ЭМ биологических ресурсов 1. Основные понятия 2. ЭМ растительных ресурсов 3. ЭМ животных ресурсов

Биологические ресурсы (БР) – живые источники получения необходимых человеку материальных благ (пища, сырье, с/х, озеленение и др.) БР растенияживотные дробянки (бактерии) грибы БР Водные БР БР суши

Показатель Экологическая ситуация бедствиечрезвычайнаяудовлетв-ная Уменьшение биоразнообразия (индекс Симпсона, % от нормы) Более 5025 – 50Менее 10 Плотность популяции вида- индикатора антропогенной нагрузки, % Более (менее) 50 Более (менее) 20 – 50 Более (менее) 20 Площадь коренных (или квазикоренных) ассоциаций, % от общей площади Менее 5Менее 30Более 80 Видовой состав естественной травянистой растительности Уменьше- ние обилия вторичных видов Смена господствующих видов на вторичные Естественная смена доминан- тов, субдоминан- тов и характер- ных видов Возрастной спектр ценопопуляции доминантов, возобновление в относит. ед. Менее 0,10,1 – 0,3Более 0,5 Состояние растительности как индикатора экологического состояния территории

Показатель Экологическая ситуация бедствиечрезвычайнаяудовлетв-ная Лесистость, % от оптимальной (зональной) Менее 10Менее 30Более 90 Запас древесины основных лесообразующих пород, % от нормального Менее 3030 – 60Более 80 Повреждение древостое техногенными выбросами, % от общей площади Более 5030 – 50Менее 5 Повреждение хвойных пород техногенными выбросами (повреждение хвои), % Более 5030 – 50Менее 5 Заболевание древостоев, % Более 5030 – 50Менее 10 Гибель лесных культур, % от площади лесокультурных работ Более 7050 – 70Менее 5 Площадь гари, не облесившейся в течение не менее 10 лет Более 10 тыс. га 5 – 50 тыс. га- Площадь посевов, поврежденных вредителями, % от общей площади Более 5020 – 50Менее 10 Гибель посевов, % от общей площади Более 3015 – 30Менее 5

Показатель Экологическая ситуация бедствиечрезвычайнаяудовлетв-ная Проективное покрытие пастбищной сухостепной и полупустынной растительности, % от нормальной Менее 1010 – 50Более 80 Продуктивность пастбищной растительности, % от потенциальной Менее 55 – 30Более 80 Изменение ареалов редких видов Исчезно- вение Разделение и сокращение Отсутствует Повреждение растительности заповедников Смена формаций Смена ассоциаций Фенотипичес- кие Площадь зеленых насаждений (на чел. в крупных городах и промышленных центрах), % от нормы Менее 1010 – 30Более 90

Растения-индикаторы антропогенной нагрузки чувствительные устойчивые (рудеральные растения) Сосна обыкновенная Pinus sylvestris Пармелия козья Parmelia caperata Лопух большой Arctium lappa Одуванчик лекарственный Taraxacum officinalis

Коренные ассоциации – ассоциации, находящиеся в относительно устойчивом динамическом состоянии с окружающей средой при оптимальном сочетании ее компонентов Квазикоренные (мнимокоренные) ассоциации – более или менее длительно существующие ассоциации, возникающие при нарушении пропорции коренной ассоциации вследствие длительного воздействия какого-либо фактора

Доминантные (господствующие) виды – виды растительности, преобладающие по количественным показателям (площадь проективного покрытия, биомасса, численность, встречаемость и т.д.) в данном фитоценозе. Выделяются по ярусам, например, ельник-черничник- зеленомошный. По Баканову, 1987 Субдоминантные (согосподствующие) виды – виды растительности, занимающие второе место по количественным показателям в данном фитоценозе Второстепенные (вторичные) виды – виды растительности, занимающие третье место по количественным показателям в данном фитоценозе

Доминантные виды – виды растительности, преобладающие по количественным показателям (площадь проективного покрытия, биомасса, численность, встречаемость и т.д.) в данном фитоценозе. Выделяются по ярусам, например, ельник-черничник- зеленомошный. Эдификаторные виды – виды с наиболее выраженной средообразующей способностью, т.е. производящие наибольшие изменения в среде Детерминантные виды – виды, оказывающие наибольшее влияние на другие виды сообщества Один и тот же вид может являться одновременно доминантом, детерминантом и эдификатором По Баканову, 1987

Ценопопуляция – совокупность особей одного вида, принадлежащая к конкретному фитоценозу Проективное покрытие – отношение площади проекций надземных частей растений ко всей учетной площади, выражаемое в процентах

Лесистость – степень облесенности территории, определяемая отношением площади покрытых лесом земель к общей ее площади Оценка лесистости Ханты-Мансийского АО по индексу NDVI (Тюменская, Томская и др. области), 2002 г.: темно-зеленые участки – высокопродуктивны сосновые леса; светло-зеленые участки – еловые леса; желтые – болотные массивы

Оценка поражения растительности аэрозольными химическими загрязнителями по индексу NDVI (Мурманская обл., г. Мончегоск), 2002 г.: пораженные участки – красно-коричневый цвет

Лесные культуры – искусственные лесные насаждения, созданные посевом или посадкой Оценка эффективности ведения лесного хозяйства (NDVI, Карельский перешеек, 2002): виден значительный градиент продуктивности лесных культур на границе территорий Карелии и Финляндии, отражающий различный подход к методам посадки и ухода

Оценка продуктивности пастбищ (NDVI, респ. Хакасия, Таштыпский р-н, 2000): Четко выделяются зоны перевыпаса – красно-коричневый цвет

Растительная формация – группа растительных ассоциаций, в которых господствующий ярус образован одним и тем же видом Растительная ассоциация – совокупность однородных фитоценозов с одинаковыми структурой, видовым составом и со сходными внутренними и внешними связями

Оценка и мониторинг зеленых зон городов (NDVI, Москва, 2001)

Использование ГИС-технологий и дистанционного зондирования для ЭМ растительности NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) – нормализованный относительный индекс растительности, вегетационный индекс – показатель количества фотосинтетически активной биомассы Один из самых распространенных и используемых индексов для решения задач количественной оценки растительного покрова NIR - отражение в ближней инфракрасной области спектра (соответствует минимуму поглощения хлорофилла) RED - отражение в красной области спектра (соответствует максимуму поглощения хлорофилла)

Значение индекса NDVI для разных объектов Тип объекта Отражение в области спектра Значение NDVI краснаяинфракрасная Густая растительность 0,10,50,7 Разряженная растительность 0,10,30,5 Открытая почва 0,250,30,025 Облака 0,25 0 Снег и лед 0,3750,35-0,05 Вода 0,020,01-0,25 Искусственные материалы (бетон, асфальт) 0,30,1-0,5 -1 NDVI +1 Для растительности: NDVI 0 Масштабированный NDVI = 100(NDVI + 1); 0 NDVI +200

Взаимосвязь между значением NDVI и продуктивностью различных экосистем

Главное преимущество NDVI – относительная простота (требуется только космическая съемка и знание ее параметров) Направления использования: анализ типов ландшафтов оценка ресурсов временные изменения продуктивности определение испаряемости (эвапотранспирация) определение объема выпадаемых осадков определение мощности и характера снежного покрова Недостатки: невозможность использования данных, не прошедших этап радиометрической коррекции (калибровки) погрешность, вносимая погодными условиями (частично корректируется поправочными коэффициентами) необходимость наличия двух снимков, сделанных в разное время (для определения динамики) Возможность использования только в период вегетации

Показатель Экологическая ситуация бедствиечрезвычайнаяудовлетв-ная Уменьшение биоразнообразия (индекс Симпсона, % от нормы) Более 5025 – 50Менее 5 Плотность популяции вида- индикатора антропогенной нагрузки, % Более (менее) 50 Более (менее) 20 – 50 Более (менее) 20 Уменьшение численности (плотности) охотнечье- промысловых видов животных (в т.ч. дикого северного оленя, сайгака), число раз от нормального Более или равно 10 3 – 10Менее 2 Состояние фауны как индикатора экологического состояния территории