WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |

Экосистемы средних пустынь казахстана и их инвентаризация методами дистанционного зондирования

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Бедарева Ольга Михайловна

ЭКОСИСТЕМЫ СРЕДНИХ ПУСТЫНЬ КАЗАХСТАНА И ИХ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ МЕТОДАМИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

03.00.16 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

доктора биологических наук

Калининград

2009

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном

учреждении высшего профессионального образования

«Калининградский государственный технический университет»

Научные консультанты: академик Национальной Академии Наук

Республики Казахстан,

доктор биологически наук

Байтулин Иса Омарович

профессор, доктор сельскохозяйственных наук

Хлюстов Виталий Константинович

Официальные оппоненты: академик Российской Академии Наук,

доктор биологических наук

Коропачинский Игорь Юрьевич

профессор, доктор сельскохозяйственных наук

Любимов Александр Владимирович

профессор, доктор сельскохозяйственных наук

Панасин Владимир Ильич

Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное

учреждение высшего профессионального

образования Санкт-Петербургский

государственный аграрный университет

Защита состоится «___»_______2009 года в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.084.04 при Российском государственном университете им. И. Канта по адресу: 236040, Калининград, ул. Университетская, д. 2, факультет биоэкологи, аудитория 143, тел. (4012) 53-37-07; (4012) 53-37-75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета им. И. Канта.

Факс: (4012) 53-37-07; (4012) 53-37-75; 8(4012) 91-68-46

Автореферат разослан «____»___________2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, И.Ю. Губарева

кандидат биологических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Роль природных кормовых угодий (ПКУ), как естественного ресурса, остаётся незаменимой, и это относится, прежде всего, к пастбищам аридных и экстрааридных зон Казахстана.

Возрастающие масштабы хозяйственного воздействия на пастбищные экосистемы пустынных регионов требуют все большего внимания к проблеме сохранения их продуктивности, так как естественные кормовые угодья являются решающими для создания прочной кормовой базы.

Среди различных антропогенных факторов, вызывающих нарушение почвенного и растительного покровов пустынных регионов, ведущими являются вырубка древесной и кустарниковой растительности, выпас и сенокошение. Уничтожение деревьев и кустарников можно оценивать как первый шаг к деградации пастбищных экосистем. Многие растения древесного яруса - эдификаторы, средообразователи, определяющие существование других видов растений. В пустынях Казахстана сплошная и очаговая вырубка саксаула черного вызвала выпадение из травянистого и кустарничкового ярусов многих видов растений, что привело к снижению биологического разнообразия черносаксауловых пастбищных экосистем.

Недостаточная устойчивость пустынных комплексов, особенно под воздействием антропогенных факторов, обусловливает необходимость систематического или периодического наблюдения за состоянием пустынных пастбищных угодий, получения оперативной информации о направлении и масштабах изменений, происходящих в них. На современном техническом уровне проблема получения информации решается применением дистанционных методов, позволяющих оперативно получать достаточно полный объем сведений о состоянии пустынных экосистем на обширной территории.

Применение аэрокосмических методов, при инвентаризации растительности пустынных зон, в значительной степени связано с труднодоступностью этих территорий. Аэрокосмические снимки, обладая значительной обзорностью и информативностью, позволяют объективно оценить обстановку и принять эффективные меры, направленные на сохранение природных кормовых угодий и их рациональное использование.

Цель и задачи исследований. Основная цель работы заключается в разработке методологии использования средств дистанционной индикации для анализа продуктивности пастбищной растительности, степени её антропогенной трансформации и картографирования.

При выполнении работы поставлены и решены следующие задачи:

  • Выявлена взаимосвязь между урожайностью и спектральными коэффициентами яркости (СКЯ) доминирующих ассоциаций и их эдификаторов песчаного массива Мойынкум; построены переводные кривые учёта надземной фитомассы.
  • По материалам крупномасштабной аэрофотосъёмки установлены признаки дешифрирования ассоциаций саксаула черного; осуществлено аналитико-измерительное дешифрирование таксационных показателей доминантов пастбищных угодий; оценена достоверность полученных результатов.
  • Выявлены закономерности изменения показателей продуктивности саксаула чёрного в зависимости от возраста, линейных параметров роста и других таксационных показателей.
  • Построены статистические модели возрастной динамики роста, строения и продуктивности саксаула черного и терескена.
  • Осуществлена комплексная оценка методов дистанционного зондирования при инвентаризации пустынно-пастбищной растительности.
  • Разработаны качественные и количественные критерии антропогенной трансформации пастбищных экосистем
  • Сформулированы предложения к положению аэрокосмической службы слежения за состоянием пастбищных угодий.

Научная новизна. Впервые на большом объеме экспериментального материала проведена комплексная оценка методов дистанционного зондирования, использованных при инвентаризации пустынно-пастбищной растительности.



Создана региональная база данных взаимосвязи динамики урожайности доминирующих ассоциаций пустынь Сарыесик-Атырау и Мойынкум со спектральными коэффициентами яркости. Предложен метод дифференциации урожайности древесного, кустарникового и травянистого ярусов пустынных пастбищных угодий на основании данных аэрофотометрирования и крупномасштабной аэрофотосъёмки.

При разработке комплексной технологии лесоустройства пустынных лесхозов методами дистанционного зондирования в качестве экспериментальной основы использован метод полигонов.

Впервые для пустынных лесхозов в результате камерального дешифрирования космических снимков на площади 12 млн га проведена оценка дигрессионных процессов. На примере Уштобинского лесхоза рассмотрена динамика пастбищной дигрессии за более чем десятилетний период.

Изучено современное состояния растительного покрова подзоны средних пустынь и разработаны мероприятия его рационального природопользования и охраны.

В работе обоснованы перспективы использования многоступенчатого мониторинга пустынных пастбищных угодий. Впервые на землях гослесфонда республики Казахстан (Аккольский и Каройский опытные полигоны) апробирована аэрокосмическая служба слежения за состоянием пустынных пастбищ.

Положения, выносимые на защиту:

- Обоснованы оптимальные сроки определения урожайности пустынных пастбищных экосистем аэрофотометрическим методом на основании корреляционных взаимосвязей между спектральных коэффициентов яркости и надземной фитомассой.

- Выявлена эффективность метода аналитико-измерительного и визуального дешифрирования крупномасштабных снимков в определении таксационных показателей пустынно- пастбищной растительности. Достоверность результатов подтверждается данными контактных исследований.

- Проанализирована динамика дигрессионных процессов пустынно-пастбищной растительности по материалам повторных космических съемок с использованием качественных и количественных показателей нарушенности растительного покрова.

- Оценка экологического состояния и антропогенной трансформации пустынных пастбищных экосистем с применением специальных критериев, включающих природную динамику и новые технологии дистанционного зондирования.

Практическая значимость.

При лесоустройстве пустынных лесхозов внедрена технология инвентаризации древесной и кустарниковой растительности методами дистанционного зондирования.

На основании многофакторной классификации опытного материала получены достоверные статистические модели продуктивности саксаула чёрного (общая, товарная, поедаемая фитомассы); таблицы нормативов по общей и поедаемой фитомассе саксаула черного и терескена серого в зависимости от различных таксационных показателей. Эти таблицы могут быть использованы при наземных таксационных работах в процессе лесоустройства и при камеральном измерительном дешифрировании крупномасштабных аэроснимков.

Выявлены количественные и качественные критерии нарушенности растительных сообществ в результате антропогенного воздействия. На основании космических снимков, с использованием материалов тематического картографирования и наземных исследований, получена серия оценочных карт песчаных массивов Сарыесик-Атырау и Мойынкум: антропогенной трансформации, интенсивности использования пастбищных угодий, кормовых угодий, карт лесов.

Полученные результаты используются при чтении курсов лекций на факультете биоресурсов и природопользования КГТУ «Фитоценология», «Агроэкология», «Кормопроизводство».

Апробация работы. Основные результаты доложены на международных и всероссийских конференциях, съездах, включая международную научно-практическую конференцию «Аграрная наука на рубеже веков» (Акмала, 1997); международную научно-практическую конференцию «Перспективы развития животноводства в Северо-западном регионе» (Калининград, 2001); международные научные конференции «Инновации в науке и образовании» (Калининград, 2003, 2005, 2006); международную научную конференцию «Ботаническая наука на службе устойчивого развития стран Центральной Азии» (Алматы, 2003); 4-ый съезд Докучаевского общества почвоведов «Почвы - национальное достояние России» (Новосибирск, 2004); международную научную конференцию «Состояние и перспективы развития почвоведения» (Алматы, 2005); международную научно-практическую конференцию «Вузовская наука сельскому хозяйству» (Барнаул, 2005); всероссийскую конференцию «Природная и антропогенная динамика экосистем» (Иркутск, 2005); всероссийскую конференцию «Экспериментальная информация в почвоведении: теории и пути стандартизации» (Москва, 2005); международную научно-практическую конференцию «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2006, 2008); международную научно-практическую конференцию «Сельское хозяйство - проблемы и перспективы» (Гродно, 2006); 4-ую международную научную конференцию «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» (Элиста, 2006), международную научно-практическую конференцию «Экологические проблемы отраслей народного хозяйства» (Пенза, 2006), международную научную конференцию «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2007); всероссийскую научно-практическую конференцию «Фундаментальные достижения в почвоведении, экологии, сельском хозяйстве на пути к инновациям» (Москва, 2008); международную конференцию, посвященную 450-летию Астрахани «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008).





Личное участие автора. В основу диссертационной работы положены результаты многолетних (1984-1998 г.г.; 2003, 2004г.) детально-маршрутных и стационарных исследований автора в подзоне Средних пустынь Казахстана (Сарыесик-Атырау, Мойынкум). Приведённые в диссертации фактические данные, их анализ и обобщение, а также картографические материалы выполнены при личном участии автора.

Работа выполнялась в Казахском лесоустроительном предприятии по научно-исследовательской программе Государственного Комитета СССР по лесу Всесоюзного объединения «Леспроект» 01.08.Н/д: «Разработать технологию аэрокосмической оценки кормовых ресурсов пустынных и полупустынных пастбищ на землях Государственного лесного фонда Казахстана».

Дальнейшая работа входила в план научных исследований в рамках х/договорных тем кафедры физической географии Казахского национального университета (КазНУ) (06.03.110), выполненных совместно с кафедрой геохимии ландшафтов и географии почв МГУ им. М.В. Ломоносова. Кроме того, привлечены материалы, собранные при выполнении госбюджетных тем на кафедре ботаники КазНУ (305.01.602) и кафедрах агрономии, агропочвоведения и агроэкологии ФГОУ ВПО «КГТУ».

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 56 работ, в том числе 2 монографии (с соавторами), 9 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 41 статья в научных журналах, сборниках и материалах конференций, 4 учебно-методических пособия.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 10 глав, выводов, изложена на 370 страницах компьютерного текста, включает список литературы 377 наименований, в том числе 70 на иностранных языках, 59 таблиц, 74 рисунка, 18 приложений.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность научным консультантам: академику НАН РК Исе Омаровичу Байтулину за внимание и исключительную помощь на всех этапах моей научной работы - подготовке кандидатской и докторской диссертаций, профессору Виталию Константиновичу Хлюстову за консультации, дискуссии, помощь при выполнении отдельных разделов экспериментальной работы. Я благодарна коллегам: проф. Паракшиной Э.М., проф. Паракшину Ю.П., Мурачевой Л.С., Троян Т.Н., Юсову А.И., Романенковой С.А., Заостровцевой С.К., Ковальчук О.А.

1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ПУСТЫНЬ КАЗАХСТАНА

Совершенно очевидно, что характер пустынных пастбищ тесно связан с природными условиями различных типов пустынь и обусловливается ими, поэтому их необходимо учитывать.

Территория пустынь Южного Казахстана относится к континентальным засушливым областям умеренных широт (умеренной, теплой подзоны) (Иванов,1956).Общей особенностью существования растительности в пустынной зоне является значительная сухость климата при высокой теплообеспеченности. Однако в пределах такой обширной территории климатические условия, прежде всего гидротермические, заметно изменяются с севера на юг и с запада на восток. Наиболее важным широтным климатическим рубежом является граница между северными (холодно-умеренными) и южными (теплоумеренными) пустынями (Евстифеев, Рачковская,1991). В связи с этим зональный тип пустынь подразделяется на 3 климатически обусловленных типа: северных, средних и южных пустынь.

В работе приведены результаты исследований, проведенных в основном в подзоне средних пустынь Казахстана - пустыня Сарыесик-Атырау, песчаный массив Мойынкум, часть сведений касается казахстанской части Кызылкумов – южная подзона, кроме того работы по исследованию саксаульников проведены в некоторых частях подзоны северных пустынь.

2.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В главе представлен аналитический обзор методов дистанционного зондирования при оценке состояния и продуктивности растительного покрова, картографировании.

Внимание уделено проблеме изучения спектральной отражательной способности растительных сообществ и почв, а также факторам, влияющим на отражательные характеристики системы в целом. Рассмотрен прикладной аспект проблемы использования отражательной способности почв и растительного покрова для решения целого ряда задач (Тихомиров, 1951; Козлова, 1955; Рачкулик, Ситникова, 1966, 1981, 1986; Федченко,1982; Кондратьев, Федченко, 1982,1982а, 1982б; Hoffer, Bauer, 1980; Weiser, Asrar, Miller et al., 1986; Виноградова,1984; Кондратьев, Козодеров, Федченко и др. 1986, 1990; Николаев, Шутова, 1982; Сухих,1984; Николаев, 1986, 1986а; Бедарев, Лебедь и др.,1986; Eidenschinc, 1992; Loveland, Mepchant, et al.,1991; Belvard, 1995).



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

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.