Ю. Одум - Основы экологии (1975) (1135319), страница 171
Текст из файла (страница 171)
а Л (8 ПРИМЕНЕНИЕ ДИСТАНПИОННЫХ ДАТЧИКОВ Фиг. 236. А Мозаика, иллюстрирующая основанную на азрофотосъамке карту растительности, характерную для апапаюянх иа юго зостоке долины притоков реки Юиои (Аля«ка( Б Мозаика поймы реки Юкон Олин Серила (Аляска), иллюстрирующая основанную на азрофотосъамке карту растительности Одним из примеров картирования растительности служат карты растительности Таиланда, составленные по данным аэрофотосъемки на обычную панхроматическую пленку, в плохом масштабе и без всяких предварительных знаний относительно растительного мира страны (Ляйхтли, !965). Эти карты были затем проверены в поле и оказались удивительно точными.
Поскольку исследователей интересовала растительность Таиланда с точки зрения тех препятствий, которые она создает для транспорта, в качестве главных параметров при картировании были выбраны высота и диаметр деревьев и расстояния между ними (Фрост и др., 1965). Сочетания этих параметров растительности Таиланда можно разбить на следующие 12 структурных категорий: г!. Посевы !.
Низкие ((! м) — рис и другие пищевые культуры, пастбищные травы 2. Высокие ()! м) а. Регулярно распределенные — кукуруза, сахарный тростник, кассава, табак б. Случайно распределенные — тропические злаки Б. Кустарниковая саванна и плодовые насаждения 3 Низкие а. Регулярно распределенные — ананасы, молодые фруктовые деревья б. Случайно распределенные — кустарниковая саванна 4. Высокие а. Регулярно распределенные — поля перца, плодовые деревья б. Случайно распределенные — колючие кустарники В. Древесная саванна и плантации б. Открытый полог: посевы риса, деревни 6 Сомкнутый полог плантапия кокосовых пальм, гевейн и тиковых деревьев ЧАСТЬ 3 ПРИКЛАДНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ Г.
Нолувечнозеленый лес и редколесье 7. Зрелый сухой муссонный лес, дубаво-сосновый лес 8. Подсечная система земледелия, вторичный кустарниковый лес, перемежающийся с посевами риса 9. Бамбуковый лес Д. Вечнозеленьы леса 10. Вечнозеленый дождевой тропический лес 11. Мангровый болотный лес 12. Заболоченный пальмовннк с Н1ра (гицсалз Эти параметры оказалось возможным нанести на карту для обдаст!7 площадью 15 кмз (масштаб фотографии 1: 20000 или меньше). Прм этом использовалась следующая формула: ВОН )г НС ° где 5 — расстояние между стволами деревьев, Р— диаметр деревьев (на высоте груди), Н вЂ” высота растений, С вЂ” покрытие (с!е покрытии грунта). Значения каждого из этих параметров были разбиты на несколько классов: В, м Н, м 1 1 1 2 1 2 1 — 2,5 2 2 — 3,5 2 3 3 3,5 3 4 2,5 — 3,5 4 5 3,5 — 5 5 б 5 — б 7 б С, % ! — 10 10 — 25 25 — 50 50 — 75 75 — 100 Р, см 1 1,5 2 1,5 — 5 3 5 — 15 4 15 — 30 5 30 Количественная оценка среды В большинстве случаев, когда мы имеем дело с проблемой ресурсов, недостаточно знать, в чем она состоит и где она возникла; необходимы также количественные данные.
В некоторых случаях для разумного планирования может оказаться достаточным оценить порядок величин на больших пространствах (Хефнер, 1967). В более сложных случаях можно получить точные цифры при помощи дистанционных датчиков, в частности при помощи приборов с узкой полосой пропускания. Недавно была сконструирована лазерная система, используемая в качестве бортового микропрофилометра. Эта система в состоянии фиксировать с самолета неровности поверхности порядка нескольких сантиметров (Римпел и Паркер, 1965). Радиотехнические методы измерения толщины Если данный параметр нельзя было выявить по фотографии, то нв его место в формуле ставился нуль. Если какой-либо параметр не использовался или отсутствовал, то в формуле делали пропуск.
Числитель характеризует растительность верхнего яруса, знаменатель — растительность нижнего яруса. Очевидно, что во многих случаях дискретность границ (фиг. 237) является следствием манипуляций человека с ландшафтом. Например, на обширных пространствах, где поля перемежаются с кустарниковыми лесами, примыкающими к рисовым полям, с 1958 г.
основной культурой стала кукуруза (благодаря механизации) (фиг. 238). Выращивание этой культуры в 1анланде дало такие урожаи, что ее стали вывозить в Японию, заметно потеснив экспорт из США. Критической проблемой в такой влажной тропической стране является падение плодородия почвы в отсутствие промышленных удобрений. Это ведет к забрасыванню полей и необратимой сукцессии к колючему бамбуку и грубым тропическим злакам.
гл. рь применения дистанционных датчиков Фнт. 287. Карта растительности н аэрофотосъемка структуры растительности в Чанг. хабурн (Таиланд) льда позволяют определить глубину залегания подстилающей породы до 2500 м (Ринкер и др., 1966). Сконструированные недавно для военных нужд чувствительные тепловые и магнитные датчики быстро стали применять в мирных целях. Эффективность этих новых приборов можно оценить, если попытаться представить себе, сколько понадобилось бы термометров для оконтуривания потоков холодного воздуха в долине, чтобы получить карту изотерм, построенную при помощи системы дистанционных датчиков (фиг.
239). Поток вещества и энергии Непонимание экологических процессов часто приводит к ошибкам или противоречиям при планировании ресурсов. Для оценки функции экосистемы по ее структуре необходимо изучить процессы, взаимодействия и скорости переходов между разными организмами, а также между организмами и их средой. Иногда желательно иметь, кроме того, данные об активности метаболизма. Это наиболее трудные вопросы для разрешения с помощью дистанционных и наземных датчиков. Тем ие менее сведения, полученные путем регистрации бортовыми датчиками часть з. приклддныв и технологические аспекты экологии Фнг. 238.
Два азрофотосннмка одного н того же района в Лонбурн, Таиланд. Л. Подпечная система аемлеяелня, Шя г Н. Вся область почти полностью преарашене а куктруанае пале, !Збс г. Фнг, 238. Изображение, полученное прн помощи тепловых датчиков во время ночного полета, нллюстрнрует сток холодного воздуха в горную долину (1) в Пенснльваннн; гребни (2) покрыты дубовым лесом, а склоны — северными лнственнымн коро.
дами. Расчищенный для башни участок (3) покрыт низким кустарником (главным образом вересковые). продуктов метаболизма нли физических изменений, вызванных активными биологическими процессами, дают ключ для гипотез и выводов о направлении и величине потока вещества н энергии в экосистемах (Барринджер и дри 1966; Ломен и Робинове, 1964) и помогают правильно выбрать места взятия проб для дальнейших измерений. В одном эксперименте была продемонстрирована возможность предсказать с воздуха ответ растительности на градиент одного из факторов среды: хронического гамма-облучения в Брукхейвенскоч лесу (Джонсон, 1966; см. также фиг, 226). Влияние источника радиоактивности ("тСз), помещенного в дубово-сосновом древостое, на окружающие его концент- ГЛ 16 ПРИМЕНЕНИЕ ДИСТАНЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ о и го в Е4О и ч -бо ц «д 00 о зм т 100 О го ' О бо ВО 100 зго 140 !бо Расстояние ст источника )З-излучения, м фиг. 240.
связь между градиентом облучения, показателем сомкнутости полога (данные для двух календарных дат) и оптической плотностью азрофотосъемок иа разных расстояниях от источника хронического гамма-излучения в сосново-дубовом лесу в Брукхейвеиской национальной лаборатории (градиент радиации см. фнг. ййб). 1 — оптическая плотность фотосннмка верхнего яруса Пз/у1 — 1963 г ), П вЂ” то же 916/у!— 1996 гз: 1!1 — оптическая плотность фотопленки, 1р — доза гамма.пзлучайкя рические зоны растительности было качественно и количественно оценено на основании информации, извлеченной из крупномасштабных фотографий, !Выполненных вручную с самолета. Микроденситометрия с эффективной апертурой 40 мкм дает возможность количественно связать тип используемой пленки (всего их было четыре), развитие листвы, вид растения и градиент дозы гамма-излучения.
Разрешение, достигнутое с данной апертурой и в данном масштабе фотографии, приближалось к средним размерам дубового листа. Между логарифмом суточной дозы гамма. излучения (в рентгенах) и оптической плотностью фотографий на панхроматической пленке, сделанных вдоль этого градиента (фиг. 240), существует хорошая корреляция (г=0,88). По наземным фотографиям сомкнутости полога, полученным на разных расстояниях от источника излучения, была дана оценка дефолиации верхнего яруса, которая коррелирует (г=0,97) с оптической плотностью панхроматической пленки.
Таким образом, измерения, основанные на фотографиях полога, сделанных с воздуха н с земли, обрисовали картину действия ионизирующего излучения. На инфракрасной пленке картина оказалась прямо противоположной картине, полученной на панхроматической пленке. На инфракрасной пленке светлые тона (низкая плотность) были получены вблизи источника излучения, где все сосудистые растения погибли, и наблюдалось постепенное потемнение по мере продвижения к лесу, находившемуся на таком расстоянии, где эффект облучения отсутствовал; по измерениям насыщения пигментов в каждом из трех слоев эмульсии — красном, зеленом и синем— можно было проанализировать фотографии на цветной пленке. Таким образом, при помощи количественного анализа обычных аэрофотоснимков в сочетании с наземными данными можно получить пространственную картину комплексной реакции экосистемы.
ЧАСТЬ 3. ПРИКЛАДНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗКОЛОГИИ 610 Оценка изменений и выбор решений тАБлицА аз Ожидаемые данные по разрешению некоторых датчшсов с орбиты спутника Площадь обаора с аысоты ззо км Раарещенне иа поверхности Снектр Система Видимый 766 км' Аппарат с фокусным расстоянием 15 см Температурная чувствительность се0,1 К Инфракрасный Микроволновый Сканирование с высоким разрешением Радиолокатор, К„-диапазон, 8 мм 0,5 — 1 им нс0,5 К Изменение природных экосистем, безусловно, имеет первостепенное значение во всех проблемах ресурсов.
Чрезвычайную важность таких изменений редко оценивают в должной мере, пока их нет, т. е. пока не начались эрозия, загрязнение, истощение, накопление отходов, эпизоотии или эпифитотии. Это, по-видимому, тот тип информации, которую легче всего получить путем периодических обследований с воздуха. Таким образом, старая привычная аэрофотосъемка со временем может оказаться весьма ценной для обнаружения изменений, однако до тех пор, пока обследование с воздуха не войдет в практику (и не будет финансироваться!), оценка долговременных и обширных изменений, как естественных, так и антропогенных, будет сопряжена со значительными трудностями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
