- •Редакционная коллегия книги:
- •Рецензенты книги:
- •Глобального Экологического Фонда
- •Предисловие
- •Раздел I. Биологическое разнообразие и методы его оценки
- •Введение
- •Глава 1. Биологическое разнообразие
- •1.1. Понятие биоразнообразия
- •1.2. Международная программа «Биологическое разнообразие»
- •1.3. Исследовательская программа «Диверситас»
- •1.4. Реализация Конвенции о биоразнообразии в России
- •Глава 2. Уровни биоразнообразия
- •2.1. Системная концепция биоразнообразия
- •2.2. Генетическое разнообразие
- •2.3. Видовое разнообразие
- •2.3.1. Динамика видового разнообразия
- •2.3.3. Динамика видового богатства по данным палеонтологической летописи
- •2.4. Биоразнообразие, созданное человеком
- •2.5. Экосистемное разнообразие
- •Глава 3. Классификации биоразнообразия
- •3.1. Инвентаризационное и дифференцирующее разнообразие
- •3.2. Таксономическое и типологическое разнообразие организмов
- •3.3. Биохорологическое разнообразие
- •3.4. Структурное разнообразие
- •Глава 4. Таксономическое разнообразие
- •4.1. Научная классификация организмов
- •4.2. Жизненные формы и биологическое разнообразие
- •4.3. Инвентаризация видов
- •Число видов в истории жизни на Земле
- •4.4. Видовое богатство России
- •Разнообразие, эндемизм и состояние видов позвоночных
- •Глава 5. Измерение и оценка биологического разнообразия
- •5.1. Параметры биологического разнообразия (альфа-разнообразие)
- •5.2. Методы построения графиков видового обилия
- •Типы графиков в анализе видового разнообразия
- •5.3. Модели распределения видового обилия
- •5.3.1. Геометрический ряд
- •5.3.2. Логарифмическое распределение
- •5.3.3. Логарифмическинормальное распределение
- •5.3.4. Распределение по модели «разломанного стержня» Макартура
- •5.3.5. Другие теоретические модели
- •5.4. Индексы биоразнообразия
- •5.4.1. Индексы видового богатства
- •5.4.2. Индексы, основанные на относительном обилии видов
- •5.5. Сравнительный анализ индексов разнообразия
- •5.6. Рекомендации для анализа данных по разнообразию видов
- •5.7. Анализ бета-разнообразия: сравнение, сходство, соответствие сообществ
- •5.7.1. Показатели сходства, основанные на мерах разнообразия
- •Мера Коуди разработана для исследования изменений в сообществе птиц вдоль средового градиента:
- •5.7.2. Показатели соответствия
- •5.7.3. Основные индексы общности для видовых списков
- •Основные индексы общности, учитывающие положительные совпадения [Песенко, 1982]
- •5.7.4. Индекс общности для количественных данных
- •5.8. Графический анализ бета-разнообразия
- •5.8.1. Неориентированные и ориентированные графы
- •Матрица сходства выборочных совокупностей
- •5.8.2. Плеяды Терентьева
- •5.8.3. Дендрограмма (кластерный анализ)
- •5.9. Применение показателей разнообразия
- •5.10. Гамма-разнообразие наземных экосистем
- •5.10.1. Пространственные показатели гамма-разнообразия
- •5.10.2. Разномасштабные уровни гамма-разнообразия
- •5.10.3. Информационные показатели гамма-разнообразия фитоценохор
- •Глава 6. Оценка биоразнообразия и охрана природы
- •Раздел II. Разнообразие ландшафта и методы его измерения
- •Введение
- •Глава 1. Общие представления о разнообразии
- •1.1. Что такое разнообразие? (Прагматический аспект)
- •1.4. Разнообразие и функционирование
- •Глава 2. Феноменологические иерархические уровни
- •Глава 3. Измерение ландшафтного разнообразия
- •3.1. Измерение ландшафтного разнообразия на основе дистанционной информации
- •Корреляционная матрица между каналами
- •Собственные значения главных компонент для трех каналов Landsat -7 (1999.10)
- •Факторные нагрузки – коэффициенты корреляции переменных с факторами для трех каналов Landsat- 7 (1999.01)
- •Оценка разнообразия (бит) подстилающей поверхности по многоканальным изображениям
- •Разнообразия изображения по объединенным данным осенней и летней съемки
- •Расчет фрактальной размерности по модели «изменение масштаба– изменение длины береговой линии»
- •Оценка фрактальной размерности по двухмерному спектру для всего изображения
- •Линейные корреляции между ландшафтными метриками разнообразия для иерархического уровня 9 пикселей (2 км)
- •3.2. Измерение ландшафтного биоразнообразия на основе использования топографических карт совместно со сканерной съемкой
- •3.3. Организация полевых исследований для оценки ландшафтного разнообразия
- •Глава 4. Прикладные задачи ландшафтного планирования, решаемые на основе измерения ландшафтного
- •Смысл индексов разнообразия, применительно к задачам ландшафтного планирования
- •Заключение
- •Основные характеристики спектральных каналов
- •Некоторые полезные ссылки на ресурсы Интернете
- •Литература
- •Раздел III. Мониторинг биоразнообразия Введение
- •Глава 1. Научные основы мониторинга биологического разнообразия. Определения и терминология
- •Глава 2. Методы оценки состояния и динамики биоразнообразия на разных иерархических уровнях
- •2.1. Биофизические и биохимические методы
- •2.1.1. Биолюминесценция
- •2.1.2. Фотосинтетическая активность
- •2.2. Генетические методы
- •2.3. Биоэнергетические методы
- •2.4. Иммунологические методы
- •2.4.1. Митогенная активность спленоцитов позвоночных животных
- •2.4.3. Применение иммунологических методов при изучении иммунозащитных реакций у рыб и беспозвоночных животных
- •2.5. Морфологические методы
- •2.5.1. Флуктуирующая асимметрия
- •2.5.2. Фенодевианты
- •2.6. Патологоанатомические и гистологические методы
- •2.6.1. Общая анатомия и гистология внутренних органов
- •2.6.2. Гистология репродуктивной системы
- •2.7. Токсикологические методы
- •2.8. Эмбриологические методы
- •2. 9. Паразитологические методы
- •2.10. Популяционные и экосистемные методы
- •Глава 3. Геоинформационные системы – интегрирующее ядро мониторинговой системы биоразнообразия
- •Глава 4. Средства обеспечения мониторинга биоразнообразия
- •4.1. Аппаратно-технические средства
- •4. 2. Программное обеспечение
- •4. 3. Организационное обеспечение
- •Раздел IV. Картографирование биоразнообразия Введение
- •Глава 1. Биогеографические основы картографирования биоразнообразия
- •Глава 2. Картографирование разнообразия организмов
- •Глава 3. Картографирование экологического разнообразия
- •Глава 4. Картографирование генетического разнообразия
- •Глава 5. Комплексное картографирование биоразнообразия
- •Р ис.2. Видовое разнообразие животных суши
- •Число видовое животных (на 100км2 суши)
- •Литература
- •117218, Москва, б. Черемушкинская ул., 34
- •109088, Москва, Шарикоподшипниковская ул., 4
Смысл индексов разнообразия, применительно к задачам ландшафтного планирования
Индекс
|
Использование ресурсов |
Сохранение биологического и ландшафтного разнообразия (в основном для слабоизмененных ландшафтов), рекреация, мониторинг |
Комментарии |
Разнообразие отношений (на основе метода главных компонент). |
Малое разнообразие благо-приятно для эффективного использования природного ре-сурса, самовосстановление системы после ослабления воз-действия предсказуемо. При высоком разнообразии неизбежны высокие затраты на поддержку устойчивого функционирования. |
Большое разнообразие – потенциально большое число экологических ниш, высокая неопределенность направления и характера динамики во времени. Представляют интерес как охраняемые территории, объекты мониторинга и научных исследований. |
Может рассматриваться как мера стационарности (предсказуемости) отношений условий среды в пространстве. Чем больше разнообразие, тем ниже стационарность.
|
Разнообразие пространственных отношений (на основе метода главных компонент). |
При низком разнообразии эффективна реализация основной формы хозяйственной деятельности. Высокое разнообразие повышает затраты на турбулентный обмен и снижает скорость ветра.
|
Большое разнообразие местообитаний благоприятно для организации охраняемых территорий. Часто эстетически ценные территории. |
Мера стационарности пространственной организации; чем меньше разнообразие, тем более однозначна территориальная последовательность состояний ландшафта или его морфологических частей. |
Разнообразие иерархии. |
Высокое разнообразие благоприятно для эффективного ландшафтного планирования форм хозяйственной деятельности. Низкое разнообразие предполагает монофункциональный характер природопользования. |
Высокое разнообразие благоприятно для организации рекреации и охраняемых территорий. |
Высокое разнообразие – быстрый рост амплитуды колебаний с увеличением масштаба, определяющий более четкую выраженность иерархических уровней. |
Фрактальная размерность |
Черный шум – территории максимально благоприятные для эффективной хозяйственной деятельности (в соответствии с масштабом). Розовый шум – реализация эффективной монофункциналь-ной хозяйственной деятельности невозможна. Территории, неблагоприятные для инженерных сооружений, требующих высокой устойчивости фундамента. |
Розовый шум – оптимальны для организации рекреации и охраняемых территорий. Представляют большой интерес для организации научных исследований и мониторинга. |
Высокая фрактальная размерность–«розовый шум» – высокая пространственная контрастность свойств территории. Низкая размерность – «черный шум» – низкая контрастность, относительно большая выраженность однородных территорий. |
Индекс относительно богатства % = 100(n/nmax). Максимально возможное разнообразие Hmax = logK. Разнообразие Шеннона H = Σpilog pi. Индекс числа выделов P = n/N.
|
Территории с низким разнообразием при прочих равных условиях благоприятны для эффективного монофункционального хозяйства. |
Территории с высоким разнообразием благоприятны для организации охраняемых территорий и рекреации. |
Высокое разнообразие есть всегда результат действия одного или нескольких факторов любой природы. Чем выше разнообразие, тем больше необходимо ресурсов для управления поведением (функционированием) объекта. Любое управление есть подавление разнообразия, если само по себе оно не направлено на его увеличение. |
Выравненность E = H/Hmax. |
Чем меньше выравненность, тем выше эффективность хозяйственной деятельности. |
Чем больше выравненность, тем более эффективна стратегия сохранения разнообразия . |
Величина выравненности (при прочих равных условиях) отражает способность системы производить полезную работу. Чем меньше выравненность, тем легче получить полезную продукцию. |
Информативность, или индекс уникальности (J = log pi. Jav = 1/K(Σlogpi) |
Редкости всегда есть объекты с особым режимом хозяйственной деятельности. |
Потенциальные объекты охраны и специальных исследований. |
Чем реже событие, тем больше содержится в нем информации. |
Относительная длина границ. |
Большое значение индекса – заведомо неоднородные территории, требующие нескольких форм (вариантов) хозяйственного использования. |
Высокое значение индекса выделяет при прочих равных условиях репрезентативные территории для мониторинга, исследований и охраны. |
Чем больше длина границ, тем более разнообразна территория. |
Индекс фрагментации. |
Высокая фрагментированость затрудняет реализацию простых стратегий хозяйственной деятельности. |
Высокая фрагметированность при прочих равных условиях определяет необходимость организации большого числа малых по плащади охраняемых территорий. |
Независим от других метрик, ближе всего по смыслу к фрактальной размерности. Высокая фрагментированность обычно выделяет границы со специфическими для них событиями. |
Содержательная интерпретация индексов, приведенная в таблице, конечно, является относительной. Например, для рекреации, безусловно, представляют интерес территории с достаточно высоким разнообразием, но при этом, конечно, имеется в виду из каких типов ландшафтов или их морфологических единиц складывается это разнообразие. Если это разнообразие формируется целиком за счет варьирования качества сельскохозяйственных земель, то к рекреации такие территории, скорее всего, имеют мало отношения. Но если это в основном лесные территории, то высокое разнообразие может свидетельствовать о сложности рельефа, что уже может представлять определенный интерес. Если же это разнообразие сопрягается с прилегающими водными объектами, то о высокой их рекреационной ценности можно утверждать с высокой надежностью. Хозяйственная ценность территорий с низким разнообразием определяется качеством основного природного ресурса. Высокое разнообразие территорий благоприятно для организации особо охраняемых территорий только в том случае, если это сочетание типов элементарных территориальных единиц, близких к естественному состоянию. При этом желательно, чтобы в пределах будущей охраняемой территории были бы и уникальные типы элементарных территориальных единиц, и она была бы связана с экологическими коридорами. С другой стороной, большие массивы однородных лесов в условиях территорий с большой общей хозяйственной нагрузкой так же часто являются важными объектами охраны.