WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Объем материалов, методы сбора и предварительной обработки данных. Автором в период 2004-2008гг. было выполнено 60 маршрутных описаний, заложено 7 постоянных пробных площадей. При выделении типологических единиц, осуществляемым по общепринятым геоботаническим и лесоводственным методикам (Сукачев, Зонн, 1961; Справочник лесоустроителя…, 1973), учитывались основные параметры условий местоположения (высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона, положение на склоне, характер микрорельефа, механический состав почвы, характер подстилки), а также видовой состав древостоя, подроста, подлеска, травяно-кустарничкового яруса. Для древостоя определялись средние высота и диаметр лесообразующих видов, ярусность, сомкнутость, формула состава. При учете подлеска и травяно-кустарничкового яруса оценивалось проективное покрытие по пятибалльной шкале. При оценке возобновления учитывались высота подроста (0-50 см, 50-130 см, более 130 см) и его количество.

При изучении растительного покрова геоботаниками возникают трудности, связанные с сопоставлением геоботанических и таксационных описаний, как на уровне обработки, так и интерпретации информации. Предпринята попытка найти метод исследования, который бы позволил увязать эти данные между собой и использовать их в практике лесного хозяйства.

В работе используются материалы лесоустройства учебно-опытного хозяйства «Дальневосточный», выполненные по первому разряду точности под контролем специалистов высокой квалификации, и оцифрованные для всей его территории с равномерным шагом 500 м по горизонтальной плоскости (всего 1885 описаний).

В лесотаксационных описаниях для каждой пробной точки снимались следующие локальные характеристики фитоценоза: доминант и содоминант древостоя, их доля участия, возраст, высота, диаметр, количество древесных видов, бонитет, тип леса, полнота, запас древостоя, доминант и содоминант подроста, подлеска, численность подроста, густота подлеска.

Для восполнения недостающих в таксационных описаниях данных по основным геоморфологическим факторам (крутизне, экспозиции склонов) изложены технологические приемы предобработки лесотаксационных описаний, синтеза недостающих градаций геоморфологических факторов. Для этого используются данные высот из свободно распространяемого архива SRTM Elevation Data Set (http://www.jpl.nasa.gov/srtm/index.html) с частотой дискретизации по поверхности Земли 3’’ (порядка 90 м). Детально рассматривается вопрос, посвященный географической привязке локальных для лесотаксационных описаний координат к системе координат WGS-84.

Методы камеральной обработки и анализа данных. Рассматривается краткий историко-библиографичексий обзор по методам прямой и непрямой ординации, используемым в ботанике при анализе статистических данных. Согласно мнению ведущих ученых, современное понимание ординации включает систематизацию биотических и экологических связей в растительных сообществах, выраженную в количественных показателях и имеющую прочную фундаментальную математическую основу (Грейг-Смит, 1967; Василевич 1969; Миркин, Розенберг, 1978; Нешатаев, 1987).

Дается обоснование использования статистических методов анализа данных.

В предположении, что производится незначительная модификация исходных данных – добавление q записей, обладающих свойствами и – получено рекуррентное соотношение для вычисления мер неопределенности (т.е. последовательность вычислений, учитывающая результат предыдущих расчетов).

Использование рекуррентных зависимостей требует выполнения гораздо меньшего числа арифметических операций, чем вычисления, выполненные в соответствии с определением энтропии (Н), поэтому предложенный подход вычисления неопределенностей при модификации данных может оказаться полезным и при введении новых градаций факторов и явлений, определяемых в процессе работы.

Использование региональных экологических шкал для сравнительного анализа экоареалов видов. Формулируются предпосылки использования региональных экологических шкал, разработанных Жабыко Е.В. для лесной растительности Уссурийского заповедника (2006), применительно к бассейну р. Комаровка и дается описание методов решения задачи сравнения экоареалов видов для различных экобиоморф растений. Используемый авторский метод базируется на процедуре определения и сравнения главных компонент. Он учитывает такие характеристики как: 1) показатель пространственного рассогласования, численно равный максимальному углу между соответствующими парами главных осей сравниваемых эллипсоидов, 2) показатель несоответствия формы эллипсоидов – равный максимальной по модулю разности между парами собственных значений (размерами полуосей эллипсоидов) и 3) мера несовпадения центров эллипсоидов – максимальная по модулю компонента вектора, представляющего собой разность векторов, указывающих на центры сравниваемых эллипсоидов.

Числовые величины перечисленных характеристик определяются по специальным формулам, учитывающим количество одновременно сравниваемых факторов.

Для наглядности на рис. 1. представлено двухфакторное сравнение условий произрастания видов, где показатели определяются следующим образом: – рассогласование ориентации; – несоответствие линейных размеров; – несовпадение центров экоареалов, где размеры полуосей сравниваемых эллипсоидов, – вектор, соединяющий их геометрические центры, – углы между соответствующими полуосями эллипсоидов. При трех факторах, соответственно будет: и т.д.

Методы восстановления лесной растительности по факторам среды. В параграфе дается детальное описание методов, используемых при решении задачи восстановления фитоценозов по факторам среды. Рассматриваются следующие методы: линейный дискриминантный анализ Фишера; метод k-ближайших соседей; методы восстановления, основанные на сравнении сумм мер коэффициентов Дайса и взаимосвязанности, а также новый метод, разработанный нами на основе оценки апостериорных вероятностей.

Глава 3. Анализ экологических особенностей лесной растительности района исследований

3.1. Информационно-ориентированный и

факторный анализ данных

Глава посвящена интерпретации обработанных данных – ординации лесной растительности и экологическим особенностям распределения основных фитоценозов в факторном пространстве.

Среди геоморфологических факторов наибольшее влияние на распределение лесной растительности в данном горном массиве оказывает высота над уровнем моря. Именно этому фактору соответствуют максимальные значения прямых коэффициентов связи К(А;В) для типов леса и всех компонентов древесного яруса (табл.1). Несколько меньше на распределение лесных ценозов сказывается экспозиция и совсем незначительно – крутизна склона, что, по-видимому, связано со значительной удаленностью района исследований от моря. Существенное влияние на формирование видового состава подроста оказывает верхний ярус. Это связано с нивелирующим воздействием древостоя на молодое поколение через сомкнутость древесного полога и конкуренцию в корнеобитаемом слое.

Меры связи между геоморфологическими факторами и лесной растительностью бассейна р. Комаровка

Фактор среды

Тип леса

Доминант древостоя

Подрост

Содоминант древостоя

К(А;В)

К(В;А)

К(А;В)

К(В;А

К(А;В)

К(В;А)

К(А;В)

К(В;А)

Высота над уровнем моря

0,156

0,108

0,115

0,110

0,113

0,115

0,09

0,07

Экспозиция склона

0,145

0,111

0,095

0,100

0,067

0,076

0,068

0,061

Крутизна склона

0,075

0,034

0,036

0,022

0,035

0,023

0,041

0,021

Доминант древостоя

тип леса

-

-

-

-

0,364

0,420

0,343

0,287

0,431

0,317

0,366

0,372

Показатели обратных коэффициентов связи свидетельствуют о высокой индикационной роли типа леса и доминанта древостоя в отношении фактора высоты над уровнем моря и экспозиции. Роль подроста и содоминанта в индикации фактора экспозиции несколько ниже, а наименьшие показатели, как и типа леса, так и доминанта соответствуют фактору крутизны. По отношению к доминанту древостоя подрост и содоминант являются лучшими индикаторами, нежели факторы среды.

Таблица 1

Сравнительный анализ результатов исследований с аналогичными по Приморскому краю (Петропавловский, 2004) позволил установить сходное, но не одинаковое влияние одних и тех же характеристик рельефа на лесную растительность в зависимости от удаленности от Японского моря и макросклона Сихотэ-Алиня. При сравнении территорий на локальном уровне в пределах одной климатической зоны (Уссурийский заповедник и учебно-опытное хозяйство), подтвердилось одинаковое влияние геоморфологических факторов на растительный покров.

Для подтверждения статистической значимости прямых и обратных коэффициентов связи предложен метод оценки их различий, использующий асимптотические законы их распределений (Кульбак, 1967).

3.2. Экологические особенности распространения лесообразующих видов и их ординация

Пример однофакторных ординационных схем для некоторых лесообразующих видов представлен на рис. 2. Данные схемы позволяют выявить оптимальные условия произрастания компонентов древостоя. Под зоной оптимума вида (оптимальные условия) будем понимать зону его актуального произрастания в данном лесорастительном районе. Оптимальные условия для Pinus koraiensis наблюдаются от 201 до 350 м при общей амплитуде произрастания от подошвы склона до верхней границы леса (51-500 м). У Picea jezoensis оптимум приходится на 251-450 м, а предел толерантности – от 151 до 500 м. Для Abies holophylla зона оптимума и диапазон возможной жизнедеятельности составляют соответственно 201-350 м и 101-450 м, для Quercus mongolica – 101-300м и 51-400 м. Fraxinus mandshurica, Ulmus japonica и Betula platyphylla наиболее типичны для подножия и середины склона, оптимум для первых двух видов находится в пределах 101-250 м, для Betula platyphylla – 101-300 м, при общей амплитуде произрастания 51-500 м (Fraxinus mandshurica), 51-300 м (Ulmus japonica), 51-400 (Betula platyphylla). Экологические оптимумы Tilia amurensis и Populus tremula схожи 101-300 м и 151-300 м, а пределы их толерантности несколько отличаются: выше всех поднимается в горы Tilia amurensis – до 550 м; Populus tremula менее «пластична» относительно фактора высоты – 101-400 м над ур. моря.

В результате двухфакторного анализа экооптимумов взрослых особей и их подроста установлено, что подрост Pinus koraiensis имеет более широкий диапазон высот, чем его древостой: от 151 до 350 м над ур. моря на северных склонах и от 251 до 400 м – на южных. Кроме того, подрост кедра чаще, чем его взрослые особи, встречается на юго-западных склонах на отметках высот 301-350 м. Более широкую амплитуду оптимальных условий имеют доминанты подроста и у остальных, упомянутых выше видов, за исключением подроста Betula platyphylla (возможно потому, что выделов с доминированием его подроста для двухфакторного анализа выявлено недостаточно). Тот факт, что ареалы обитания подроста являются большими, чем соответствующие экоареалы лесообразующих видов свидетельствует о более высокой экологической пластичности молодого поколения анализируемых доминантов растений.

3.3. Характеристика преобладающих лесных сообществ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






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