Рекреационные изменения компонентов лесных экосистем на примере объекта культурного наследия «Беломорские петроглифы» (Республика Карелия)

УДК

630*627.3:574.4:903.27(470.22)

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-5-90-105

Аннотация

Впервые для региона выполнено исследование объекта культурного наследия «Беломорские петроглифы», используемого для экскурсионного обслуживания посетителей. Это компактно расположенная система частично расчищенных от лесной растительности скальных выходов с выбитыми изображениями эпохи неолита и пешеходными тропами. Выявлены особенности трансформации почв, компонентов растительного покрова (древостой, подрост, подлесок, живой напочвенный покров), а также тонких (диаметр до 3 мм) корней древесных пород под воздействием рекреации. В результате вытаптывания происходит деформация и уничтожение верхних почвенных горизонтов со значительным снижением мощности лесной подстилки и запаса органического вещества. Объект характеризуется высоким уровнем сохранности флоры, 95...100 % которой представлено аборигенными видами. Выраженные повреждения напочвенного покрова приурочены к активно используемым участкам (тропы, смотровые площадки). Для них характерен скудный видовой состав, сокращение площади травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов и незначительное проективное покрытие луговых и сорных видов. На участках с хорошей доступностью и проходимостью наблюдается отсутствие или уменьшение количества подлеска, отмечены повреждения древостоя и ухудшение лесовосстановительного процесса с сокращением численности жизнеспособного подроста до минимальных (100 экз./га) значений. Масса корней диаметром до 3 мм на тропах с сильной степенью вытоптанности снижается до 74 %, на менее поврежденных тропах отмечается незначительное повышение корненасыщенности. Установлено, что к настоящему моменту рекреационные изменения фитоценозов не привели к потере ими устойчивости. Изученные участки были отнесены к I–III стадиям рекреационной дигрессии. Для ограничения рекреационного воздействия следует оптимизировать существующее функциональное зонирование территории путем приоритетного использования наиболее устойчивых сообществ. Рекреационные нагрузки на интенсивно используемые в настоящее время участки, для которых существует вероятность перехода на более высокие стадии рекреационной дигрессии с потерей сообществами устойчивости, могут быть уменьшены при соответствующем изменении конфигурации тропиночной сети, а также строительстве настилов.
Финансирование: Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания Института леса КарНЦ РАН.
Благодарность: Выражаем искреннюю благодарность М.А. Бойчук (Институт биологии КарНЦ РАН) за определение (верификацию) образцов мхов.

Сведения об авторах

А.В. Туюнен, мл. науч. сотр.; ResearcherID: C-6958-2013,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6145-0513
В.В. Тимофеева, канд. биол. наук, науч. сотр.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0036-4184
А.Ю. Карпечко, канд. с.-х. наук, науч. сотр.; ResearcherID: AAL-8675-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1693-2510
Ю.Н. Ткаченко, вед. почвовед; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4274-0907
В.А. Карпин, мл. науч. сотр.; ResearcherID: AAT-1801-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5508-3104
Н.В. Петров, канд. с.-х. наук, мл. науч. сотр.; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9644-5968
Институт леса Карельского научного центра РАН, ул. Пушкинская, д. 11, г. Петрозаводск, Республика Карелия, Россия, 185910; e-mail: tuyunen@krc.karelia.ru, timofeevavera2010@yandex.ru, yuvkarp@onego.ru, tkachenko@krc.karelia.ru, landscapeexplorer@gmail.com, nvpetrov@krc.karelia.ru

Ключевые слова

рекреационная нагрузка, вытаптывание, почва, лесная подстилка, живой напочвенный покров, флора, древостой, дигрессия, тонкие корни, корненасыщенность

Для цитирования

Туюнен А.В., Тимофеева В.В., Карпечко А.Ю., Ткаченко Ю.Н., Карпин В.А., Петров Н.В. Рекреационные изменения компонентов лесных экосистем на примере объекта культурного наследия «Беломорские петроглифы» (Республика Карелия) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 90–105. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-90-105

Литература

1. Атлас Карельской АССР. М.: ГУГК, 1989. 40 с. [Atlas of the Karelian ASSR. Moscow, GUGK Publ., 1989. 40 p.].
2. Беднова О.В. Метод индикации и оценки рекреагенных изменений в лесных биогеоценозах // Вестн. МГУЛ–Лесн. вестн. 2013. № 7(99). С. 77–87. [Bednova O.V. The Method of Changes Assessment in Recreation Forests. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa – Lesnoy vestnik [Forestry Bulletin], 2013, no. 7(99), pp. 77–87].
3. Дэвлет Е.Г. Памятники наскального искусства: изучение, сохранение, использование. М.: Науч. мир, 2002. 240 с. [Devlet Е.G. Rock Art Heritage: Study, Conservation and Use. Moscow, Scientific World Publ., 2002. 240 p.].
4. Калинин М.И. Формирование корневой системы деревьев. М.: Лесн. пром-сть, 1983. 152 с. [Kalinin M.I. Formation of the Tree Root System. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1983. 152 p.].
5. Карпечко А.Ю. Изменение плотности и корненасыщенности почв под влиянием лесозаготовительной техники в еловых лесах южной Карелии // Лесоведение. 2008. № 5. С. 66–70. [Karpechko A.Yu. Changes in Density and Root Mass in Soils under the Influence of Harvesting Machines in Spruce Forests of Southern Karelia. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2008, iss. 5, pp. 66–70].
6. Комплексная характеристика и оценка природных комплексов, определение допустимой антропогенной нагрузки на участках с петроглифами и территории окружающего ландшафта на побережьях Онежского озера и Белого моря (2017–2018 гг.): науч. отчет № ОУ-12/17-14. Рук. Громцев А.Н. / Респ. центр по гос. охране объектов культурного наследия. Петрозаводск, КарНЦ РАН, 2018. [Integrated Description and Assessment of Natural Ecosystems, Determination of Permissible Anthropogenic Pressure on Petroglyph-Bearing Sites and Surrounding Landscapes on the Shores of Lake Onego and the White Sea (2017–2018): Scientific Report No. ОУ-12/17-14. Supervision by A.N. Gromtsev. Republican Center for State Protection of Cultural Heritage Sites. Petrozavodsk, KarRC RAS, 2018].
7. Кравченко А.В. Конспект флоры Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 403 с. [Kravchenko A.V. A Compendium of Karelian Flora (Vascular Plants). Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2007. 403 p.].
8. Красная книга Республики Карелия. Петрозаводск: Карелия, 2007. 364 с. [The Red Book of the Republic of Karelia. Petrozavodsk, Karelia Publ., 2007. 364 p.].
9. Полякова Г.А., Малышева Т.В., Флеров А.А. Антропогенное влияние на сосновые леса Подмосковья. М.: Наука, 1981. 144 с. [Polyakova G.A., Malysheva T.V., Flerov A.A. Anthropogenic Impact on Pine Forests in the Surroundings of Moscow. Moscow, Nauka Publ., 1981. 144 p.].
10. Природные комплексы Валаама и воздействие на них рекреации. Петрозаводск: Изд-во Карел. филиала АН СССР, 1983. 190 с. [Natural Ecosystems of Valaam and Recreational Impact on Them. Petrozavodsk, Karel’skiy filial AN SSSR Publ., 1983. 190 p.].
11. Раменская М.Л. Анализ флоры Мурманской области и Карелии. Л.: Наука, 1983. 215 с. [Ramenskaya M.L. Analysis of the Flora of the Murmansk Region and Karelia. Leningrad, Nauka Publ., 1983. 215 p.].
12. Рысин Л.П. Рекреационные леса и проблема оптимизации рекреационного лесопользования // Рекреационное лесопользование в СССР. М.: Наука, 1983. С. 5–20. [Rysin L.P. Recreational Forests and Optimization of Recreational Forest Management. Moscow, Nauka Publ., 1983, pp. 5–20].
13. Савватеев Ю.А. Вечные письмена (наскальные изображения Карелии). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 458 с. [Savvateev Yu. A. The Eternal Monuments (Petroglyphs of Karelia). Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2007. 458 p.].
14. Смаглюк К.К., Середин В.И., Питикин А.И., Парпан В.И. Исследование рекреационного лесопользования в Карпатах // Рекреационное лесопользование в СССР. М.: Наука, 1983. С. 81–95. [Smaglyuk K.K., Seredin V.I., Pitikin A.I., Parpan V.I. A Study of Recreational Forest Management in the Carpathians. Recreational Forest Management in the USSR. Moscow, Nauka Publ., 1983, pp. 81–95].
15. Сукачев В.Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 144 с. [Sukachev V.N., Zonn S.V. Methodology Guidelines for the Study of Forest Types. Moscow, AN SSSR Publ., 1961. 144 p.].
16. Тарасов А.И. Рекреационное лесопользование. М.: Агропромиздат, 1986. 176 с. [Tarasov A.I. Recreational Forest Management. Moscow, Agropromizdat Publ., 1986. 176 p.].
17. Фадеева М.А., Голубкова Н.С., Витикайнен О., Ахти Т. Конспект лишайников и лихенофильных грибов Республики Карелия. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 194 с. [Fadeeva M.A., Golubkova N.S., Vitikainen O., Ahti T. Conspectus of Lichens and Lichenicolous Fungi of the Republic of Karelia. Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2007. 194 p.].
18. Федосимов А.Н., Анисочкин В.Г. Выборочная таксация леса. М.: Лесн. пром-сть, 1979. 172 с. [Fedosimov A.N., Anisochkin V.G. Selective Forest Valuation. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1979. 172 p.].
19. Цвелев Н.Н. Определитель сосудистых растений Северо-Западной России (Ленинградская, Псковская и Новгородская области). СПб.: Изд-во СПХФА, 2000. 781 с. [Tsvelev N.N. Identification Guide of Vascular Plants of Northwest Russia (Leningrad, Pskov and Novgorod Regions). Saint Petersburg, SPCPA Publ., 2000. 781 p.].
20. Arnesen T. Vegetation Dynamics Following Trampling in Grassland and Heathland in Sølendet Nature Reserve, a Boreal Upland Area in Central Norway. Nordic Journal of Botany, 1999, vol. 19, iss. 1, pp. 47–69. DOI: 10.1111/j.1756-1051.1999.tb01902.x
21. Arnesen T., Lyngstad A. Effekter av tråkk og annen ferdsel på vegetasjonen i friluftsområder [Effects from Trampling and Other Activities in Recreation Areas]. Blyttia, 2012, vol. 70(3), pp. 159–172.
22. Berger T.W., Hager H. Physical Top Soil Properties in Pure Stands of Norway Spruce (Picea abies) and Mixed Species Stands in Austria. Forest Ecology and Management, 2000, vol. 136, iss. 1-3, pp. 159–172. DOI: 10.1016/s0378-1127(99)00286-8
23. Bjønness I.-M. Outdoor Recreation and Its Impact upon a Boreal Forest Area – Bymarka, Trondheim, Norway. Norsk Geografisk Tidsskrift [Norwegian Journal of Geography], 1981, vol. 35, iss. 2, pp. 57–77. DOI: 10.1080/00291958108552063
24. Brunner I., Godbold D.L. Tree Roots in a Changing World. Journal of Forest Research, 2007, vol. 12, iss. 2, pp. 78–82. DOI: 10.1007/s10310-006-0261-4
25. Hamberg L., Lehvävirta S., Malmivaara-Lämsä M., Rita H., Kotze D.J. The Effects of Habitat Edges and Trampling on Understorey Vegetation in Urban Forests in Helsinki, Finland. Applied Vegetation Science, 2008, vol. 11(1), pp. 83–98. DOI: 10.1111/j.1654-109X.2008.tb00207.x
26. Hansen K., Malmaeus M. Ecosystem Services in Swedish Forests. Scandinavian Journal of Forest Research, 2016, vol. 31, iss. 6, pp. 626–640. DOI: 10.1080/02827581.2016.1164888
27. Harshaw H.W., Sheppard S.R.J., Kozak R.A. Outdoor Recreation and Forest Management: A Plea for Empirical Data. The Forestry Chronicle, 2007, vol. 83, no. 2, pp. 231–238. DOI: 10.5558/tfc83231-2
28. Ignatov M.S., Afonina O.M., Ignatova E.A. et al. Check-List of Mosses of East Europe and North Asia. Arctoa, 2006, vol. 5, pp. 1–130. DOI: 10.15298/arctoa.15.01
29. International Plant Names Index (IPNI). The Royal Botanic Gardens, Kew, Harvard University Herbaria & Libraries and Australian National Botanic Gardens. 2019. Available at: http://www.ipni.org (accessed 01.05.19).
30. Kangas K., Sulkava P., Koivuniemi P., Tolvanen A., Siikamäki P., Norokorpi Y. What Determines the Area of Impact around Campsites? A Case Study in a Finnish National Park. Forest Snow and Landscape Research, 2007, vol. 81, iss. 1/2, pp. 139–150.
31. Kissling M., Hegetschweiler K.T., Rusterholz H.-P., Baur B. Short-Term and Long-Term Effects of Human Trampling on Above-Ground Vegetation, Soil Density, Soil Organic Matter and Soil Microbial Processes in Suburban Beech Forests. Applied Soil Ecology, 2009, vol. 42, iss. 3, pp. 303–314. DOI: 10.1016/j.apsoil.2009.05.008
32. Korkanc S.Y. Impacts of Recreational Human Trampling on Selected Soil and Vegetation Properties of Aladag Natural Park, Turkey. Catena, 2014, vol. 113, pp. 219–225. DOI: 10.1016/j.catena.2013.08.001
33. Kozlowski T.T. Soil Compaction and Growth of Woody Plants. Scandinavian Journal of Forest Research, 1999, vol. 14, iss. 6, pp. 596–619. DOI: 10.1080/02827589908540825
34. Liddle M. Recreation Ecology: The Ecological Impact of Outdoor Recreation and Ecotourism. London, Chapman & Hall, 1997. 639 p.
35. Malmivaara-Lämsä M., Hamberg L., Löfström I., Vanha-Majamaa I., Niemelä J. Trampling Tolerance of Understorey Vegetation in Different Hemiboreal Urban Forest Site Types in Finland. Urban Ecosystems, 2008, vol. 11, iss. 1, pp. 1–16. DOI: 10.1007/s11252-007-0046-3
36. Marion J.L., Cole D.N. Spatial and Temporal Variation in Soil and Vegetation Impacts on Campsites. Ecological Applications, 1996, vol. 6, iss. 2, pp. 520–530. DOI: 10.2307/2269388
37. Mason S., Newsome D., Moore S., Admiraal R. Recreational Trampling Negatively Impacts Vegetation Structure of an Australian Biodiversity Hotspot. Biodiversity and Conservation, 2015, vol. 24, iss. 11, pp. 2685–2707. DOI: 10.1007/s10531-015-0957-x
38. Pickering C.M., Hill W. Impacts of Recreation and Tourism on Plant Biodiversity and Vegetation in Protected Areas in Australia. Journal of Environmental Management, 2007, vol. 85, iss. 4, pp. 791–800. DOI: 10.1016/j.jenvman.2006.11.021
39. Research and Monitoring of Sustainability of Nature-Based Tourism and Recreational Use of Nature in Oulanka and Paanajärvi National Parks. Ed. by P. Siikamäki. Oulanka Reports No. 29. Oulu, University of Oulu, 2009. 52 p.
40. Sherman C., Unc A., Doniger T., Ehrlich R., Steinberger Y. The Effect of Human Trampling Activity on a Soil Microbial Community at the Oulanka Natural Reserve, Finland. Applied Soil Ecology, 2019, vol. 135, pp. 104–112. DOI: 10.1016/j.apsoil.2018.11.013
41. Sun D., Walsh D. Review of Studies on Environmental Impacts of Recreation and Tourism in Australia. Journal of Environmental Management, 1998, vol. 53, iss. 4, pp. 323–338. DOI: 10.1006/jema.1998.0200
42. Timofeeva V., Kutenkov S. Analysis of Recreational Impact on Living Ground Cover in Forests on Paanajärvi National Park (Republic of Karelia, Russia). Research and Monitoring of Sustainability of Nature-Based Tourism and Recreational Use of Nature in Oulanka and Paanajärvi National Parks. Oulanka Reports No. 29. Oulu, University of Oulu, 2009, pp. 16–26.
43. Vakhlamova T., Rusterholz H.-P., Kamkin V., Baur B. Recreational Use of Urban and Suburban Forests Affects Plant Diversity in a Western Siberian City. Urban Forestry & Urban Greening, 2016, vol. 17, pp. 92–103. DOI: 10.1016/j.ufug.2016.03.009
44. Waltert B., Wiemken V., Rusterholz H.-P., Boller T., Baur B. Disturbance of Forest by Trampling: Effects on Mycorrhizal Roots of Seedlings and Mature Trees of Fagus sylvatica. Plant and Soil, 2002, vol. 243, iss. 2, pp. 143–154. DOI: 10.1023/a:1019983625473

Ссылка на английскую версию:

Recreational Changes in the Forest Ecosystem Components: Case Study of the Cultural Heritage Site “White Sea Petroglyphs” (Republic of Karelia)

RECREATIONAL CHANGES IN THE FOREST ECOSYSTEM COMPONENTS: CASE STUDY OF THE CULTURAL HERITAGE SITE “WHITE SEA PETROGLYPHS” (REPUBLIC OF KARELIA)

A.V. Tuyunen, Junior Research Scientist; ResearcherID: C-6958-2013,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6145-0513
V.V. Timofeeva, Candidate of Biology, Research Scientist;
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0036-4184
A.Yu. Karpechko, Candidate of Agriculture, Research Scientist; ResearcherID: AAL-8675-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1693-2510
Y.N. Tkachenko, Leading Soil Scientist; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4274-0907
V.A. Karpin, Junior Research Scientist; ResearcherID: AAT-1801-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5508-3104
N.V. Petrov, Candidate of Agriculture, Junior Research Scientist;
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9644-5968
Forest Research Institute of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences, ul. Pushkinskaya, 11, Petrozavodsk, Republic of Karelia, 185910, Russian Federation;
e-mail: tuyunen@krc.karelia.ru, timofeevavera2010@yandex.ru, yuvkarp@onego.ru, tkachenko@krc.karelia.ru, landscapeexplorer@gmail.com, nvpetrov@krc.karelia.ru

Recreation digression of forest ecosystems in the heritage site “White Sea Petroglyphs” was studied for the first time. This site is a compact system of rock outcrops partially cleared of forest vegetation, which bear Neolithic rock carvings (petroglyphs), and are linked together by walking trails. Patterns have been identified in the transformation of soils, plant cover components (tree stand, tree seedlings, understory and living ground cover), as well as fine roots (within 3 mm in diameter) of woody species under the recreation impact. Trampling was found to deform and destroy the top soil horizons, entailing a significant loss of the forest floor thickness and organic matter stores. Overall, the flora of the area is quite well preserved; 95–100 % of which is represented by native species. The living ground cover is noticeably damaged in the most actively used sites (fragments of trails and vista points). They feature a poor species composition, shrinking of the herb-dwarf shrub and moss-lichen cover, and a low percent cover of grassland and ruderal species. Easily accessible and actively visited sites have no or reducing amounts of tree seedlings, the tree stand is damaged and forest regeneration is hampered – the number of viable seedlings is minimal (100 pcs/ha). The mass of roots below 3 mm in diameter in heavily trampled trails showed a reduction of up to 74 %, while the root saturation in less affected trails slightly increased. Recreation transformations of the plant communities have not resulted in a loss of their resilience so far. The recreational digression in the studied sites was classified into stages I–III (weakly disturbed – strongly disturbed). Function zoning of the area should be modified using recreation-tolerant communities more intensively in order to reduce recreation impact. The most damaged areas, which are losing their stability, should be excluded from active use by modification of walking trails and building additional boardwalks.
For citation: Tuyunen A.V., Timofeeva V.V., Karpechko A.Yu., Tkachenko Y.N., Karpin V.A., Petrov N.V. Recreational Changes in the Forest Ecosystem Components: Case Study of the Cultural Heritage Site “White Sea Petroglyphs” (Republic of Karelia). Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 5, pp. 90–105. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-90-105
Funding: The research was financially supported from the federal budget for the fulfillment of the state assignment of the Forest Research Institute, KarRC RAS.
Acknowledgments: We gratefully acknowledge M.A. Boychuk (Institute of Biology, KarRC RAS) for identification (verification) of moss samples.

Keywords: recreational pressure, trampling, soil, forest litter, living ground cover, flora, tree stand, digression, fine roots, root occupation.

Поступила 06.08.19 / Received on August 6, 2019