- •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
Р ис.2. Видовое разнообразие животных суши
<100 100-600 600-1000
Число видовое животных (на 100км2 суши)
2000-2500 2500-3000 >3000
Р ис.13.
Глава 6. Новые технологии в картографировании
биоразнообразия
Перспективы изучения и картографирования биологического разнообразия тесно связаны с использованием геоинформационных и телекоммуникационных технологий и материалов космического зондирования.
Возможности и преимущества ГИС перед традиционными методами картографирования достаточно полно и всесторонне освещены в литературе. Биогеографическое картографирование, опираясь на концепцию геоинформационного картографирования [Берлянт, 1997] и практические достижения в смежных отраслях тематического картографирования, постепенно осваивает новые компьютерные приемы создания и использования карт. В настоящее время картографирование биоразнообразия реализует такие возможности новых технологий, как: 1) систематизация и обработка огромных накопленных массивов информации, трудоемких и даже невыполнимых при применении традиционных приемов; 2) оперативность и обновление информации; 3) обмен информацией с целью ревизии и заполнения лакун; 4) увеличение приемов информационно-картографического анализа и моделирования, в том числе с применением новых алгоритмов; 5) разработка синтетических и оценочных карт биоразнообразия; 6) подготовка и тиражирование оригинальных картографических произведений по географии биоразнообразия в полиграфической и компьютерных версиях.
Геоинформационные технологии используются в изучении и картографировании всех биологических уровней биоразнообразия: генетического, разнообразия организмов и экологического [Biodiversity and Dynamics…, 2000; ГИС для…, 2001]. Степень освоенности и использования новых технологий различна. Для большей части исследований она пока ограничивается созданием баз данных, что способствует ревизии и мобилизации информационных ресурсов. Есть примеры создания проблемно-ориентированных ГИС-систем по биоразнообразию. Гораздо чаще биоразнобразие включается в виде отдельных тематических блоков в региональные ГИС. Появились первые атласы по биоразнообразию, созданные с помощью компьютерных технологий. Среди них Генетический атлас России и сопредельных стран [Gene…, 2000], подготовленный в Институте общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, уже упоминавшийся Атлас биоразнообразия лесов Европейской России.
Использование компьютерных технологий дает возможность существенно расширить тематический спектр карт и повысить их достоверность. В прикладных исследованиях это достигается, в первую очередь, за счет постановки четких задач изучения и картографирования, разработки показателей и приемов картографирования для их конкретного разрешения [Соколов и др., 1995].
Современное геоинформационное картографирование представляет собой единый процесс создания – использования карт. Таким образом, наиболее полно раскрываются возможности картографического метода, а карта выступает как инструмент исследования, в данном случае биоразнообразия [Юрковская, 2001]. Результаты получают при анализе и сопоставлении различных тематических слоев информации посредством подготовки аналитических и синтетических карт на основе всевозможной числовой, текстовой и аэрокосмической информации, извлекаемой из базы данных с использованием методов математико-картографического моделирования.
С помощью геоинформационных методов решаются разнообразные научные и производственные задачи, такие как выделение территорий наибольшего и наименьшего биоразнообразия, проведение анализа биоразнообразия по ряду показателей – видовому, ценотическому, структурному [Королюк, 1999]. При сопоставлении разновременных данных выявляются динамические тенденции изменения биоразнообразия [Междунар. конф. «Биоразнообразие..., 2001]. Можно с полным основанием отметить решающую роль геоинформационного картографирования в разработке новых научных направлений, таких, например, как геногеография [Рычков, 1998; Балановская, Рычков, 1990].
Процесс геоинформационного картографирования биоразнообразия получает все большее распространение, и в перспективе можно ждать новых успехов на пути изучения географии биоразнообразия. В настоящее время мы не имеем полной информации о его картографической изученности. Публикуемые материалы научных конференций и полиграфические версии карт составляют лишь небольшую часть геоинформационных исследований. Необходима инвентаризация информационных картографических ресурсов. Отчасти эту функцию предполагается возложить на Веб-атлас «Биологическое разнообразие Северной Евразии».
В последние годы активизируется использование достижений телекоммуникационных средств в картографировании биоразнообразия. Следует ожидать, что информационные ресурсы по биоразнообразию России (Систематизированный каталог информационных ресурсов по биоразнообразию, Атлас «Биоразнообразие» и др.) в Интернете будет прирастать за счет вновь подготовленных карт для различных регионов России.
Большое место в геоинформационном картографировании биоразнообразия по-прежнему отводится материалам дистанционного и, особенно, космического зондирования. Они являются, по общему признанию исследователей, незаменимым источником содержательной информации, основой для реализации принципов комплексного и системного подходов. При этом возможности их использования в исследовании биоты пока еще не раскрыты в полной мере [Виноградов, 1998].