
- •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 IV. Картографирование биоразнообразия Введение
Обратно в содержание
Представление о биологическом разнообразии как уникальном свойстве живой природы и его роли в сохранении жизни на Земле стало неотъемлемой частью современных воззрений на взаимоотношения природы и общества. Впервые словосочетание «биологическое разнообразие» применил Г. Бэйтс [1892] в работе «Натуралист на Амазонке», который за время часовой экскурсии наблюдал около 700 видов бабочек. Понятие «биоразнообразие» окончательно утвердилось со времени проведения форума по биоразнообразию в США [1986], а затем и подготовки Международной конвенции о сохранении биологического разнообразия [1992].
При том что до сих пор не существует общепринятого определения биоразнообразия, признается, что оно охватывает все разнообразие проявлений и отправлений жизни на разных уровнях ее организации. Биоразнообразие является предметом изучения многих областей знаний с присущими им методами исследования (биологии, географии, информатики и др.). В этом ряду картографирование и картографический метод исследования занимают значительное место. Многовековой опыт познания выделил карту в качестве эффективного инструмента исследования пространственно-временных явлений и процессов и незаменимого средства представления пространственно распределенной информации.
Картографический метод для изучения биоразнообразия на видовом и ценотическом уровнях стал использоваться задолго до того, как была сформулирована проблема биоразнообразия и осознана его роль как одного из важнейших компонентов устойчивого развития планеты. Первые попытки оценить и представить в визуально обозримой форме биоразнообразие Земли предпринимаются в XVIII–XIX веках на схемах ботанико-географического и зоогеографического разделения поверхности планеты по степени своеобразия флоры и фауны. Среди них выделяется исследование Д. Скоу [1823], который, используя метод статистического изучения видового состава флор, предложенный Р. Броуном и А. Гумбольдтом [1807], одним из первых выделил естественные флористические подразделения на основе количественных характеристик флор и с учетом природных особенностей территории.
Очевидные успехи в изучении живого покрова Земли в XX веке. во многом обязаны все более широкому внедрению картографического метода в исследовательскую и практическую сферы деятельности. Немаловажно и формирование взаимообогащающих отраслей картографирования (геоботанического, зоогеографического, лесного и др.) со специализацией по основным объектам биоразнообразия. Результатом явились огромные массивы картографических материалов по инвентаризации биоразнообразия (карты ареалов видов и других таксонов живых организмов; биоценотического разнообразия лесов, болот, природных кормовых угодий; дикорастущих полезных растений, охотничье-промысловых животных и др.) на основе различных классификационных признаков (флористических, структурных, динамических, хозяйственных и др.). Они отобразили качественную структуру биоразнообразия и послужили базой для перехода на новую ступень в картографическом изучении биоразнообразия – подготовке карт количественной и сравнительной оценки. Одна из первых среди них – карта оценки богатства флор различных территорий земного шара Е. В. Вульфа [1934].
Повышение интереса к проблемам сохранения биоразнообразия, оценке его состояния, инвентаризации, мониторингу и устойчивому использованию отдельных его компонентов способствует формированию особого проблемного направления тематического картографирования – картографирование биоразнообразия. В рамках этого направления ведутся поиски новых картографических подходов к оценке биоразнообразия сообразно целям исследования, степени изученности, а также уровням биологической и пространственной организации. Намечается тенденция использования карт биоразнообразия не только в науке и в образовании, но и в прикладных областях при проектно-изыскательских работах и планировании комплексного развития территорий. Постепенно расширяется тематический спектр карт и их масштабный диапазон. Наряду с аналитическими и комплексными появились первые синтетические карты. Карты биоразнообразия все чаще включаются в биогеографические разделы атласов или блоки ГИС в виде единичных сюжетов и даже серии карт. Известны примеры опубликованных атласов биоразнообразия [Атлас биоразнообразия лесов…, 1996]. Однако в целом можно отметить, что картографирование биоразнообразия на новом этапе удовлетворения информационных потребностей общества делает первые шаги в направлении разработки научно-методических принципов, а картографическая изученность биоразнообразия на уровне познания и представления пространственно-временных закономерностей пока еще довольно фрагментарна.
Научно-методические принципы и достижения инвентаризационного этапа картографирования биоразнообразия достаточно полно освещены в многочисленных работах по отдельным отраслевым направлениям – геоботаническом [Карамышева, Федорова, 1990; Сочава, 1979; Ежегодники «Геоботаническое картографирование», 1963–2000 и др.], зоогеографическом [Тупикова и Комарова, 1979], лесном [Исаев, 1997] и другим [Картографическая изученность России, 1999].
Задача настоящего раздела – ознакомить читателей с современным состоянием картографирования биоразнообразия на примере некоторых отечественных и зарубежных разработок. Мы сочли целесообразным анализировать его по трем основным направлениям, соответствующим биологическим уровням разнообразия: генетическому, разнообразию организмов и экологическому.
К настоящему времени накоплен определенный опыт оценки видового разнообразия (богатства) на разных уровнях организации биоты от конкретных флор и фаун до флористических царств и фаунистических областей. Первые шаги в разработке оригинальных подходов делает картографирование экологического разнообразия на уровне отдельных локальных экспериментов, а также в региональном и глобальном масштабах. Интересны примеры обращения к картографированию в исследовании проблем, замкнутых на генетический уровень разнообразия.
Перспективность картографирования и привлекательность картографических методов в исследовании биоразнообразия предопределяется их современным методологическим (концепция геоинформационного картографирования) и технологическим (геоинформационные и телекоммуникационные технологии) переоснащением. Возможности современной картографии, безусловно, будут способствовать интенсификации исследований по биоразнообразию с целью удовлетворения современных научных, образовательных и практических запросов.