стійкий лісосад;

водозбірний ліс;

насіннєва територія;

прибережна зона;

луг;

ремедіаційний сектор;

зона природної сукцесії;

старе природне ядро.

Природна зона отримує власний паспорт, карту, цілі розвитку та режим охорони.

Рівень VI – мережа природних зон

Окремі зони зв'язуються між собою через:

лісові коридори;

річкові та прибережні смуги;

живоплоти;

ланцюжки водойм;

лугові переходи;

насіннєві коридори;

маршрути переміщення тварин;

загальну водну систему;

єдиний ґрунтовий та екологічний моніторинг.

На цьому рівні територія перестає бути набором ізольованих ділянок.

Вона стає взаємозалежною ландшафтною системою.

Рівень VII - цілісна керована екосистема

Вищий рівень є територію, де природні та господарські процеси об'єднані загальним довгостроковим управлінням.

До неї входять:

ліси;

лісостепу;

лісосади;

луки;

водні зони;

ремедіаційні ділянки;

розплідники;

насіннєві гаї;

старі ядра;

господарська інфраструктура;

освітні та дослідницькі майданчики.

Управління здійснюється не за окремими об'єктами, а за станом усієї системи.

3. Індивідуальний паспорт як основа екосистемного обліку

Індивідуальна паспортизація рослин необхідна на ранніх етапах, оскільки дозволяє зберегти інформацію про:

походження;

генетичної лінії;

віці;

життєздатності;

стійкості;

екологічної функції;

історії догляду;

реакції на посухи, хвороби та морози.

Проте з розвитком проекту дані окремих рослин мають об'єднуватися в паспорти вищого рівня.

Послідовність обліку:

паспорт окремої рослини;

паспорт рослинної групи;

паспорт функціональної гільдії;

паспорт природної спільноти;

паспорт природної зони;

паспорт екологічного коридору;

єдиний паспорт керованої екосистеми.

Таким чином, відомості про окреме дерево не губляться, але стають частиною загальної картини.

4. Паспорт рослинної групи

Груповий паспорт створюється для рослин, об'єднаних:

загальною функцією;

походженням;

територією;

віком;

екологічним завданням;

загальним режимом догляду.

У ньому фіксуються:

склад групи;

кількість рослин;

вікова структура;

походження посадкового матеріалу;

площа;

щільність;

ярусність;

стан ґрунту;

водний режим;

рівень природного відновлення;

ступінь конкуренції;

стійкість до хвороб;

екологічна функція;

необхідність проріджування чи доповнення.

Група вважається стійкою, якщо випадання однієї рослини не руйнує її основну функцію.

5. Паспорт функціональної гільдії

Паспорт гільдії описує як види рослин, а й зв'язку з-поміж них.

У ньому вказуються:

основна природоутворююча рослина;

захисні рослини;

азотфіксуючі види;

ґрунтопокривні культури;

джерела біомаси;

медоносні рослини;

глибококореневі види;

ліани;

гриби;

пов'язані тварини;

господарська продукція;

потенційні конфлікти

Для кожної гільдії оцінюється:

наскільки повно закритий ґрунт;

чи існує безперервне цвітіння;

чи формується органічна маса;

чи утримується вода;

чи достатньо світла;

чи не виникає надмірна конкуренція;

чи є природні механізми регулювання шкідників.

Гільдія не повинна ставати незмінною схемою. Її склад змінюється зі зростанням дерев і зміни освітленості.

6. Перехід від індивідуального догляду до системного управління

У перші роки окремі рослини можуть вимагати:

індивідуального поливу;

захисту від тварин;

підв'язки;

формування крони;

лікування;

локального мульчування.

З розвитком системи індивідуальний догляд повинен поступово скорочуватися.

Його замінюють:

загальний водозбір;

захисний мікроклімат;

природна тінь;

суцільний ґрунтовий покрив;

працююча грибна мережа;

природне запилення;

біологічне регулювання шкідників;

самостійне поновлення;

внутрішній кругообіг органічної речовини.

Перехід до системного управління можна вважати таким, що відбувся, коли життєздатність рослин все менше залежить від постійного ручного обслуговування і все більше від здоров'я навколишнього співтовариства.

7. Управління функціями, а не лише видами

Цілісна екосистема має керуватися через функції.

Для кожної природної зони необхідно визначити які компоненти забезпечують:

утримання води;

захист від вітру;

закріплення схилів;

накопичення органічної речовини;

ґрунтоутворення;

фіксацію азоту;

підтримку мікоризи;

безперервне цвітіння;

кормову основу для тварин;

природне поновлення;

зниження пожежного ризику;

виробництво їжі;

генетичне збереження.

Якщо функцію виконує лише один вид, система залишається вразливою.

Тому важливі функції повинні по можливості дублюватись декількома видами та природними механізмами.

Наприклад, захист ґрунту можуть одночасно забезпечувати:

ґрунтопокривні рослини;

трави;

листовий опад;

дерев'яна мульча;

чагарники;

кам'яні елементи;

мохи.

Таке функціональне дублювання є основою стійкості.

8. Зв'язок території

Навіть здорові природні зони можуть залишатися вразливими, якщо вони ізольовані одна від одної.

Цілісна екосистема потребує екологічного зв'язку.

Вона забезпечує:

переміщення тварин;

поширення насіння;

обмін генетичним матеріалом;

відновлення видів після локальних порушень;

рух води;

збереження вологих маршрутів;

розширення грибних та ґрунтових угруповань.

Зв'язок створюється через:

лісосмуги;

чагарникові коридори;

ланцюжки дерев;

береги рік;

канави із рослинністю;

живоплоти;

лугові смуги;

вологі зони;

зелені мости;

ділянки природного заростання.

Розрив екологічних зв'язків має розглядатися як серйозне ушкодження системи, навіть якщо окремі рослини залишаються живими.

9. Водна система як об'єднуючий каркас

Вода пов'язує усі частини екосистеми.

Тому управління територією має починатися не з розподілу окремих культур, а із загальної водної архітектури.

Вона включає:

місця надходження опадів;

поверхневий стік;

інфільтраційні зони;

водозбірні лінії;

ставки;

заболочені ділянки;

переливи;

дренаж;

накопичувальні резервуари;

підземну вологу;

зони підвищеного випаровування.

Кожна рослина входить у загальну водну систему.

При плануванні враховується:

скільки води рослина споживає;

яку частину опадів перехоплює його крона;

як коріння впливає інфільтрацію;

чи створює воно тінь;

чи зменшує швидкість вітру;

чи здатне захищати чутливіші види.

У зрілій системі вода розподіляється як інженерними спорудами, а й структурою рослинності.

10. Ґрунтова мережа як прихована основа екосистеми

На поверхні окремі рослини можуть виглядати роздільними, але під землею вони взаємодіють через:

кореневі виділення;

мікроорганізми;

грибні сітки;

воду;

обмін поживними речовинами;

розкладання органіки;

діяльність ґрунтових тварин.

Тому перехід до цілісної екосистеми неможливий без відновлення безперервного ґрунтового середовища.

Необхідно:

мінімізувати глибоку обробку;

уникати постійного руху важкої техніки;

зберігати кореневі залишки;

підтримувати органічний покрив;

залишати частину деревини для розкладання;

розділяти забруднені та чисті ґрунтові потоки;

запобігати ущільненню;

відновлювати мікоризні зв'язки.

Ґрунт повинен розглядатися не як опора для окремих рослин, а як єдиний живий орган території.

11. Довгоживучі дерева як вузли екосистеми

Дуб, липа, клен, ясен, бук, в'яз, кедрові сосни, каштан, горіх та інші природоутворюючі види стають головними довготривалими вузлами системи.

Навколо них формуються:

стійкі рослинні гільдії;

грибні угруповання;

кормові зони;

місця гніздування;

тіньові ділянки;

насіннєві центри;

ґрунтові острови родючості;

дерева-наступники.

Після паспортизації такі дерева враховуються як як індивідуальні об'єкти, а й як центри впливу.

Для кожного природотворчого дерева може визначатися його екологічна зона впливу:

область крони;

передбачувана коренева зона;

пов'язаний підлісок;

зона природного відновлення;

пов'язані види;

дерево або група наступників.

Згодом окремі центри впливу поєднуються, утворюючи природоутворюючий каркас усієї території.

12. Різновіковість як умова безперервності

Цілісна екосистема має складатися з одного покоління рослин.

У ній одночасно повинні бути:

насіння;

сходи;

молоді рослини;

підріст;

середньовікові дерева;

зрілі дерева;

старі екземпляри;

стоїть і лежить сухостій;

дерева, що розкладається.

Кожна вікова стадія виконує свою функцію.

Молоді рослини забезпечують поновлення. Зрілі створюють основний полог і насіннєву основу. Старі дерева формують складні місцеперебування. Мертва деревина підтримує гриби, комах та ґрунтоутворення.

Управління має забезпечувати не збереження одного віку, а безперервну зміну поколінь.

13. Перехід від зовнішнього контролю до адаптивного управління

На ранніх стадіях відновлювальна система керується переважно людиною.

Людина:

вибирає види;

керує водою;

захищає ґрунт;

висаджує рослини;

регулює конкуренцію;

видаляє небезпечні забруднення.

У міру дозрівання екосистеми зростає роль природних процесів:

самосів;

природного відбору;

міграції видів;

ґрунтові утворення;

біологічне регулювання;

природні зміни ярусів.

Повна відмова від управління не є метою.

Метою стає адаптивне керування, при якому людина:

спостерігає;

аналізує;

втручається лише за необхідності;

зберігає основний напрямок розвитку;

не пригнічує корисних природних процесів;

коригує помилки;

готує систему до майбутніх кліматичних змін.

14. Цифровий двійник керованої екосистеми

Усі паспорти рослин, груп та природних зон можуть об'єднуватися у цифровий двійник території.

Він включає:

картку рослин;

межі природних зон;

вікову структуру;

дерев'яні яруси;

ґрунтові типи;

ділянки андосолів та реголіту;

забруднення;

водні потоки;

рівень вологості;

екологічні коридори;

стан біорізноманіття;

історію втручань;

прогноз розвитку.

Цифровий двійник не замінює польове спостереження. Він допомагає побачити взаємозв'язки та наслідки рішень.

З його допомогою можна моделювати:

зростання крон;

збільшити затінення;

потреба у воді;

ризик ерозії;

поширення пожежі;

зміну поколінь дерев;

розвиток лісосаду;

вплив видалення чи посадки окремих видів;

зміни на горизонті 25, 50, 100 та 150 років.

15. Рівні управлінської зрілості

Рівень 0 - набір посадок

Рослини існують окремо і повністю залежать від догляду.

Рівень 1 - організовані групи

З'являються захисні смуги, гаї, гільдії та ґрунтопокривні співтовариства.

Рівень 2 - функціональні природні зони

Окремі ділянки починають виконувати стійкі екологічні функції.

Рівень 3 - пов'язана ландшафтна система

Природні зони з'єднані водними, лісовими та біологічними коридорами.

Рівень 4 — екосистема, що самопідтримується.

Працюють природне відновлення, кругообіг органіки та біологічне регулювання.

Рівень 5 - зріла керована екосистема

Природні процеси та господарське використання узгоджені у рамках довгострокової стратегії.

Така система:

зберігає природоутворюючий каркас;

виробляє безпечну продукцію;

оновлює покоління рослин;

витримує порушення;

документується;

модернізується;

передається наступним поколінням.

16. Умови визнання території цілісною екосистемою

Територія може отримати статус цілісної керованої екосистеми, якщо:

встановлені її межі;

створено єдиний водний план;

сформовані пов'язані природні зони;

присутні різні типи місцеперебування;

ґрунт має безперервний біологічний покрив;

сформований природоутворюючий дерев'яний каркас;

є кілька вікових поколінь;

працює природне поновлення;

основні екологічні функції дублюються;

ведеться контроль забруднень;

харчові та ремедіаційні потоки розділені;

існують екологічні коридори;

працює система паспортів;

визначено режим охорони та господарського використання;

розроблено план на 25, 50, 100 та 150 років.

17. Управління всією системою

Для зрілої екосистеми створюється загальний план управління, що включає:

Водне керування

накопичення;

розподіл;

інфільтрацію;

дренаж;

захист водних джерел.

Ґрунтове управління

відновлення органічної речовини;

запобігання ерозії;

контроль забруднень;

формування нових ґрунтів на реголіті;

захист цінних андосолів.

Управління рослинністю

підтримка ярусності;

регулювання густини;

збереження довгоживучих дерев;

запровадження нових поколінь;

контроль інвазивних видів;

формування лісосадових зон.

Управління біорізноманіттям

збереження місцепроживання;

захист запилювачів;

підтримка птахів та тварин;

збереження мертвої деревини;

створення екологічних коридорів.

Господарське управління

виробництво безпечної їжі;

збирання плодів та горіхів;

розплідникова діяльність;

переробка органічної маси;

регульоване використання деревини;

відпочинок та освіта.

Управління ризиками

посухи;

пожежі;

повені;

хвороби;

забруднення;

втрата ключових видів;

Порушення водного режиму.

18. Головний принцип переходу

Перехід до цілісної екосистеми відбувається не тоді, коли висаджено велику кількість рослин, а тоді, коли між ними сформувалися стійкі зв'язки.

Окрема рослина стає частиною екосистеми, коли вона:

бере участь у кругообігу води;

впливає на ґрунтоутворення;

пов'язане з іншими організмами;

виконує певну функцію;

включено у вікову та просторову структуру;

здатне брати участь у природному поновленні;

враховується не ізольовано, а контексті всієї території.

Основна послідовність:

індивідуальна посадка → спостереження → паспортизація → об'єднання в групи → створення гільдій → формування природних зон → з'єднання екологічними коридорами → єдине адаптивне управління → зріла екосистема, що самовідновлюється.

19. Підсумкове визначення

Цілісна керована екосистема DREVO - це пов'язана мережа рослин, ґрунтів, водних об'єктів, грибів, тварин і природних зон, яка розвивається за єдиною довгостроковою стратегією, зберігає здатність до природного відновлення та одночасно допускає контрольоване, безпечне та відновне використання людиною.

У такій системі людина перестає керувати кожною рослиною окремо.

Він починає керувати:

умовами;

зв'язками;

потоками води;

станом ґрунту;

віковою структурою;

функціональним розмаїттям;

ризиками;

напрямом багатовікового розвитку.

Окремі рослини є елементами проекту. Природні спільноти стають його структурою. Зв'язки з-поміж них формують екосистему. Відповідальне управління перетворює їх у спадщину.