WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 32 | 33 || 35 | 36 |   ...   | 45 |

Интенсивность мониторинга определяется степенью деградации насаждений. Максимальная интенсивность (первая степень) должна иметь место там, где процессы деградации лесных экосистем имеют выраженный характер. Вторая степень интенсивности мониторинга должна иметь место в лесных массивах, в которых имеются явные признаки техногенного угнетения, однако динамика изменения прироста, дефолиации и дехромации не имеет определенных негативных тенденций и зависит в основном от природных факторов. Мониторинг третьей степени интенсивности осуществляется в лесных массивах, где отсутствует видимые признаки угнетения насаждении, а радиальный прирост не имеет аномальных отклонений, которые невозможно объяснить естественными причинами.

В составе комплексного экологического мониторинга следует различать его различные стадии, определяемые задачами проведения. Так, в связи с необходимостью выполнения лесоустроительных работ и ведения хозяйства в лесах проводится лесохозяйственный мониторинг, который включает картирование (на базе электронных карт), систему отвода участков леса в хозяйственное использование, а также систему контроля проведения лесохозяйственных мероприятий. Данный вид мониторинга проводится специализированными организациями и лесохозяйственными предприятиями.

Мониторинг лесных экосистем различного ранга имеет задачи долговременных исследований научными организациями, целью которых является установление экологических связей лесной растительности с параметрами среды, прогноз их краткосрочных и долговременных изменений, в том числе и в географических координатах. Конечными задачами экологического мониторинга является разработка научно обоснованных нормативно-правовых документов, обеспечивающих неистощительное рациональное природопользование с комплексным использованием всех полезностей и защитных функций леса.

В отличие от равнинных лесов, комплексный экологический мониторинг горных лесных экосистем имеет свои особенности как в концептуальном отношении, так и по методическим и организационным подходам.

По масштабам получения и обобщения информации о состоянии лесной растительности подразделяются уровни мониторинга: глобальный, региональный и локальный. Помимо этого, различают специализацию мониторинга по объектам наблюдений и его задачам. Обработка и анализ информации, полученной при различных уровнях и задачах мониторинга, всегда происходит с потерей ее надежности. Это особенно ощутимо при локальном мониторинге, когда наблюдения ведутся на ограниченной площади, в связи с чем информация должна обладать четко фиксируемыми естественными границами.

В горных условиях задачей экологического мониторинга является сбор и анализ объективной информации об изменениях биологических, геохимических и геофизических параметров лесных экосистем различного уровня. При этом должны быть применены методические особенности: комплексность мониторинга; количественная оценка (предпочтительно - в виде математических моделей) процессов, происходящих внутри экосистем;

длительность проведения мониторинга с целью изучения пространственно-временных изменений в моделях отдельных компонентов экосистем.

Для создания методики, сочетающейся с общепринятой методикой ЕЭК, и в то же время отражающей специфику горных регионов, основным является вопрос о принципах и критериях организации лесного мониторинга для горных лесов. Лесохозяйственная деятельность при этом рассматривается в аспекте непрерывного и неистощительного пользования лесными ресурсами.

В горных условиях в качестве объекта основным требованиям к проведению мониторинга исследований отвечает водосборный бассейн, который удобен определенностью и постоянством своих границ, а также устойчивой направленностью потоков вещества и энергии. На уровне локального мониторинга наиболее предпочтителен мониторинг водосбора минимальных размеров - элементарного водосбора. Локальный мониторинг включает несколько элементарных водосборов, что дает возможность в активном эксперименте выявить взаимное влияние составляющих экологических систем.

Комплексный экологический мониторинг в горных регионах следует проводить на различных иерархических уровнях, которых должно быть не менее трех. Основным признаком выделения уровней (рангов) служит площадь водосбора.

Первым уровнем является сравнительно однородный участок горного склона (выдел или группа выделов), для которых отсутствует ручьевой сток (вследствие малой концентрации почвенно-грунтовых вод) из-за небольшой площади - до 5-10 га.

Вторым уровнем является минимальный водосбор, входящий в гидрографическую сеть реки (приток 1-го порядка) - так называемый элементарный водосбор. Характерным признаком его следует считать четко сформированные геоморфологические признаки водосбора - его границы, склоны различной ориентации, русло водотока, а также наличие ручьевого постоянного или сезонного стока (в холодный период года); размеры его могут колебаться в различных природно-климатических зонах региона от нескольких десятков до нескольких сотен га; он может включать от 1 до 2-3 кварталов.

Третьим уровнем является водосбор реки, имеющей развитую речную сеть, устойчивый базисный сток, и впадающий в основные реки региона. Размеры таких бассейнов измеряются десятками и сотнями кв.км (т.е. сотнями и тыс.га). Характерными особенностями таких водосборов являются включения различных почвенноклиматических, геолого-геоморфологических лесорастительных условий, которые закономерно изменяются по длине горной реки.

Наиболее удобным для исследований является водосбор наименьшего притока реки - элементарный водосбор, представляющий собой достаточно однородную площадь в отношении геоморфологических, почвенных, геологических, климатических, гидрологических и лесорастительных условий, в связи с чем мониторинговые исследования на уровне элементарных водосборов должны включать лесоводственно-таксационные, теплобалансовые и водно-балансовые исследования на лесогидрологических стационарах.



На уровне речных водосборов, состоящих из нескольких сотен элементарных водосборов, локальный или региональный мониторинг должен дать ответ на вопрос, каким образом реагирует общая система (более высокого ранга) на изменение параметров среды в связи с рубками и другими хозяйственными мероприятиями на территории речной системы. Методической основой должен оставаться водный баланс всей речной системы в укрупненных показателях (во времени и по площади), а также интегральные характеристики лесной растительности на водосборах. Особенностями экосистем этого ранга является достаточно обширный спектр всех 3-х составляющих элементов - биотического, абиотического и антропогенного.

Система критериев для слежения за лесными экосистемами различного ранга Критериями мониторинга лесных экосистем разного ранга служат параметры, характеризующие отдельные объекты (элементы) внутри экосистем каждого ранга. Так, на уровне элементарных водосборов критериями служат: породный состав, таксационные характеристики насаждений и их продуктивность, распределение по крутизне, структура и состояние древостоев, а также параметры, характеризующие лесообразующие и почвообразующие процессы и динамику элементов водного и теплового балансов.

В связи с разноуровенностью объектов изучение влияния лесохозяйственной деятельности на гидрологический режим различными являются критерии гидрологического режима и модели его изменения.

На 1-ом уровне (уровне выдела) ввиду однородности лесорастительных условий имеется возможность учесть наибольшее количество критериев как биотической, так и абиотической группы факторов (динамики растительности и гидрологического режима).

Здесь целесообразно рассматривать влияние насаждений на изменение отдельных элементов водного баланса.

На 2-ом уровне таких критериев должно быть меньше, а гидрологические модели должны обладать меньшей сложностью.

На 3-ем уровне вследствие взаимного наложения процессов, имеющих противоположное влияние, а также из-за нивелирующего влияния самой площади, критерии гидрологического режима и состояния лесной растительности сводятся к минимуму (1-2 интегральных показателя). На уровне основных речных систем регионов в качестве интегрированных критериев лесных экосистем являются: лесистость бассейна; таксационные показатели структуры и строения насаждений на водосборе Рекомендуется система критериев мониторинга лесных экосистем, включающая характеристики продуктивности и биомассы насаждений, показатели воднобалансовых наблюдений (за осадками, режимом влажности почвы, твердым и жидким стоком), а также микроклиматические наблюдения.

Система критериев, характеризующих экологические системы различного ранга, имеет ранговость (иерархичность) как для разных экосистем, так и внутри каждой экосистемы.

Элементы организации мониторинга лесных экосистем По организации и объектам слежения комплексный экологический мониторинг также должен различаться - в его проведении должны участвовать организации производственные и научно-исследовательские (различные по своим задачам, объектам, методикам и аппаратному обеспечению).

На примере Северо-Западного Кавказа выполнены исследования элементов организации мониторинга лесных экосистем в постоянных репрезентативных пунктах разного уровня. В соответствии с лесорастительным районированием Северо-Западного Кавказа леса, которое включает Новороссийский, Архипо-Осиповский, Ново-Михайловский, Колхидский, Северо-Черкесский и Черкесский округа, намечены репрезентативные речные бассейны, характеризующие лесные экосистемы в основных лесных формациях региона.

Проектирование, а также построение и использование сети экологического мониторинга в горных условиях производится на базе концепции экологического мониторинга в горных регионах с применением ГИС-технологий. При этом обязательно применение к изучаемым экосистемам принципов системного подхода:

- выделение каждой экосистемы как самостоятельной единицы изучаемого ландшафта;

- разделение экосистемы на компоненты того или иного уровня;

- установление внутренних связей между компонентами и связей экосистемы с другими экосистемами, а также связей с абиотической составляющей (внешними атмосферными, геологическими и гидрологическими и др. условиями).

Для каждого горного региона важными предварительными условиями при организации сети мониторинга лесных экосистем являются:

- районирование региона по условиям произрастания (на базе лесорастительного или геоботанического районирования);

- определение для каждого выделенного района репрезентативного речного бассейна (или нескольких);

- в пределах каждого бассейна пункты постоянных наблюдений размещаются по экологическим профилям;

- желательно для каждой лесорастительной формации региона организация постоянных лесогидрологических стационаров с расширенной программой постоянных лесоводственных, почвенных, микроклиматических и гидрологических наблюдений. Стационары должны располагаться внутри репрезентативных водосборов и состоять из нескольких элементарных водосборов с ручьевым стоком.

В соответствии с лесорастительным районированием Северо-Западного Кавказа, намечены репрезентативные речные бассейны, характеризующие лесные экосистемы в основных лесных формациях региона и для которых осуществляется подбор и анализ баз таксационных данных.





Кроме того, в сеть экологического мониторинга включена существующая база в виде лесогидрологических стационаров и биоиндикаторной сети для наблюдения за лесными экосистемами в различных лесорастительных зонах региона. При этом система критериев мониторинга лесных экосистем включает характеристики продуктивности и биомассы насаждений и сопутствующей растительности, показатели гидрологических (воднобалансовых) наблюдений (за осадками, режимом влажности почвы, твердым и жидким стоком), а также микроклиматические, геохимические и почвенные характеристики. На экологических профилях состояние лесной растительности оценивается по лесотаксационным показателям, дехромации и дефолиации. На репрезентативных речных водосборах мониторинговое слежение за экологическими параметрами выполняется на базе укрупненных комплексных интегральных показателей лесистости, возрастной структуры насаждений и характеристик речного стока.

4.2. Особенности геоинформационных систем (ГИС) в лесном хозяйстве В основе концептуального решения лесного мониторинга должны учитываться:

- многоуровневость (ранговость) лесных сообществ, и как следствие (в соответствии с законом эмерджентности) – проявление на каждом более высоком уровне свойств системы, отличных от свойств систем более низкого ранга;

- цикличность в лесных сообществах, предполагающая восстановление лесных экосистем на основе сукцессиальных процессов;

- приложение (действие) в лесных сообществах статистических закономерностей - в связи со сложностью взаимодействия экологических факторов в системах, причем с увеличением ранга системы эти взаимодействия должны упрощаться.

Как правило, биологические уровни лесной растительности связаны с размерами занимаемого физического пространства (площади), определяемым уровнем сообщества (дерево, выдел, квартал, лесничество, лесхоз и т.д.), классификация по которым помогает хозяйственному выделению и управлению (менеджменту). Если эти площади будут привязаны к географически обоснованной схеме деления участков суши (земли), то появляется возможность комплексно решать многие хозяйственные задачи. Например, увязать задачи ведения лесного и водного пользования возможно на основе привязки квартальной сети к водосборам различного ранга.

С конца 70-х годов нашего столетия в мировой практике и науке стала усиленно развиваться технология по созданию систем для организации и хранения пространственных данных, получившая название «Географические информационные системы» (ГИС). Как только объем сведений, которые нужно хранить и быстро обрабатывать, достигает критического предела, люди придумывают информационные технологии. К их благородному семейству относятся и ГИС. Однако ГИС - это гораздо больше, чем карта, перенесенная на компьютер. Дело в том, что геинформационные системы хранят информацию о реальном мире в виде наборов тематических слоев, которые объединены по географическому признаку. Поэтому технология ГИС интегрирует в себе операции для работы с базами данных, средствами визуализации и географического анализа.

Одновременно с развитием технологии развиваются и области ее применения.

Учитывая многообразие областей применения ГИС - от высококачественной картографии до планирования землеустройства, управления природными ресурсами, оценки и планирования состояния окружающей среды и т.д. можно с полной определенностью утверждать, что именно ГИС обещает стать одной из наиболее обширных сфер применения новых информационных технологий для решения задач управления.

В первую очередь, это связано с тем, что ГИС позволяет рассматривать данные по анализируемым проблемам относительно их пространственных взаимоотношений, что позволяет проводить комплексную оценку ситуации и создает основу для принятия более точных и разумных решений в процессе управления. На сегодняшний день возможность использования ГИС сочетается с потребностью в них, следствием чего является быстрый рост их популярности.

Вместе с тем необходимо отчетливо себе представить, что ГИС - это не более, чем инструмент. Визуализируя данные в виде какой-то пространственной статистики, картографического изображения, можно добиться большей наглядности и понимания ситуации для экспертного анализа. ГИС не подменяет систему управления, поскольку эта система представляет из себя, прежде всего, движение информации и некоторые правила взаимодействия объектов, участвующих в ее сборе и обработке для принятия решений. Данные функции реализует другая технология - искусственного интеллекта.

Программной реализацией этой технологии являются экспертные системы (ЭС), основу которых составляет база знаний эксперта о предметной области и определенный механизм логического вывода. Однако, при интеграции ГИС и ЭС возможно получение информационной системы, самостоятельно осуществляющей первичный анализ текущей ситуации с использованием возможностей пространственного анализа геоинформационных технологий (ГИТ) и представляющей возможные альтернативы по достижению целевой ситуации. Развитие подобных систем, по видимому, будет определять дальнейшее развитие геоинформационных технологий, поскольку уже сейчас помимо традиционных функций визуализации пространственных данных и выполнения операций над ними создаются ГИС, в основном ведомственные, позволяющие проводить имитационное моделирование в конкретной предметной области использования.

Pages:     | 1 |   ...   | 32 | 33 || 35 | 36 |   ...   | 45 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.