|
|
Биоразнообразие 1 ч.. I. Биологическое разнообразие и методы его оценки Введение
В зависимости от различных форм обработки и анализа данных о составе и распределении фитоценохор происходит различный прирост информации при вычислении гамма-разнообразия. При этом, начиная информационный анализ, следует определить, что следует понимать под начальной энтропией системы.
Здесь под начальной энтропией понимается сумма предварительных достоверных литературно-картографических данных о составе и структуре фитоценохор, с которыми сравнивается уменьшение неопределенности в результате проведения новых исследований. При этом нужно исходить из того, что неопределенность знаний о фитоценохорах исследованной территории стремится к нулю (Н 0) по мере получения достаточно полной и достоверной информации.
Прирост информации (Ij), получаемой при использовании различных форм анализа данных, определяется по разности промежуточных энтропий. Так, например, при изучении кустарниковых формаций Низменных Каракумов Б. В. Виноградовым [2000] начальная энтропия (H0) определена числом пяти формаций: Haloxylonetumpersici, Calligonetumdif. sp., Salsoletumrichteri, Ephedretumstrobilacei, Ammodendretumpersici и равна 0,69. После проведения районирования территории первая промежуточная энтропия (H1) уменьшается до 0,61. Измерение площади, занятой формациями, показывает, что вторая промежуточная энтропия (H2) уменьшается до 0,59. Наибольшее снижение энтропии до 0,41 дает ландшафтное дешифрирование аэрофотоснимков (Н3), которое при вычислении условной энтропии, учитывающей разную вероятность правильного распознавания растительных формаций. Это конечная энтропия нашего опыта.
По снимкам одного срока съемки для оценки гамма-разнообразия могут быть использованы частотно-амплитудные характеристики (ЧАХ) аэрокосмического изображения. Так, например, ввиду хорошо выраженной зависимости между оптическими свойствами изображения, с одной стороны, и запасом надземной растительной массы и структурой растительного покрова, с другой, гамма-разнообразие уменьшается с падением ЧАХ, т. е. с абсолютным уменьшением и относительным выравниванием запаса надземной растительной массы, упрощением состава биоморф эдификаторов, уменьшением разнообразия типов растительности и классов ассоциаций, понижением сложности пространственной структуры экосистемы и контрастности биотопов. Аналогичным образом для описания гамма-разнообразия используются автокорреляционные функции (АКФ) дистанционного изображения.
В заключение, проблемы возникают при синтезе разнообразных характеристик. Для пространственных структур открытого типа в общем случае используется информационная емкость (Is) [Гохман, Меклер, 1972] выражение:
 ,
где N – число синтетических единиц в пространственной структуре; Di – число градаций каждого пространственного класса (i = l, 2,..., m);E – количество точек, к которым относятся дискретные характеристики F показателей, взятые на R периодов или моментов времени.
Глава 6. Оценка биоразнообразия и охрана природы
Воздействие человека на биосферу приобрело глобальный характер, а его масштабы и темп продолжают возрастать. В результате как прямого, так и косвенного антропогенного воздействия многие биологические виды исчезают или их популяции находятся на критическом пределе численности, ставящем под угрозу возможность воспроизводства вида. Воздействие человека на сообщества живых организмов стало настолько мощным, что они уже не в состоянии противостоять процессам антропогенной трансформации и утрачивают важнейшее свойство природных сообществ – способность к самовосстановлению. В связи с этим сокращается площадь тропических лесов, идет расширение пустынных формаций за счет сокращения площади сообществ саванн, лесов, степей, происходит так называемое антропогенное опустынивание.
Проблемы охраны природы, охраны животного и растительного мира не могут быть ограничены какими-либо региональными рамками, даже границами целого материка. Для решения наиболее сложных и широких, глобальных, проблем охраны природы необходимы кардинальные усилия ученых, деятелей охраны природы, администраторов и государственных руководителей как отдельных стран, так и международного сообщества в целом.
Одна из стратегических задач, осознанных мировым сообществом в связи с проблемой экологического кризиса биосферы, – сохранение биологического разнообразия на разных уровнях дифференциации биосферы. В настоящее время признано, что проблема охраны биологического разнообразия не сводится только к охране редких таксонов. Генеральная стратегия сохранения биоразнообразия должна быть ориентирована на сохранение систем (совокупностей) видов в их пространственном распределении – от типов экосистем глобального уровня (типов и биомов) вплоть до конкретных биогеоценозов и их сопряженных территориальных сочетаний на локальном уровне.
Стратегия сохранения биоразнообразия требует прежде всего количественной и сравнительной оценки его в природных экосистемах различного уровня. Для этого разработана целая система оценок и введены понятия альфа-, бета- и гамма-разнообразия [Уиттекер, 1972]. Комплексная оценка всех критериев биоразнообразия позволяет понять степень устойчивости изучаемой экосистемы, уровень антропогенного воздействия на ее структуру, роль и место редких видов растений и животных в данной экосистеме. Для осуществления обоснованной и взвешенной стратегии охраны природы необходимо применять методы оценки биоразнообразия по описанным критериям. Такая оценка дает возможность на количественной основе планировать перспективную сеть охраняемых территорий, намечать необходимые меры по охране и восстановлению редких видов растений и животных.
На XIV Генеральной Ассамблее МСОП был утвержден проект «Всемирной стратегии охраны природы», подготовленный МСОП совместно с ЮНЕП (Программа ООН по окружающей среде) и ВВФ (Всемирный фонд дикой природы). С учетом последующих замечаний и рекомендаций «Всемирная стратегия охраны природы» была опубликована в 1980 году Целью «Всемирной стратегии охраны природы» провозглашено стремление наиболее быстро и эффективно добиваться сохранения и рационального использования природных ресурсов, от которых зависит существование и благосостояние человечества.
В задачи «Всемирной стратегии охраны природы» входит выделение ведущих, главных, направлений в охране природы, определение мер по их осуществлению, выделение экосистем и видов организмов, которым наиболее грозит уничтожение и разработка мер по их спасению. Одна из рекомендаций «Всемирной стратегии охраны природы» состоит в том, чтобы обязательства по охране природы были включены в национальные конституции всех стран.
Среди задач, выделенных во «Всемирной стратегии охраны природы», в качестве неотложных следует назвать следующие:
Поддержание главных экономических процессов и экосистем, от которых зависит само существование человечества.
Сохранение генетического разнообразия организмов.
Долгосрочное рациональное использование видов и экосистем при их сохранении и воспроизводстве.
Трансформация экологической обстановки в результате различных антропогенных воздействий (а также их совместного влияния), невозможность полного восстановления структуры и состава сообществ приводят к изменению в них ценотических отношений и внедрению видов с широкой экологической амплитудой, вытесняющих виды узкой специализации. Зачастую это сопровождается вымиранием специализированных видов, особенно имеющих небольшие ареалы.
Более 35 государств, в том числе и Россия, подписали «Конвенцию о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения», в Приложение к которой включено более 200 видов растений.
В фауне и животном населении различных типов биомов нарушения достигли такого уровня, что можно говорить о полной смене и видового состава, и структуры. Многие аборигенные виды исчезли, либо стали редкими, виды-интродуценты – обычными и даже массовыми. Все это привело к образованию производных сообществ животных.
Оценка природы, таким образом, включает обширный комплекс мер, предотвращающий нарушение экологического равновесия как в природных, так и в антропогенных экосистемах. Осуществление таких мер требует точной научной базы, и в этом природоохранная практика опирается на разнообразные отрасли естественных и гуманитарных наук, среди которых важное место занимает современная биогеография.
Рекомендуемая литература
Аллен Р. Как спасти Землю (Всемирная стратегия охраны природы). М.: Мысль, 1983. 172 с.
Алтухов Ю.П. Природоохранная генетика // Экология в России на рубеже ХХ века (наземные экосистемы). М.: Научный мир, 1999. С. 9–26.
Амирханов А.М., Тишков А.А. Национальная стратегия и План действий по сохранению биологического разнообразия в России // Сохранение биоразнообразия. Материалы конференции. М., 1999. С. 28–27.
Атлас биологического разнообразия лесов Европейской России и сопредельных территорий. М.: МСОП, 1996. 144 с.
Биоразнообразие: степень таксономической изученности. М.: Наука, 1994. 143 с.
Василевич В.И. Альфа-разнообразие растительных сообществ и факторы его, определяющие // Биологическое разнообразие: подходы к изучению и сохранению. СПб.: ЗИН РАН, 1992. С. 162–170.
Виноградов Б.В. Гамма-разнообразие наземных экосистем // Биогеография. Вып. 8. География биоразнообразия. М., 2000. С. 11–20.
Воронов Г.А., Дроздов Н.Н., Криволуцкий Д.А., Мяло Е.Г. Биогеография с основами экологии // М.: МГУ, 1999. 392 с.
Воронов Г.А., Дроздов Н.Н., Мяло Е.Г. Биогеография мира. М., 1985. 270 с.
Второв П.П., Дроздов Н.Н. Биогеография. М.: ВЛАДОС, 2001. 270 с.
Глобальная экологическая перспектива 2000. ЮНЕП. М.: ИнтерДиалект, 2000. 398 с.
Горбунов Ю.Н., Дежкин В.В., Козлов В.И. и др. Сохранение биологического разнообразия: позитивный опыт. М.: ГЭФ, 1999. 115 с.
Динамика биоразнообразия животного мира М.: ИПЭЭ РАН, 1997. 173 с.
Дроздов Н.Н., Криволуцкий Д.А., Огуреева Г.Н. Биомное разнообразие // Биогеография, 2002. № 10. С. 9–16.
Дроздов Н.Н., Мяло Е.Г. Экосистемы мира // М.: ABF, 1997. 238 с.
Закон Российской Федерации № 2254 «Конвенция о биологическом разнообразии» // Собр. Законов РФ. 1996. № 19. С. 4742–4764.
Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию. М.: Экос-информ, 1996. 12 с.
Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию. М.: Экос-информ, 1996. 12 с.
Криволуцкий Д.А. Динамика биоразнообразия экосистем в условиях радиоактивного загрязнения // ДАН СССР. 1996. Т. 347. № 4. С. 1–4.
Криволуцкий Д.А., Мяло Е.Г., Огуреева Г.Н. География биологического разнообразия // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География. 1998. № 4. С. 81–86.
Криволуцкий Д. А. Жизненные формы и биоразнообразие животных // Бюлл. МОИП, 1999. Т. 347. № 5. С.
Лебедева Н.В., Дроздов Н.Н., Криволуцкий Д.А. Биоразнообразие и методы его оценки. М.: Изд-во МГУ, 1999. 94 с.
Лебедева Н.В. Измерение и оценка биологического разнообразия. Ч. 1. Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 1997. 39 с. Ч. 2. Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 1999. 41 с.
Лебедева Н.В. Экотоксикология и биогеохимия географических популяций птиц. М.: Наука, 1999. 199 с.
Лебедева Н.В., Покаржевский А.Д. Биологическое разнообразие: Программа курса. Ростов-на-Дону, 1993. 9 с.
Левич А.П. Структура экологических сообществ. М.: МГУ, 1980. 181 с.
Левонтин Р. Человеческая индивидуальность, наследственность и среда. М.: Прогресс, 1993.
Любищев А.А. Дисперсионный анализ в биологии. М.: МГУ, 1986. 200 с.
Матекин П.В. История и методология биологии. М.: МГУ, 1982. 162 с.
Мониторинг биоразнообразия. М.: ИПЭЭ РАН, 1997. 367 с.
Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир, 1992. 181 с.
Оценка и сохранение биоразнообразия лесного покрова в заповедниках Европейской России. М.: Научный мир, 2000. 185 с.
Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. М.: Наука, 1982. 287 с.
Савицкий Р.М., Лебедева Н.В., Савицкая Н.А. Видовой состав и динамика разнообразия птиц в городе Ростове-на-Дону // Кавказский орнитологический вестник. Ставрополь, 1998. № 10. С. 114–123.
Соколов Б.С. Динамика разнообразия органического мира: палеонтологическая перспектива // Вестн. РАН. 1995. Т. 65. № 4. С. 324–329.
Соколов В.Е., Шишкин В.С. Динамика первоописаний видов млекопитающих на территории Российского государства за 250 лет // Состояние териофауны в России и ближнем зарубежье. Тр. Межд. совещ. М., 1996. С. 309–314.
Состояние биологических ресурсов и биоразнообразия России и ближнего зарубежья (1988–1993 гг.). Приложение к Государственному докладу о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1993 году. Экспериментальный выпуск. М.: Минприрода РФ – Внииприрода РФ, 1994. 71 с.
Сохранение биологического разнообразия России. Первый национальный доклад Российской Федерации. Выполнение Россией обязательств по Конвенции о биологическом разнообразии / Под ред. А.М. Амирханова. М.: ГК РФ по охране окружающей среды – Проект ГЭФ «Сохранение биоразнообразия», 1997. 202 с.
Терещенко В.Г., Терещенко Л.И., Сметанин М.М. Оценка различных индексов для выражения биологического разнообразия сообщества // Биоразнообразие: Степень таксономической изученности. М.: Наука, 1994. С. 86–98.
Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений. М.: Мир, 1981. 693 с.
Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Мир, 1981. 328 с.
Федоров В.Д., Левич А.П. Откуда берутся индексы разнообразия? // Человек и биосфера. М.:НМГУ 1980. С. 164–184.
Юрцев Б.А. Эколого-географическая структура биологического разнообразия и стратегия его учета и охраны // Биологическое разнообразие: подходы к изучению и сохранению. СПб.: ЗИН РАН, 1992. С. 7–21.
Biodiversity in Managed Landscapes / Azaro R.C., Jonston D.W (Eds). N-Y: Oxford Univ. Press, 1996.
Cody M.L. Competition and the Structure of Bird Communities // Princeton – New York: Princeton Univ. Press, 1974.
Diamond J.M. Assembly of Species Communities // Ecology and Evolution of Communities. Cambridge: Harvard Univ. Press, 1975. P. 342–444.
Gaston K.J. Biodiversity: a Biology of Numbers and Difference. Oxford: Blackwell Science, 1998.
Goetze D. Zur Biodiversität von Landschaftsausschnitten: Erfassung und Analyse der γ-Diversität mit Hilfe von Vegetationskomplexen // Phytocoenologia. 2000. B. 30 (1). S. 1–129.
Global Biodiversity: Status of the Earth’s Living Resources. World Conservation Monitoring Centre. London: Chaptman & Hall, 1992. 594 pp.
Biodiversity: Measurement and Estimation / Hawksworth D. (Ed.). London: Chapman & Hall, 1995.
Huston M.A. Biological Diversity: The Coexistance of Species on Changing Landscapes. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1994. 681 pp.
Hutchinson G.E., MacArthure R.H. A Theoretical Ecological Model of Size Distribution among Species of Animal // American Nature. 1959. V. 93. P. 117–125.
Kempton R.A, Wedderburn R.W.M. The Measurement of Species Diversity // Nature. London, 1978. V. 262. P. 818–820.
McArthur R.H. Pattern of Terrestrial Bird Communities // Avian Biology. 1971. V. I. P. 189–221.
Evolution of Biological Diversity / Magurran A.E., May R.M. (Eds). N-Y: Oxford Univ. Press, 1999. 329 pp.
May R.M. Pattern in Multi-Species Communities // Theoretical Ecology: Principles and Applications. Oxford: Blackwell Sci. Publ., 1976.
Mayr E. Evolution and the Diversity of Life // Cambridge: Harvard Univ. Press, 1976.
Advances in Mapping the Diversity of Nature / Miller R. (Ed.). London: Chapman & Hall, 1994.
Perlman D.L., Adelson G. Biodiversity: Exploring Values and Priorities in Conservation. Oxford: Blackwell Science, 1997.
Pielou E.C. Ecological Diversity. New York: John Wiley, 1975.
Species Diversity in Ecological Communities: Historical and Geographical Perspectives / Ricklefs R.E., Schluter D. (Eds). Chicago: Chicago Univ. Press, 1993.
Rosenzweig M.L. Species Diversity in Space and Time. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995.
Simрsоn G. G. Principles of Animal Taxonomy. N-Y: Columbia Univ. Press, 1961.
Southwood T.R.E. The Components of Diversity // Diversity of Insect Faunas. Oxford: Blackwell Sci. Publ., 1978. P. 19–40.
Taylor L.R., Kempton R.A., Woiwod I.P. Diversity Statistics and Log-Series Model // J. Anim. Ecol. 1976. V. 45. P. 255–271.
Islands. Biological Diversity and Ecosystem Function / Vitousek P.M., Loope L.L., Ansersen H. (Eds). N-Y: Springer, 1995. 228 pp.
Whittaker R.H. Evolution and Measurement of Species Diversity // Taxon, 1972. V. 21. P. 213–251.
Williams P., Humphrics C., Araujo M. Mapping Europe Biodiversity. London: Nat. Hist. Museum, 1999.
Biodiversity. National Forum on Biodiversity (1986: Washington, D.C.) / Wilson E.O. (Ed.) Washington: National Academy Press, 1988. 520 pp.
|
|
|
Скачать 1.52 Mb.