- •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
Раздел II. Разнообразие ландшафта и методы его измерения
Обратно в содержание
Введение
Биологическое разнообразие определено в Конвенции, принятой в Рио-де-Жанейро как «вариабельность живущих организмов любого происхождения, включая наземные, морские и другие водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются. Оно включает разнообразие внутри вида, между видами и экосистемами. Другими словами биологическое разнообразие – вариабельность всего живого на Земле. Оно обеспечивает человечество всем продовольствием, многими лекарствами и индустриальными продуктами и обеспечивает человеческое благосостояние через экологические услуги. Биологическое разнообразие также обеспечивает региональные возможности развития и действует как источник вдохновения и культурной идентификации» [Гайд по Конвенции 1997].
Наиболее общепринятое понимание экологического разнообразия (ecological diversity) понятие более общее, несколько шире, а иногда трактуется как синоним биологического разнообразия, и связывается с двумя компонентами: видовое богатство, или разнообразие (variety), как число объектов разного сорта на единицу пространства или к общему объему выборки и как относительное обилие индивидуумов каждого сорта [Pielou, 1975; Magurran, 1988; Odum, 1989 и др.].
С наиболее общей точки зрения биологическое разнообразие может рассматриваться как «терминологический зонтик, для обозначения разнообразия природы, включающего в себя все виды животных, растений и микроорганизмов, экосистем и протекающих в них экологических процессов. При этом можно выделить три различных уровня: генетическое разнообразие, видовое разнообразие и разнообразие экосистем. Генетическое разнообразие есть сумма генетической информации, содержащейся в генах всех особей растений, животных и микроорганизмов, обитающих на Земле. Видовое разнообразие обозначает количество видов. К разнообразию экосистем относится количество разных местообитаний, биотических сообществ и экологических процессов…» [McNeely et al., 1990. С. 17].
Эти представления [ Уиттекер, 1980; Бигон и др.; Peet, 1974; Patil et al., 1979; Solomon,1979; и др.] полностью соответствуют общей трактовке разнообразия У. Р. Эшби [1959], который вводит его через множество возможностей или различимых классов объектов и вероятности принадлежности элемента соответствующему классу. У. Р. Эшби [1959] прямо связывает представление о разнообразии с теорией информации, а Р. Маргалеф [1992] определяет разнообразие как меру информации. С наиболее общих позиций понятие «разнообразие» вводится У. Р. Эшби в его известной книге «Введение в кибернетику». Им, в частности, сформулировано представление о «законе необходимого разнообразия» для замкнутых систем, определяющем функциональную роль разнообразия в системе регулирования и управления.
Если в биологии представление о разнообразии изначально связывалось с некоторыми фундаментальными особенностями жизни и ее организации, то в распространение его в науках о Земле первоначально носит чисто прагматический аспект охраны ценностей природы.
Представление о георазнообразии (geodiversity) и ландшафтном разнообразии (landscape diversity) формируются лишь последние 10 лет в связи с проблемами сохранения и использования среды. Можно утверждать, что понятие георазнообразия, особенно активно разрабатываемое географами Тасмании и Швеции, только входит в науку и лишь в самое последнее время на уровне программы ЮНЕСКО «Человек и биосфера» обсуждается включение его в критериальную систему выбора объектов территориальной формы охраны природы. Коротко георазнообразие (geodiversity) определяется как: диапазон (или разнообразие) геологического строения (bedrock), строения суши (geomorphology) и особенностей почвы, всего комплекса (assemblages), системы и процессов. Это краткое определение неявно включает гидрологические и климатические (атмосферные) процессы, постольку, поскольку они вовлечены в геологические процессы, рельеф суши и почвенные процессы [The Australian Natural Heritage Charter, 2002]. Более длинное и более явное определение дает Eberhard [2002]. Геологическое разнообразие включает свидетельства об истории Земли, прошлой жизни, экосистемах, среде и диапазоне современных процессов (биологических, гидрологических и атмосферных), проявляющихся в породах, рельефе суши и почве.
Авторы обращают внимание на то, что единственная аналогия между георазнообразием и биоразнообразием в том, что оба отражают разнообразие явлений; вне этого самоочевидного подобия «никакие дальнейшие аналогии между детальным характером (природой) или работой биологических и геологических процессов не выражены или не подразумеваются». Впрочем другие разработчики концепции обращают внимание на то, что георазнообразие является основой биоразнообразия и ландшафтного разнообразия.
Другой уровень разнообразия, который обычно, в отличие от георазнообразия, включается в определение биоразнообразия – разнообразие ландшафта. Ландшафт, по авторам Белой книги [Research Priorities Revised White Papers, 1998, Разработка университетского консорциума географической информации (UCGIS) по проблемам пространственного анализа], – это собрание элементов, которое состоит из определенной совокупности видов растений, животных, абиотической страты типа горных пород, типов использования земли также, как культурных или сценических особенностей и социально-экономической и политической динамики. Граница ландшафта изменяется согласно используемому масштабу и цели исследования. Разнообразие ландшафтов есть их число в изучаемой географической области.
Часто ландшафтное разнообразие связывается с представлением о мозаике различных по свойствам пятен неправильной формы (patch), развиваемое в рамках ландшафтной экологии [Brussard, 2000]. (см. Приложение № 2).
Таким образом, в общем случае разнообразие можно трактовать как одну из форм отображения реального мира, при которой подразумеваются следующая схема: 1) окружающий мир воспринимается человеком как явления природы;.2) явления воспринимаются человеком через измеримые им переменные; 3) явления по тем или иным критериям сортируются в сознании человека в определенные более или менее однозначно соотносимые с ними образы или классы (кластеры), состояния явлений или диапазон их варьирования; 4) вводятся некоторые способы измерения или оценки, опирающиеся на подсчет числа классов, частоты их встречаемости или масштаба диапазона и распределения переменных.
С другой стороны, всеобщность понятия разнообразия, безусловно, определяет какую-то его прагматическую значимость, интуитивно воспринимаемую большинством как важное свойство объектов, их активности и, в частности, используемых ими ресурсов и среды, создаваемой ими продукции.
