Мониторинг растительного покрова: состояние проблемы, основные понятия и элементы теории. Мониторинг растений

Мониторинг растительного покрова

botsad.ru

Мониторинг состояния растительности и животного мира в составе комплексного экомониторинга

К настоящему времени не разработаны общепринятые принципы организа­ции экологического мониторинга для растительного и животного мира. Поэто­му при организации наблюдений за состоянием растительности принято исхо­дить из ее функционального назначения. Эти функции подразделяются на природоохранные, природообразующие, природостабилизирующие, природозащитные, природоресурсные и функции общего типа. В свою очередь, ука­занные типы функций детализируются по подтипам объектов растительного и животного мира, а также по более мелким иерархическим единицам, которые в зависимости от функционального назначения, видового состава и численно­сти могут становиться объектами мониторинга, как и другие компоненты ОС. Организация системы мониторинга за фито- и зооценозами прежде всего име­ет комплексный характер.

Назначение системы комплексного экологического мониторинга - наблюдение за всем комплексом изменений в состоянии и тенденциях изменения ОС, а также предупреждение о возможных катастрофических явлениях. Этим оп­ределяются основные принципы, на которых должен быть построен комплекс­ный экологический мониторинг. Первый принцип - необходимость обработки используемой информации в реальном времени, т.е. непосредственно после ее сбора, с принятием управляющих решений (в том числе и о сборе следующей информации) на основе полученных данных.

Вторым важнейшим принципом при организации наблюдений является комплексность при приоритетности интегральных оценок. Оценка состояния эко­систем проводится на основе определенного набора критериев - интегральных критериев структурно-функционального состояния системы. Этот прин­цип положен в основу организации системы биологического мониторинга.

Под биологическим мониторингом понимают систему слежения за состоя­нием ОС через посредство биологических объектов [42]. При этом естествен­ные биологические объекты реагируют на изменение комплекса параметров ОС изменениями, происходящими на разных уровнях организации живой ма­терии - от молекулярного до уровня популяций и сообществ. Характер воздей­ствия может быть различным по продолжительности и интенсивности. Биологические объекты накапливают информацию об изменениях в ОС и реагируют на них за определенный промежуток времени.

Эти особенности биологических систем определяют специфику организа­ции системы биомониторинга на месторождениях, в частности выбор биоиндикаторов и режим наблюдений. Преимущество биомониторинга заключается в том, что он позволяет оценить последствия прежних воздействий на компо­ненты ОС. Кроме того, методы биомониторинга при правильной организации эффективны с экономической точки зрения и не требуют больших затрат на приобретение аппаратуры, а необходимая информация может быть получена достаточно просто и оперативно.

Проведение биомониторинга должно базироваться на принципе непрерывности интегральной оценки состояния ОС как в пространстве, так и во времени.

Для того чтобы система мониторинга была эффективной, необходимо выполнять условие минимума затрат. Для этого должно соблюдаться условие на­правленности мониторинга: в случае оценки состояния ОС как неудовлетво­рительного требуется направленное расширение программы мониторинга для установления причин и масштабов воздействия. При этом в работу должны быть включены подсистемы сбора и обработки частной информации (биоло­гической, химической, физической). После того как отработали эти системы и принято управленческое решение на основе информации, полученной от них, управленческое решение реализуется. В случае нормализации состояния ОС дополнительные подсистемы снова переходят в ожидающий режим.

Управление системой мониторинга базируется на принципе единого, унифицированного предоставления информации [42]. В целом же эффективная си­стема экологического мониторинга должна базироваться на принципе управле­ния на основе анализа потока событий: регистрируются и обрабатываются события (постоянно поступающие данные о состоянии ОС).

Структура комплексного экологического мониторинга на нефтяном месторождении включает следующие подпрограммы: семенные растения, мхи, лихеноиндикация, микологическая проба, наземные позвоночные, наземные бес­позвоночные, планктонная проба, бентосная проба, ихтиологическая проба, визуальная оценка загрязнения.

Выбор объектов биологического мониторинга проводят с учетом возможных типов воздействия (кратковременный залповый выброс, постоянные или переменные утечки нефти, нефтепродуктов, растворов солей, пожары) и типов реакции биологических систем на эти воздействия (гибель организ­мов, быстрые и значительные отклонения проявлений жизнедеятельности от нормы, "накопление" воздействий с последующим отложенным проявлени­ем реакции).

Индикаторы в биологическом мониторинге принято разделять на две груп­пы: чувствительные ("индикаторы активного мониторинга "), которые исполь­зуются для наблюдений в живой природе; индикаторы аккумуляции, которые позволяют характеризовать химический состав ОС.

В качестве объектов биологического мониторинга могут быть использова­ны организмы с разными диапазонами толерантности (устойчивости к воздействиям). В зависимости от диапазона толерантности организмов изменяется видовой состав экосистемы: при незначительной устойчивости организмов в случае негативного воздействия численность их сокращается, при этом чис­ленность видов с большей толерантностью увеличивается.

Объекты биомониторинга выбираются на разных уровнях организации жи­вой материи (биохимический и физиологический, морфологический и поведенческий, популяционный, экосистемный). При этом объекты низших уров­ней используют в качестве специфических индикаторов, а более высоких уровней - как неспецифические. При выборе объектов должны выполняться требования: относительная быстрота сбора информации, получение достовер­ных и воспроизводимых результатов. Кроме того, объекты должны находиться в достаточном количестве, иметь однородные свойства, а погрешность получаемой информации должна быть незначительной.

Выбор объектов-индикаторов основывается на анализе структурных и функциональных признаков. Структурные признаки: число видов растений и жи­вотных (либо абсолютное на учетных площадях и маршрутах, либо относи­тельное в локальных флорах и фаунах), биомасса (относительная, на единицу площади или объема для фитопланктона), представительность и частота встре­чаемости в разных биоценозах. К функциональным признакам относят дина­мику накопления токсикантов, время жизни, биопродуктивность. Должны быть выбраны звенья трофической цепи, наиболее чувствительные к изменениям концентраций ЗВ. При выборе индикаторов предпочтение отдается организ­мам, способным реагировать на изменение концентрации ЗВ.

Для биологических индикаторов накопления важнейшим фактором являет­ся время жизни и период, в течение которого они находятся в данной среде: предпочтение отдается организмам с более короткой продолжительностью жизни (следовательно, с более интенсивно протекающими обменными процесса­ми и менее длительным периодом накопления). К таким индикаторам относят­ся однолетние травы, грибы, мхи, отдельные виды насекомых, их личинки, моллюски. Кроме того, могут анализироваться отдельные ткани и органы птиц и млекопитающих (перья птиц, волосы млекопитающих). Виды со значитель­ным временем жизни могут использоваться в качестве биоиндикаторов при необходимости оценки длительных воздействий. Возможен также контроль состояния биологических объектов, находящихся на определенной стадии раз­вития (например, личинки), или в течение определенного сезона (для мигри­рующих животных).

Требования к организмам-биоиндикаторам. В целом к биоиндикаторам предъявляются следующие требования [42]:

- доступность на большом спектре местообитаний на протяжении всего года;

- нахождение на небольшой территории и отсутствие способности к сильной миграции;

- питание в загрязненной системе и высокий уровень метаболизма;

- быстрое чередование генераций;

- легкое выведение в лабораторных условиях (для проведения контроля).

Так, для биомониторинговых исследований очень удобно ценологическое изучение почвенной фауны.

Мониторинг растительного покрова и животного мира, как правило, вклю­чает наблюдения за структурными признаками на тест-полигонах и ключевых участках. Количество участков, их расположение и размеры зависят от степени и вида техногенных нарушений, ландшафтно-видового разнообразия, а также от непосредственных задач мониторинга.

Несколько участков располагают на территории, занятой ненарушенной растительностью, они должны находиться на значительном удалении от нефте­промыслов. Функция таких тест-полигонов состоит в том, что их рассматрива­ют в качестве эталонов по отношению к участкам, расположенным в зоне влияния. На эталонных тест-полигонах проводятся оценки проективного по­крытия растений, их видового разнообразия, сезонных и многолетних вариа­ций структурно-функциональных признаков. Аналогичные наблюдения про­водятся и за животным миром. Постоянство видового состава, встречаемости, обилие видов свидетельствуют об устойчивости фитоценозов и фауны.

Производится отбор проб растительного сырья и почв для анализа химического состава. Наиболее часто определяют содержание тяжелых металлов и полиароматических соединений. На основании полученных данных для раз­личных видов растительности и почв рассчитывают фоновые значения и транс­локационные показатели. По отношению к полученным на тест-полигонах дан­ным рассчитывают степень угнетения, загрязнения, динамику накопления токсикантов и другие функционально-структурные признаки.

При отсутствии фоновых данных мониторинг растительного и животного мира, а также прогнозирование динамики поведения отдельных видов значительно усложняются. Поэтому вопрос о выборе местоположения для обуст­ройства фонового тест-объекта не всегда решается просто. На региональном уровне в качестве таких участков могут быть использованы данные биосфер­ных заповедников и других ООПТ.

Ключевые участки (или отдельные площадки) на начальных стадиях освоения месторождений выбираются в районах предполагаемого размещения первоочередных площадных объектов (автодорог, вертолетных площадок, баз, поселков, кустовых оснований, будущих внутри- и межпромысловых продуктопроводов и др.), где следует ожидать наиболее интенсивной техногенной нагрузки. При выборе этих участков необходимо соблюдать принцип репрезентативности, т.е. они должны быть типичны для окружающей местности в ландшафтно-морфологическом отношении.

Для выбора эталонных и техногенных участков проводят маршрутные исследования с привлечением необходимой имеющейся картографической и дру­гой информации. Направление маршрутных ходов должно пересекать наибо­лее типичные элементы форм ландшафтов с выходом за предполагаемые контуры горного отвода месторождения и возможной зоны его влияния.

Похожие статьи:

poznayka.org

Smart Grow Monitor 2.0 :: Мониторинг растений

Области применения Smart Grow Monitor очень разнообразны и ограничиваются лишь Вашей фантазией!

Терминал сбора данных имеет компактные размеры и может быть установлен в любом доступном месте.

Современный 32-битный процессор системы мониторинга защищен от "зависаний", имеет встроенное автотестирование и автоматическое определение подключенных датчиков.

Система мониторинга использует GSM-канал только в моменты выгрузки данных, остальное время модем проводит в режиме сна и экономит заряд батареи для продолжительного автономного мониторинга.

Программное обеспечение модуля мониторинга производит самодиагностику внешних датчиков, а серверная аналитическая часть позволяет дублировать датчики и использовать усредненные показания в тех случаях, когда это необходимо.

Специальный алгоритм работы с датчиками влажности почвы или субстрата позволяет избежать окисления контактов даже на дешевых китайских датчиках.

Система мониторинга Smart Grow имеет большое количество портов чтения данных, которые позволяют осуществлять мониторинг нескольких независимых зон.

Подключив систему Smart Grow Monitor один раз Вы всегда будете знать, есть ли на объекте мониторинга питание 220В и работает ли периферийное оборудование.

Легкая интеграция модуля в любые современные системы управления микроклиматом, системы полива и растворные узлы.

Возможна поставка системы мониторинга Smart Grow Monitor с модулем WiFi для выгрузки данных через WiFi-роутер без использования SIM-карты.

Возможна адаптация модуля Smart Grow Monitor или разработка индивидуальной системы мониторинга под Ваши требования.

Доставка системы мониторинга Smart Grow Monitor транспортными компаниями или почтой.

grow-monitor.ru

Мониторинг растительного и животного мира

Мониторинг растительного и животного мира

Мониторинг растительного и животного мира включает в себя наблюдение за биологическим состоянием планеты. Таким образом система экологического мониторинга в комплексе основывается на тщательном наблюдении за состоянием флоры и фауны. Данная система предусматривает следующие программы: наблюдение за семенными растениями, за наземными межпозвоночными, а также за животными и растениями, которые занесены в Красную Книгу.

Мониторинговая система флоры и фауны также включает в себя проведении микробиологических, ихтиологических, планктонных проб, с целью проведения визуальной оценки степени загрязнения.

Объекты мониторинга растительного и животного мира

Объектами наблюдения являются участки растительного покрова, находящиеся вдали от зон промышленных и техногенных загрязнений, а также фрагменты, взятые из заповедников. Выбор объектов для дальнейшего исследования проводят, учитывая все типы негативного воздействия (выбросы промышленных отходов, техногенных веществ, нефтепродуктов, газов, а также масштабных пожаров).

Объекты для наблюдения отбираются также с учетом типов биологических реакций, таких как массовая гибель определенного вида животных или растений и значительные отклонения от нормы их жизнедеятельности. Немаловажную роль в отборе играют проявления, которые имеют накопительных характер и их реакция проявляется через некоторое время.

Существуют индикаторы биологического мониторинга с разной чувствительностью:

• Сверхчувствительные, используемые для наблюдений в живой природе.
• Аккумуляционные, используемые для определения характера химического состава окружающей среды.

На основе применения вышеприведенных индикационных показателей в мониторинге растительного и животного мира используются объекты с различным диапазоном толерантности. Их выбор базируется на анализе структурных и функциональных показателей.

К структурным принадлежат: количество видов растений и животных, включая исчезающие виды, а также их относительное и абсолютное число на конкретных площадях. К функциональным показателям относятся: продолжительность жизни растений и животных, динамика накопления загрязнений, степень влияния пагубных факторов, биологическая продуктивность.

Как осуществляется мониторинг растительного и животного мира

Мониторинга состояния флоры и фауны осуществляется в АНО «Центре Экологических Экспертиз». Он включает в себя непрерывное наблюдение за состоянием растительного покрова и животного мира, с целью получения информации для дальнейшего анализа и оценки. Для определения химического состава выделенных территорий проводится отбор образцов растений и почв. Чаще всего выявляют содержание тяжелых металлов и других химических соединений, а также рассчитывают локационные значения и фоновые показатели.

ekoex.ru

Мониторинг растительного мира | Центр Экологических Экспертиз

Мониторинг растительного мира

На сегодняшний день не существует четких общепринятых принципов организации мониторинга растительного мира. Поэтому, исходя из функциональных назначений, была разработана система наблюдений за экологическим состоянием нашей Земли, в частности за флорой и фауной. Основное направление мониторинга ― охрана растений на Земле. Его объектами являются иерархические единицы и компоненты окружающей среды. Организация наблюдений носит комплексный характер. Детальней изучить систему мониторинга можно в АНО «Центре Экологических экспертиз».

Принципы мониторинга растительного мира

Назначение комплексной системы мониторинга заключается в наблюдении за состоянием растений, а также за его изменениями, с целью предупреждения катастрофических явлений. Таким образом, мониторинговая система наблюдений базируется на таких принципах:

• Необходимость анализа полученной информации в процессе исследования, с целью принятия решения.
• Комплексность и объективность оценки анализируемой информации. Она проводится на основе структурно-функционального состояния экосистемы в целом. Данный принцип также входит в систему комплексного биологического мониторинга (система наблюдений за изменениями состояния биологических объектов).
• Непрерывность оценки состояния флоры во временном и пространственном измерении.

• Эффективность наблюдений. Проявляется в соблюдении необходимых условий, которые заключаются в минимальных затратах при сборе и обработки информации, касаемо биологического, физического и химического состояния окружающей среды.
• Унифицированное представление полученных данных. Вся информация, собранная в ходе исследований и наблюдений должна представляться населению в понятной и достоверной форме.
• Управление состоянием экологической системы на базе анализа потока событий. То есть информация начинает обрабатываться сразу же после её поступления.

Необходимость в проведении мониторинга растительного мира

Система наблюдений за состоянием растительного покрова планеты включает слежение за структурными признаками на ключевых территориях. Их расположение и количество зависит от степени ландшафтного и техногенного разрушения и непосредственно от функций мониторинга растительного мира. Исследуемые территории растительного покрова должны располагаться вдали от производственных предприятий и нефтепромыслов. Соблюдение данного условия важно для достоверности полученных данных в процессе наблюдения и объективности оценки состояния растительного мира.

Целью данных наблюдений, осуществляемых на отдаленных территориях, является рассмотрение их в качестве эталонов по отношению к территориям, расположенным вблизи объектов техногенного воздействия. На выделенных территориях проводится анализ и оценка растительного покрова, необходимая для разработки мероприятий по защите растений на планете.

ekoex.ru

Мониторинг растительного покрова

Количество просмотров публикации Мониторинг растительного покрова - 347

Под мониторингом растительного покрова (РП), или ботаническим мониторингом (БМ) принято пониматьспециальное долгое слежение за его состоянием (флорой и растительностью) на постоянных пробных площадях и ключевых участках. БМ - ϶ᴛᴏ один из главных методов изучения динамики растительного покрова под воздействием естественных и антропогенных факторов. К сожалению, из-за трудоемкости БМ, до сих пор основным методом изучения динамики РП является метод трансформации пространственных рядов во временные. В этом случае подбираются пробные площади с растительным покровом, находящимся на разной стадии восстановления, затем эти площади выстраиваются в гипотетический ряд последовательных смен, и данный ряд интерпретируется как временной ряд изменения растительного покрова в одном месте, - ᴛ.ᴇ. на одной пробной площади. Превалирование этого метода над длительным мониторингом стало причиной создания ряда "геоботанических мифов" и теоретических заблуждений. К числу таких мифов принадлежит, к примеру, учение о климаксовой растительности.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, БМ следует рассматривать только как метод изучения динамики растительного покрова, его флоры и растительности, и не более. В отличие от метода трансформации пространственных рядов во временные, БМ позволяет выявлять и изучать не только демутационные смены в РП, но и необратимые изменения. Именно пренебрежение методом БМ привело геоботаников к переоценке роли сукцессионных процессов над необратимыми изменениями. Описательный и классификационный этап развития ботаники, по сравнению с такими науками, как физика и химия, несколько затянулся. Но это и неудивительно, так как ботаникам приходится иметь дело с таким разнообразием объектов, явлений и процессов, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ на несколько порядков выше, чем разнообразие в точных науках.

Изучение процессов, а именно изучение трансформации сложных многокомпонентных систем, какими являются экосистемы и растительные сообщества, - это следующий этап развития ботаники и зоологии. На первом этапе развития ботаники и геоботаники в т.ч. преобладало выделœение объектов и явлений, их распознавание, детальное описание и классификация. На всœе это в геоботанике ушло около 200 лет. Да и сегодня описательно-классификационный этап в наших науках всœе еще в самом разгаре. Особенно в Сибири и на Дальнем Востоке, где всœе еще немало серых и даже ʼʼбелыхʼʼ флористических и геоботанических пятен. При этом, пора переходить ко второму этапу - изучению динамикифлоры и растительности, так как нерешенность именно этих проблем тормозит развитие общей и прикладной экологии.

Сукцессия растительности - ϶ᴛᴏ последовательный ряд смены серийных растительных сообществ на конкретном местообитании после выведения конкретной экосистемы из состояния динамического равновесия. В результате сукцессии на конкретном местообитании восстанавливается исходное растительное сообщество, называемое геоботаниками климаксовым, или коренным. Коренное сообщество растений устойчиво и в данных климатических условиях не изменяется. При этом конкретная экосистема возвращается в свое исходное состояние и пребывает в нем до тех пор, пока не изменятся климат, рельеф, гидрологический режим, пока не пройдет пожар, или не случится какая то другая катастрофа. Начнется новая сукцессия, которая либо приведет к восстановлению исходного растительного сообщества, либо нет.

В случае если прошел пожар, лес вырубили, луг или степь распахали и потом забросили, то скорее всœего, сукцессия завершится восстановлением исходного коренного сообщества. При этом, в случае если изменился климат, понизился или повысился уровень грунтовых вод, сообщество растений, выведенное из состояния равновесия, в процессе сукцессии не восстановится. Ряд сукцессионных смен пройдет, но завершится эта серия новым сообществом, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ также будет находиться в состоянии относительного равновесия с внешней средой, – оно будет коренным, но иным, чем исходное коренное сообщество. В одном из своих докладов я пытался обосновать идею о том, что в современных условиях в районах с неустойчивым муссонным климатом коренные сообщества вообще не успевают сформироваться. Существенные для растительности подвижки климата происходят быстрее, чем длится сукцессионный ряд. В этом случае растительный покров на значительных площадях находится в перманентно неравновесном состоянии.

Мне представлялось тогда, что в континœентальных районах с устойчивым климатом коренные растительные сообщества в ходе сукцессий успевают восстанавливаться. Одним из таких районов должно быть Южное Забайкалье, в т.ч. Сохондинский биосферный заповедник. Но мониторинг растительного покрова на постоянных пробных площадях, заложенных нами в 1982-84 гᴦ. и переописанных в 2000-02 гᴦ., показал, что и здесь нарушенная коренная растительность не успевает восстанавливаться. Климат в Даурии изменяется быстрее, чем заканчивается сукцессионный процесс. Следовательно, по крайней мере, в современную климатическую эпоху коренная растительность сформироваться не успевает, и в растительном покрове преобладают серийные сообщества. У многих такой вывод вызовет усмешку, настолько мы уверовали в догмат о климаксовой растительности.

Доказать, или опровергнуть вывод о невозможности климаксовой (и коренной тоже) растительности в современную эпоху можно только путем длительного мониторинга растительного покрова на постоянных пробных площадях. Но вот этой-то информации в современной геоботанике как раз и не хватает. Геоботаниками за полтораста лет были составлены сотни тысяч геоботанических описаний, но почти всœе они были разовыми и не предполагали ревизии - повтора через определœенные промежутки времени. Для типизации и классификации растительности этих разовых описаний было достаточно, на этом материале писались сводки, диссертации, создавались теории, в т.ч. и теории о динамике растительности. Закладывать и описывать постоянные пробные площади пытались на стационарах, в заповедниках. Их маркировали на местности, заводили паспорта͵ даже 2-3 раза переописывали. Но старел исследователь, заложивший постоянные пробные площади, уезжал, умирал, начиналась война, приходили новые сотрудники с иными интересами, и постоянные пробные площади забрасывались, терялись. Когда через 30-40 лет в данный район приходил сотрудник, заинтересованный в мониторинге растительности, то он не мог отыскать заброшенные площади и был вынужден закладывать новые.

Много постоянных пробных площадей закладывалось при лесоустройствах. Древостои на некоторые из них характеризовались весьма подробно: деревья нумеровались, измерялись, наносились на план, учитывались возобновление и подрост, но остальные ярусы растительности характеризовались поверхностно, небрежно. Флора на этих площадях выявлялась едва на 10-20%, так как специалистов флористов в таких экспедициях не было. Да и трудно себе представить, чтобы в лесоустроительной экспедиции, базирующейся в Минске, были флористы, ориентирующиеся в биоразнообразии растительного покрова и Белоруссии, и Северного Кавказа, и Южной Сибири, и Дальнего Востока. А работать сотрудникам каждой лесоустроительной экспедиции приходилось во всœех районах Советского Союза. Завышенные нормативы для сотрудников лесоустроительных экспедиций и слабый контроль за их работой нередко приводили к откровенной халтуре. Мне и моим коллегам, пытавшимся провести ревизию постоянных пробных площадей, заложенных лесоустроителями в заповедниках, нередко приходилось сталкиваться с такой халтурой.

Работа по закладке, описанию и периодической ревизии постоянных пробных площадей даже в заповедниках не является обязательной и ведется от случая к случаю. Ей не придается особого значения, она слабо контролируется как руководством заповедников, так и органами, контролирующими работу заповедников. Отсутствует единая утвержденная и обязательная методика. Штаты научных отделов даже в биосферных заповедниках не имеют жесткого перечня обязательных специальностей. На вакансию геоботаника могут принять гидробиолога, а на вакансию почвоведа - энтомолога и т.д. В ряде заповедников специалистов геоботаников и лесоведов в штате вообще нет. Директора заповедников и их заместители не несут никакой ответственности за потерю постоянных пробных площадей, за то, что в их заповедниках не ведется мониторинг растительности. Хотя именно мониторинг растительного и животного мира должен быть главной научной задачей заповедников. Исследования в области систематики растений и животных, физиологии, поведения, биохимии - ϶ᴛᴏ задача академической науки, хотя нередко научные сотрудники заповедников пытаются описывать новые для науки виды, выделять биологически активные вещества. На мой взгляд, неоправданно много внимания ботаниками в заповедниках уделяется изучению редких видов в ущерб исследованиям в области мониторинга флоры и растительности на постоянных пробных площадях. Инвентаризация флоры, лихенобиоты и микобиоты для большинства заповедников - непосильная задача, собственными научными силами они ее выполнить не могут. Для этого заповедники должны приглашать ученых из академических институтов и университетов. Но вести мониторинг в рамках обязательной программы минимум заповедники должны собственными силами.

Мониторинг растительного покрова должен проводиться на разных уровнях в соответствии с хорологической (пространственной) дифференциацией биосферных систем. Это должна быть уровень ландшафтного геоботанического района, уровень мезокомбинации растительного покрова, уровень микрокомбинации и растительного сообщества, или контурфитоценоза. В случае если мы намереваемся вести мониторинг растительного покрова геоботанического района, то нам следует заложить постоянные пробные площади во всœех типах мезокомбинаций и контурфитоценозов, характерных для этого района. С помощью одной пробной площади размером 1 га проводить мониторинг растительного покрова заповедника невозможно. Для этого для равнинного геоботанического района крайне важно заложить не менее 10-12 постоянных пробных площадей размером 1 га, а для горного района - не менее 30-40. Именно к такому выводу пришло большинство исследователœей, работавших в разных регионах северной Евразии.

Мониторинг растительных сообществ - ϶ᴛᴏ мониторинг одного из компонентов локальной экосистемы. Он должен учитывать характерное время или хроноинтервал этой экосистемы. Хроноинтервал - ϶ᴛᴏ время, крайне важно е для возвращения данной экосистемы в равновесное состояние после отклонения от него. Иными словами, хроноинтервал - ϶ᴛᴏ время релаксации экосистемы. Для колебательных систем хроноинтервал - ϶ᴛᴏ время полного периода колебания. Для большинства лесных экосистем ранга мезокомбинации растительного покрова хроноинтервал составляет 150-200 лет, для степных экосистем – 50-100 лет, для луговых – 20-30 лет. Но для экосистемы целого геоботанического района (элементарная биосферная система) хроноинтервал имеет размер 1500-2000 лет (Миркин, 1985; Галанин, 1993, 2000). Для биосферной системы еще более высокого ранга (физико-географической области) хроноинтервал составляет время порядка 10000-20000 лет. Считается, что хроноинтервал биосферы в целом свыше 100000 лет.

Исследования последних 30-40 лет показали, что для изменений климата характерна цикличность. При этом существует не один, а несколько циклов с разными периодами, где короткие циклы накладываются на более длительные. Хорошо доказан и обоснован 11-ти летний цикл колебаний климата͵ который связывают с колебаниями солнечной активности. Многие авторы указывают на наличие в природе 90-100 летнего цикла. Некоторые исследователи считают, что еще существует 600-700 летний цикл, отражающийся в биосфере, в т.ч. и в растительном покрове. В случае если мы сравним длительность этих циклов с характерным временем экосистем разного ранга, то увидим, что эти хроноинтервалы меньше, чем длительность одного цикла. Следовательно, растительность, выводимая из равновесия периодическими изменениями климата͵ никак не может восстановиться полностью. Пока она восстанавливается, наступает новый цикл, равновесие сдвигается, и снова идет сукцессия.

В условиях перманентных колебательных изменений климата в растительном покрове выработался специальный механизм, который позволяет экосистеме быстро перестраиваться, изменяя состав видов доминантов. В случае если мы проанализируем видовой состав растительного сообщества, то увидим, что в нем уживаются виды самого разного склада, имеющие разные пределы экологической толерантности. В одной части климатического цикла на данном участке доминируют одни виды, а в другой части активизируются другие виды, а бывшие доминанты переходят в разряд сопутствующих. Такими парами в лесах среднего Сихотэ-Алиня, к примеру, являются дуб монгольский и лиственница даурская, кедр корейский и ель аянская, а в лесах Хэнтей-Чикойского нагорья в Даурии – кедр корейский и лиственница даурская, сосна обыкновенная и лиственница даурская.

При анализе изменений растительного покрова исследователь всœегда должен задаваться вопросом отермодинамической направленностиэтих изменений. Одни изменения приводят к росту энтропии открытой системы, а другие, напротив, к ее снижению. В первом случае экологическая система движется к состоянию равновесия со средой обитания, а во втором удаляется от него. При катастрофических изменениях энтропия экосистемы увеличивается, а при сукцессионных снижается. Как исследователь может определить термодинамическую направленность изменения экосистемы и растительности как ее части? Ответить на данный вопрос можно только анализируя динамику биоразнообразиярастительного сообщества. В случае если биоразнообразие экосистемы в ходе ее изменения снижается, следовательно, экосистема деградирует, энтропия ее возрастает. Напротив, в случае если биоразнообразие экосистемы увеличивается, - энтропия ее снижается, и система развивается.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, важной для мониторинга растительности является оценка биоразнообразия растительных сообществ. Проблема эта не так проста͵ как это представляется сегодня большинству исследователœей. Чаще всœего биоразнообразие отождествляется с числом видов, числом родов и семейств. При этом вряд ли кто скажет, когда разнообразие выше, когда в сообществе 20 видов одного рода, или когда в нем 5 видов, но из 2 разных родов. А когда в сообществе только 2 вида, но из 2 разных семейств, это больше, или меньше? По-моему, эту задачу пока даже и не пытались решать.

Но задача должна быть осложнена, в случае если мы станем рассматривать не таксоны, а экобиоморфы растений. Порой таксономически близкие виды растений принадлежат к совершенно разным экобиоморфам и, напротив - таксономически несходные виды растений имеют сходные экобиморфы. Примеров этого можно привести множество. Геоботаники знают, что биоморфологическое разнообразие чаще всœего не совпадает с таксономическим. Но именно биоморфологическое разнообразие является более важным с точки зрения функциональной структуры растительного покрова. Классификация растительности по доминантным видам и экобиоморфам растений никак не должна быть заменена флористической классификацией растительности. Поголовное увлечение только флористической классификацией, несомненно, пагубно скажется на развитии теории мониторинга растительности. Я считаю, что, описывая растительность постоянных пробных площадей, следует очень скрупулезно описывать и учитывать вертикальную надземную и подземную ярусность, фенологическую неоднородность, способы возобновления ценопопуляций растений, способы перенесения растениями неблагоприятных условий и другие биоморфологические особенности.

Наши исследования последних лет показали, что биологическое разнообразие экосистем и сообществ может увеличиваться за счёт дифференциации в ценопопуляции особей одного вида, а также за счёт формирования особых ценотических неоднородностей, обусловленных взаимодействием особей друг с другом. К этим выводам мы пришли, изучая растительность на постоянных пробных площадях в заповедниках и стационарах, ᴛ.ᴇ. проводя мониторинᴦ.

При мониторинге растительности следует выявлять ведущие факторы, вызывающие периодические изменения конкретных растительных сообществ. К примеру, при потеплении и явной аридизации климата в Даурии за последние 30 лет, в некоторых экосистемах верхнего лесного пояса в поймах рек влажность почвы резко возросла за счёт более интенсивной оттайки многолетней мерзлоты в гольцовом и подгольцовом поясах. В альпийском поясе Хентея в результате такого потепления многие относительно теплолюбивые виды стали деградировать, так как снегу стало выпадать меньше, и снеговое укрытие в местах перегибов склонов, где перезимовывали эти растения, стало незначительным. Стали гибнуть кусты кедрового стланика, сокращаться ценопопуляции пихты сибирской. При климатических пертурбациях растительность на разных местообитаниях изменяется с разной скоростью и не синхронно. В этом отношении локальная флора не может рассматриваться как система.

Высказанные здесь соображения для многих покажутся дискуссионными. В случае если это так, то с поставленной целью я справился вполне удовлетворительно.

referatwork.ru

Мониторинг за состоянием растений

Количество просмотров публикации Мониторинг за состоянием растений - 96

Одним из базовых блок-компонентов агроэкосистем являются растения. В процессе агроэкологического мониторинга фиксируют не только количество и качество урожая в конце вегетации, но данные по всœем динамическим показателям его формирования (накопление биомассы; формирование листовой поверхности для последующего расчета использования фотосинтетического потенциала, развитие ассимиляционной поверхности листьев; изменение структуры агрофитоценоза и его оптико-биологическая характеристика с оценкой КПД использования лучистой энергии; закладка и реализация элементов продуктивности растений).

Проведение таких наблюдений позволит уточнить сроки агротехнических и агрохимических мероприятий, контролировать развитие процессов формирования урожая. Зная оптимальные параметры отдельных элементов, можно регулировать их.

При интенсивных технологиях возделывания зерновых культур для целœесообразного внедрения различных агротехнических мероприятий, направленных на увеличение урожайности, важен учет не только фаз, но и этапов развития растений.

Для характеристики фотосинтетической деятельности растений оперируют площадью листовой поверхности, которую можно измерять с помощью фитопланиметра или рассчитывать по формуле

S= LDK,

где L - длина листьев; D - ширина листьев; К- постоянный поправочный коэффициент, равный для пшеницы и ячменя 0,67; для кукурузы 0,75.

Площадь листьев определяют в те же периоды, что и биомассу растений. По полученным данным строят кривые нарастания площади листьев в онтогенезе.

Морфофизиологический метод контроля позволяет в течение онтогенеза наблюдать за формированием базовых элементов продуктивности, оценивать фото- и биосинтетическую активность посœевов. Метод позволяет не только грамотно определять сроки агроэкологических мероприятий, но и объективно оценивать потенциальные возможности растений и степень реализации этих возможностей в зависимости как от применяемой системы удобрений, так и от абиотических факторов.

Выращивание экологически безопасной продукции в условиях накопления тяжелых металлов в почве требует изучения баланса их в целом, а также его расходных статей (вымывание фильтрующимися и поверхностными водами, вынос растениями и др.).Процессы накопления тяжелых металлов в почве, их подвижность и вертикальная миграция по профилю изучены пока недостаточно. По этой причине наряду с исследованиями миграции биогенных элементов из почвы с фильтрующимися водами крайне важно изучать миграцию тяжелых металлов (Cd, Zn, Pb, Cr, Cu, Ni и др.) и факторы, влияющие на данный процесс (тип почвы и гранулометрический состав, содержание органического вещества, физико-химические свойства, известкование, применение минœеральных и органических удобрений).[1]

referatwork.ru

Смотрите также

• 
  Маклюра растения
• 
  Растения маклюра
• 
  С3 растение
• 
  Цепляющиеся растения
• 
  Тетра растения
• 
  Растения тетра
• 
  Дубок растение
• 
  Мина растение
• 
  Спаржевые растения
• 
  Брахея растение
• 
  Растение амбулия