Городские леса являются поставщиком экосистемных услуг: регулирование температуры, очистка воздуха, связывание углерода, сохранение биоразнообразия и др. Для оценки состояния и разработки мер управления важно обеспечить проведение базовой (фоновой) оценки и дальнейшего регулярного мониторинга биоразнообразия, динамики растительности и пространственной структуры городских лесов. Для большинства городов не разработана единая система мониторинга, которая позволяла бы систематически выполнять такие работы и интегрировать их результаты и рекомендации в существующую систему управления городскими территориями.
Территория Москвы исключительно неоднородна в контексте различных видов землепользования, что в свою очередь обуславливает различные функции и состояние городских лесов. Насколько леса современной Москвы поддерживают природно-ресурсный и экологический потенциал и каковы риски в обеспечении социальных и экологических потребностей населения в городском регионе? Оценка выполнена для трех секторов, характеризующихся различной антропогенной нагрузкой и землепользованием: 1. «старая Москва», 2. «новая Москва» до трассы А-107 и 3. за трассой А-107.
В исследовании выполнена оценка трех аспектов состояния лесов Москвы. Во-первых, изучено типологическое разнообразие (неоднородность типов леса: хвойные, широколиственные и др). Во-вторых, исследованы этапы лесной сукцессии: то, насколько леса старовозрастные, коренные и, следовательно, ценные либо наоборот, молодые – например длительно-производные на зарастающих вырубках. Третий аспект - это фрагментация и мозаичность лесов – насколько они мелкоконтурные и разобщенные либо наоборот, сгруппированы в крупные связные массивы. Для классификации на лесные формации и группы ассоциаций использовано около 1700 полевых геоботанических описании. Для картографического моделирования использовался алгоритм Random Forest. Элементарные территориальные единицы лесного покрова (выделы), с присвоенной им принадлежностью к формациям и группам ассоциаций, являлись объектом анализа разнообразия, динамики и пространственной структуры лесов.
В результате классификации выделено 11 лесных формаций и 33 группы ассоциаций лесного покрова. Общая точность картографического моделирования составила 59 % для групп ассоциаций и 67 % для формаций. С удалением от центра отмечается неоднозначная тенденция: несмотря на значительный рост доли лесного покрова с 9% в центра до 56% на периферии, происходит некоторое снижение типологического разнообразия за счет доминирования сосновых лесов во втором секторе (32%) и елово-мелколиственных в третьем секторе (39%). Доля условно-коренных лесов устойчиво снижается от центра к периферии, а доля длительно-производных лесов, наоборот, возрастает. В отношении фрагментации наблюдаются также разнонаправленные процессы. Средняя площадь лесного выдела, сложность формы, сходство и близость выделов возрастают от центра к периферии. Однако происходит снижение доли экологического ядра в выделе (во взаимосвязи с ростом контрастности), и одновременно – снижение связности между выделами.
На основании проведенного исследования показано, что сочетание значительной фрагментации с высокой долей длительно-производных типов леса является критическим для устойчивого существования лесного покрова региона. Количественно обоснована неудовлетворительная способность лесов обеспечивать социальные и экологические потребности жителей в центральной части города. В целом методология и результаты работы создают основу для мониторинга московских лесов, а также других городских территорий.