Биогеографические карты средство для сохранения и рационального использования природных ресурсов

УДК 528.9:574 О.Н. Николаева СГГ А, Новосибирск

БИОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ - СРЕДСТВО ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

В статье обосновывается роль биоразнообразия как показателя нарушенности окружающей среды в результате антропогенной деятельности. Охарактеризовано средство наглядного представления информации о биоразнообразии - биогеографические карты; изложены сведения об их назначении, тематическом содержании, практическом использовании. Приведены примеры конкретных картографических произведений биогеографической тематики.

O.N. Nikolayeva SSGA, Novosibirsk

BIOGEOGRAPHICAL MAPS AS A MEANS OF NATURAL RESOURCES RATIONAL MANGEMENT AND PRESERVATION

The article substantiates the role of biodiversity as an indicator of environment disturbance resulting from the anthropogenic activities. Biogeographical maps are characterized as a means for vivid representation of the information on biodiversity. The maps purpose, thematic contents and practical application are described. The examples of specific biogeographic maps are given.

В наши дни антропогенное воздействие на окружающую среду носит практически общебиосферный характер, что проявляется в повсеместном (включая северный и южный полюса) распространении некоторых загрязняющих веществ, и в росте количества «очагов» вторжения человека в доселе нетронутую природу. В сложившихся условиях становится очевидной необходимость контроля современного состояния биосферы повсеместно, а не только в зонах антропогенного воздействия. Одним из важных параметров, позволяющим оценить состояние и нарушенность экосистем, является оценка биологического разнообразия (биоразнообразия). Понятие биоразнообразия охватывает разнообразие мест обитания живых организмов (различные вариации ландшафтов и экосистем), разнообразие видов живых организмов (животные, растения, микроорганизмы, грибы и пр.), генетическое разнообразие (разнообразие генов и аллелей в пределах отдельного вида организмов).

В широком смысле слова биоразнообразие подразумевает под собой -разнообразие жизни на Земле во всех её проявлениях, и таким образом оно является одним из ключевых понятий для решения задач мониторинга и охраны окружающей среды. Уменьшение биоразнообразия - есть тревожный симптом, свидетельствующий о нарастающем деструктивном влиянии антропогенной деятельности на местную экосистему. Поэтому изучение биоразнообразия и совершенствование методов его сохранения и оценки -сейчас становится актуальной задачей, и основная роль должна отводиться

комплексу мероприятий по измерению и инвентаризации местного видового богатства, изучению определяющих его факторов, оценке экологической значимости имеющегося биоразнообразия для устойчивого развития данного региона и для качества жизненной среды местного населения.

Важной частью информационного обеспечения всех вышеперечисленных мероприятий являются биогеографические карты, наглядно и информативно отображающие состояние и закономерности выявленного биоразнообразия исследуемого региона. Как отмечает Ю.С. Равкин [1], из всех способов представления информации о биоразнообразии наиболее удобным зачастую являются именно карты, так как они позволяют наглядно отобразить очертания и размеры ареалов, занимаемых различными видами, а также отображают пространственную динамику видового состава по мере изменения географической широты, высотной поясности или приближения к промышленным областям.

Современная биогеография формируется на стыке многих наук о Земле и биосфере (биология, зоология, ландшафтоведение, экология и пр.). Соответственно и тематика биогеографических карт весьма разнообразна. Зоогеографические и геоботанические карты, как правило, выступают в качестве информационной основы для оценки состояния и изменения растительных и животных сообществ конкретной территории (например, серии карт Байкальского региона, составленных в лаборатории биогеографии Института географии СО РАН им Сочавы (Иркутск) [2]). Также активно составляются карты, отображающие более узкоспециальные понятия и параметры биогеографии (карты экологического разнообразия, карты видового разнообразия организмов и пр. [3]). В целом же - назначением биогеографических карт являются инвентаризация обитающих на данной территории биологических видов, или оценка богатства видов и отображение взаимосвязей между ними.

В зависимости от уровня исследований биогеографические карты могут составляться в мелком, среднем и крупном масштабе. Но, как показывает практический опыт многих научно-исследовательских организаций, наиболее востребованным является создание серии карт, включающей в себя биогеографические карты крупного, среднего и мелкого масштаба. Такой подход обеспечивает наглядное и информативное отображение биоразнообразия на различных уровнях его изучения (от популяций до экосистем). При этом в качестве единицы картографирования могут рассматриваться как отдельный биологический вид [3], так и целый биогеоценоз или экосистема. В первом случае оценивается и картографируется видовое богатство данной территории, то есть - тот спектр видов растений или животных, которые эту территорию населяют. Результатом таких исследований является количество различных видов растений или животных в пересчете на единицу площади (картографируется способом ареалов), а также - различные индексы, оценивающие видовое разнообразие региона (картографируются способом изолиний). Во втором случае - оценивается и картографируется разнообразие сочетаний видов,

обитающих на данной территории. Единицей картографирования при этом являются различные подразделения ландшафтной структуры территории, от урочищ, фаций и ландшафтов до экосистем.

В процессе картографирования биоразнообразия необходимо принимать во внимание ландшафтообразующие параметры окружающей среды (влажность, состав почв, особенности рельефа и т. п.), которые нередко оказывают значительное влияние на местное растительное и животное население. Это обусловливает необходимость использования комплексного подхода в биогеографических исследованиях, что выражается в создании комплексных атласов, отображающего разнообразные параметры и показатели состояния местной флоры и фауны. Примером такого произведения является «Атлас биологического разнообразия лесов Европейской России и сопредельных стран», первый атлас по биоразнообразию, изданный Всемирным союзом охраны природы в 1996 году. Он содержит более 130 мелкомасштабных карт, всесторонне характеризующих современный уровень биоразнообразия лесов, динамику этого разнообразия, количественные и качественные показатели богатства видов, антропогенное влияние на лесные экосистемы, различные аспекты охраны лесов и ведения лесного хозяйства.

Другим примером применения комплексного подхода в биогеографическом картографировании можно считать веб-атлас «Окружающая среда и здоровье населения России» [4], в состав которого включены такое карты, как «Устойчивость природной среды (экосистем) в России», «Биологическое разнообразие в России. Растительный и животный мир», «Редкие виды животных и растений в России»; «Особо охраняемые природные территории (ООПТ)», «Охрана животного и растительного мира в ООПТ». В отличие от «Атласа биологического разнообразия лесов...», данный веб-атлас носит не столько академический, столько общеобразовательный характер: он размещен в глобальной сети Интернет, в силу чего его карты доступны для ознакомления и изучения широкому кругу пользователей, обеспокоенных качеством окружающей нас природной среды. Таким образом, веб-атлас является весомым вкладом в экологическое образование российской молодёжи и пропаганду идей гармоничного взаимоотношения природы и человека.

Применение современной компьютерной техники и ГИС-технологий - не только облегчит доведение до потребителя конечных результатов исследований (как в случае с веб-атласом «Окружающая среда и здоровье населения России» и некоторыми другими подобными картографическими произведениями). Главное назначение ГИС в биогеографическом картографировании - многократно расширить возможности анализа и сопоставления разнородной биогеографической информации. Использование геоинформационных методов способствует решению таких научных задач, как выявление пространственной и временно динамики биоразнообразия, расчёт синтетических показателей биоразнообразия, создание цифровых биогеографических карт различной тематики с помощью математического и

картографического моделирования на основе статистических данных и материалов дистанционного зондирования.

В настоящее время внедрение ГИС-технологий в биогеографические картографирование пока что ограничивается созданием баз данных, что способствует ревизии и мобилизации информационных ресурсов [5]. Также имеются примеры разработок ГИС биокартографического назначения. В большинстве своем подобные ГИС ориентированы на мониторинг биоразнообразия; в качестве примеров можно привести ГИС «Мониторинг биоразнообразия лесов» [6], разрабатываемую в Центре по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (руководитель - А.С. Исаев), или ГИС «Биоразнообразие и биоресурсы Севера Дальнего Востока России» [7] (разрабатывается в Институте биологических проблем Севера ДВО РАН, Магадан, руководитель А. Н. Полежаев).

Биогеографические карты являются средством решения весьма широкого круга практических задач. Концентрируя в себе результаты уже проведенных исследований, они позволяют выявить закономерности и направления дальнейших изменений биоты во времени и пространстве, и спланировать дальнейшее направление научных работ. Благодаря этому, они являются ценным научно-справочным пособием для ученых-биологов, зоологов, географов.

Также биогеографические карты являются частью картографического обеспечения мероприятий по охране природы и сохранению природных экосистем. Информированность о характере и тенденциях отрицательных изменений в экосистемах позволяет установить причины этих изменений (зачастую связанные с хозяйственным воздействием человека), и принять соответствующие меры по снижению антропогенного давления на местную окружающую среду.

Биогеографические карты, при надлежащей адаптации их тематического содержания, легенд и оформления, могут использоваться для решения задач, связанных с экологическим просвещением подрастающего поколения. Учебные карты биоразнообразия могут издаваться как отдельные произведения, или включаться в состав учебных атласов по природоведению и краеведению, издаваемых для средней школы.

Еще один важный аспект применения биогеографических карт - это использование их для оценки экономического и экологического ущерба, наносимого человеком биосфере. Примером такой оценки является опыт проведения расчетов ущерба и сумм компенсации при экологической экспертизе проектов Катунской и Туруханской ГЭС и обустройстве ряда нефтегазоносных комплексов Западной Сибири, описанный в монографии Ю. С. Равкина и С. Г. Ливанова [8].

В СГГА работы по оценке состояния экосистем ведутся в лаборатории экологического мониторинга (руководитель - Л. К. Трубина). Сотрудниками лаборатории проделана большая работа по разработке и внедрению различных методов изучения биоразнообразия, основанных на использовании фотограмметрических технологий и ГИС-технологий [9,10,11]. Одним из

важных этапов проделанных работ являлось создание различных карт нарушенности окружающей среды. С 2009 г. к решению проблем изучения биоразнообразия также привлекается лаборатория медико-экологического картографирования СГГА. Творческая кооперация специалистов-экологов и картографов позволит систематизировать имеющиеся наработки в области биогеографического картографирования, усовершенствовать имеющиеся и разработать новые методы и приёмы картографирования биологической и экологической информации, а также расширить применение ГИС-технологий и данных дистанционного зондирования при составлении биогеографических карт.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Равкин, Ю.С. Опыт картографирования населения животных [Текст]/ Ю.С. Равкин, Е.С. Равкин // Известия АН. Серия географ., 2004. - № 1. - С. 88-97.

2. Белов, А. В. Картографическое изучение биоты Байкальской природной территории для целей сохранения биоразнообразия региона [Текст] / А. В. Белов, В. Ф. Лямкин, Л. П. Соколова // Материалы междунар. конф. «Всемирное природное наследие в России. 10 лет российско-германского сотрудничества» (Иркутск, 18-21 авг. 2006). -Иркутск, Изд-во Ин-та географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, 2006. - С. 77-80.

3. Огуреева, Г.Н. Картографирование биоразнообразия [Текст] / Г. Н. Огуреева, Т. В. Котова //В кн. География и мониторинг биоразнообразия. М.: Изд-во НУМЦ, 2002. Раздел IV. - С.371-410.

4. Web-Атлас: "Окружающая среда и здоровье населения России" [Электронный ресурс]: http://sci.aha.ru/ATL/ra00.htm

5. География и мониторинг биоразнообразия. Учебное пособие [Текст]/ Под. ред. Н. С. Касимова. М.: Изд-во Научного и учебно-методического центра, 2002. - 432 с.

6. ArcReview, выпуск № 4 (39) 2006, ГИС-технологии в мониторинге

биоразнообразия лесов [Электронный ресурс] http://www.dataplus.ru/arcrev/ Number_39/9_bio.html

7. Полежаев, А. Н. ГИС для мониторинга биоразнообразия и состояния

биоресурсов [Электронный ресурс]: http://library.ikz.ru/georg-steller/materialy-iv-

mezhdunarodnoi-nauchno-prakticheskoi/polezhaev-a.-n.-gis-dlya-monitoringa

8. Равкин, Ю.С., Факторная зоогеография: принципы, методы и теоретические представления [Текст] / Ю. С. Равкин, С. Г. Ливанов // Новосибирск: Наука, 2008. - 205 а

9. Трубина, Л.К. Цифровая фотограмметрическая обработка снимков для получения геопространственных данных при оценке состояния экосистем [Текст] / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук/ - Новосибирск: СГГА, 2002. - 189 с.

10. Трубина, Л.К. Стереомодели в изучении биологических объектов [Текст] /Л. К. Трубина, Новосибирск: СГГА, 2006. - 136 с.

11. Герасимова, М.В. Использование геоинформационных технологий для оценки экологического состояния промышленных территорий левобережья г. Новосибирска [Текст] / М. В. Герасимова, К. П. Куценогий, Л. К. Трубина // "Оптика атмосферы и океана", том 15, вып.2, 2002. - С. 198-202.

© О.Н. Николаева, 2010