Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы и состояние вопрос А 8
1.1. Основные понятия биоразнообразия 8
1.2. Основные закономерности биоразнообразия 9
1.2.1. Основные закономерности видового разнообразия 9
1.2.2. Пространственные закономерности биоразнообразия. "Горячие точки" биоразнообразия
1.2.3. Закономерности динамики и структуры биоразнообразия 13
1.3. Методы оценки биоразнообразия 17
1А. Влияние хозяйственных мероприятий на биоразнообразие 21
1.5. Критерии устойчивого управления лесным хозяйством и
биоразнообразие 22
1.6. Природоохранные мероприятия и биоразнообразие 25
1.6.1. Подходы к определению объектов и методов природоохранных мероприятий 25
1.6.2.Мероприятия по сохранению биоразнообразия 27
1.6.3. Нормативно-правовые основы сохранения биоразнообразия 33
1.7. Выводы и обобщения 35
2. Характеристика объекта исследований 36
2.1. Физико-географические условия 36
2.2. Климатические условия 38
2.3. Население и хозяйство 40
2.4. Экологическая обстановка 42
2.5. Лесная растительности Карельского перешейка 43
2.6. Характеристика лесного фонда Карельского перешейка 50
2.7. Особо охраняемые природные территории Карельского перешейка 51
2.8. Редкие и исчезающие виды растений 52
2.9, Выводы и обобщения 53
Методика исследования 55
3.1. Методика полевых исследований 55
3.2. Методика анализа и обработки данных 63
3.3. Методика пространственного анализа биоразнообразия 64
3.4. Выводы и обобщения 65
Анализ растительного биоразнообразия лесов карельского перешейка 67
4.1. Показатели растительного биоразнообразия 67
4.1.1. Основные показатели разнообразия растительного
покрова 67
4.1.2. Статистические показатели растительного биоразнообразия 67
4.2. Показатели растительного биоразнообразия лесов Карельского перешейка 68
4.3. Применение интегральной модели Гаусса-Лапласа для характеристики растительного биоразнообразия 69
4.4. Выводы и обобщения... 71
Эталоны растительного биоразнообразия по основным группам типов леса карельского перешейка 72
5.1. Теоретические основы разработки стандартов растительного биоразнообразия 72
5.2. Применение интегральной модели Лапласа-Гаусса для разработке эталонов растительного биоразнообразия 76
5.3. Ключ интерпретации данных в рамках операций контроля-оценки растительного биоразнообразия для определенного типа лесных экосистем 81
5.4. Рекомендации по использованию минимального стандарта безопасности (МСБ) и верхнего экстремального предела (ВЭП) в многоцелевом комплексном лесоустройстве 82
5.5. Выводы и обобщения 83
6. Ранговые распределения видов растительности в основных группах типов леса карельского перешейка ленинградской области 85
6.1. Модели ранговых распределений 85
6.2. Ранговые распределения видов растительности в основных группах типов леса Карельского перешейка Ленинградской области 88
6.3. Выводы и обобщения 96
7. Пространственный анализ разнообразия лесного растительного покрова 98
7.1. Общие положения 98
7.2. Пространственный анализ разнообразия лесного растительного покрова Карельского перешейка 101
7.2.1. Индекс разнообразия лесного растительного покрова 105
7.2.2. Индекс компактности лесного растительного покрова 108
7.2.3. Вектор изменчивости лесного растительного покрова 109
7.3. Выводы и обобщения ПО
Заключение 112
Список литературы
- Основные закономерности видового разнообразия
- Лесная растительности Карельского перешейка
- Методика пространственного анализа биоразнообразия
- Статистические показатели растительного биоразнообразия
Введение к работе
Актуальность темы работы. Одним из важнейших принципов устойчивого управления лесами является сохранение биологического разнообразия. Для успешного выполнения данного принципа является необходимым решение целого ряда задач, в первую очередь - определение уровня биоразнообразия лесных экосистем изучаемого региона. По этой причине большую актуальность имеют разработка и определение количественных показателей растительного биоразнообразия, которые в свою очередь могут быть использованы при оценке состояния лесных экосистем и проектировании лесохозяйственных мероприятий в ходе многоцелевого комплексного лесоустройства.
Цель работы и задачи исследований. Разработать методику количественного определения растительного биоразнообразия лесных экосистем Карельского перешейка Ленинградской области и создать на их основе систему статистических показателей для оценки растительного биоразнообразия лесных экосистем с целью устойчивого управления лесами.
Для достижения поставленной цели необходимо было решение следующих задач:
изучить применяемые в научных исследованиях методы оценки растительного биоразнообразия лесных экосистем;
провести сбор полевых данных и определить основные показатели растительного биоразнообразия лесных экосистем Карельского перешейка;
построить теоретическую модель для разработки минимального стандарта безопасности в вопросе о растительном биоразнообразии и верхнего экстремального предела, а также интерпретации данных в рамках операций контроля-оценки растительного биоразнообразия;
определить эталоны растительного биоразнообразия основных групп типов леса Карельского перешейка;
провести анализ ранговых распределений видов в основных группах типов леса Карельского перешейка;
испытать пригодность индекса лесной вариабельности (F{v,y}) в качестве дополнительного инструмента устойчивого управления лесными биологическими ресурсами.;
разработать направления практического применения и сделать рекомендации по использованию к использованию минимального стандарта безопасности и верхнего экстремального предела в многоцелевом комплексном лесоустройстве.
Научная новизна исследования заключается в определении и сравнительном анализе растительного биоразнообразия лесных экосистем Карельского перешейка Ленинградской области. При этом, наряду с классическим показателем а -разнообразия и его статистическими характеристиками в рамках исследования были использованы модели ранговых распределений, а также вектор изменчивости, состоящий из индексов разнообразия и компактности лесного растительного покрова, позволивший оценить горизонтальное пространственное разнообразие лесных экосистем.
Углубленный анализ варьирования уровня а-разнообразия внутри групп типов леса Карельского перешейка позволил установить минимальные стандарты безопасности и верхние экстремальные предели растительного биоразнообразия.
Личный вклад. Автор участвовал в разработке методики исследования, сборе и обработке экспериментальных данных, анализе полученных результатов, формулировке выводов и практических рекомендаций.
Практическая ценность работы. Полученные данные могут быть использованы:
для оценки растительного биоразнообразия лесных экосистем;
при планировании лесохозяйственных мероприятий в рамках многоцелевого комплексного лесоустройства;
при оценке влияния лесохозяиственных мероприятий на лесные экосистемы;
при проведении экологической лесной сертификации.
Обоснованность и достоверность результатов. Сбор данных проводился по стандартной методике. Всего в ходе исследования были использованы данные обследования 248 постоянных пунктов учета. При последующей статистической обработке данных использовались общепринятые пакеты прикладных программ STATISTICA, STATGRAPHICS, STATGRAPHICS Plus и Microsoft Excel. Теоретическая модель, предлагаемая для разработки минимального стандарта безопасности и верхнего экстремального предела, а также интерпретации данных в рамках операций контроля-оценки растительного биоразнообразия, опирается на широко известную модель Лапласа-Гаусса. Оценка точности аппроксимации эмпирических данных использованными в рамках исследования моделями проводилась на основании коэффициента детерминации. Полученные закономерности о растительном биоразнообразии лесных экосистем согласовываются с данными других авторов.
Апробация работы. По материалам диссертационной работы прочитаны 3 доклада, в том числе:
один (1) на международной научно-практической конференции молодых ученых, проходившей 16-18 ноября 2004 года в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии;
два (2) на межвузовской научно-практической конференции "Проблемы и перспективы лесного комплекса", проходившей 26 - 27 мая 2005 г. в Воронежской государственной лесотехнической академии.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 7 глав, введения, заключения, списка литературы из 159 наименований, и приложения. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста и содержит 10 таблиц и 26 рисунка.
Основные закономерности видового разнообразия
Облик биотического сообщества определяется не только разнообразием видов и другими показателями структуры сообщества, которые отражают связи между видами, входящими в его состав. Функционирование сообщества и его стабильность также зависят от популяционных связей, от распределения организмов в пространстве и характера их взаимодействия с внешней средой.
Распределение организмов в пространстве редко бывает равномерным. Как правило, особи образуют вертикальные (стратификация) и горизонтальные (зональность) скопления. Так, в лесу растительность может быть представлена деревьями верхнего яруса (сосна, ель), деревьями второго яруса (рябина, осина, береза), кустарниками, которые образуют третий ярус, а также травами и кустарничками. На почве в лесу всегда имеются опавшие листья, отмершие побеги, сухие ветки. Почва также подразделяется на горизонты.
Растения и животные распределены по всей экосистеме не равномерно, а пятнами, в которых плотность особей может быть максимальной или, наоборот, сходить на нет. Мозаичность растительного покрова в пределах одного сообщества обусловлена разными причинами. Одной из главных причин является неоднородность, "пятнистость" условий среды. Часто мозаичность обусловлена микрорельефом. В этом случае в микропонижениях развиваются более влаголюбивые растения, а на микроповышениях - менее влаголюбивые. Благодаря мозаичности полнее используется разнообразие условий среды и увеличивается устойчивость к ее неблагоприятному воздействию (Бродский, 2002).
Следует отметить также, что экосистемы не изолированы друг от друга. Переходная зона между ними называется экотоиом. Эта пограничная зона может иметь значительную протяженность, но она всегда меньше территории прилегающих к ней экосистем. Переходная зона нередко представляет собой особое местообитание, в котором встречаются виды из обоих перекрывающихся сообществ, а иногда также виды, характерные только для экотона. Число видов и плотность популяций некоторых из них в экотоне часто выше, чем в лежащих по обе стороны от него экосистемах. Тенденция к увеличению разнообразия и плотности живых организмов на границе сообществ известна под названием краевого эффекта.
Чем больше различаются соседствующие экосистемы, тем ярче выражено экотонное сообщество, тем своеобразнее набор видов животных и растений, приуроченных к экотону. Ярким примером экотонного сообщества являются берега водоемов, где специфические условия среды обусловливают совместное существование разных растительных сообществ, которые располагаются поясами в зависимости от уровня грунтовых вод, его колебаний, спектра питательных веществ и силы прибоя. Околоводные и прибрежные экосистемы населены многими видами наземных, водных и земноводных животных.
Говоря о пространственных закономерностях биоразнообразия, следует указать, что и на поверхности земного шара биоразнообразие распределено неравномерно. Существуют территории, где его уровень наиболее высок, тогда как в других местах разнообразие видов и сообществ значительно ниже. Обсуждая стратегию сохранения биоразнообразия, английский эколог Н. Майерс выделил территории, которые, но его мнению, нуждаются в особом ІЗ внимании. Эти территории получили название "горячих точек" биоразнообразия. Для выделения этих территорий было предложено три критерия: 1) высокий уровень видового разнообразия сосудистых растений; 2) высокий процент эндемичных видов растений; 3) наличие угрозы разрушения местообитаний этих видов в результате деятельности человека.
При таком подходе выделяются территории, суммарная площадь которых составляет менее 2 % общей площади суши, но на которой встречается около 40 % видов растений и более 25 % видов животных. Большинство "горячих точек" расположено в Латинской Америке, в бассейне Карибского моря, на северо-востоке Средиземноморья, в Африке, южной и юго-восточной Азии и в Австралии.
Использование видового разнообразия растений в качестве основного критерия для выделения "горячих точек" неизбежно приведет к тому, что большинство таких территорий окажется в тропической зоне. Наибольшее разнообразие амфибий и насекомых, однако, зарегистрировано в районах, уровень биоразнообразия которых не совпадает с максимумом видового разнообразия растений. Это обстоятельство, а также необходимость охраны наряду с наиболее эксплуатируемыми территориями наименее затронутых деятельностью человека, девственных районов земного шара стало основой для выделения 25 участков суши, где концентрация биоразнообразия наиболее высокая. Особого внимания заслуживают участки земной поверхности, служащие единственным и последним пристанищем для эндемичных видов. Строго говоря, любая "горячая точка" представляет собой обширную территорию определенной конфигурации, простирающуюся в основном вдоль окраин континентов. (Бродский, 2002).
Закономерности динамики и структуры биоразнообразия Уровень биоразнообразия неразрывно связан с лесным генезисом. Любое биотическое сообщество в своем развитии, называемом также экологической сукцессией, проходит ряд этапов. Замещение видов в сукцессии вызвано тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций.
После вырубки ельника или пожара условия на его месте настолько изменяются, что ель не может снова заселить эту же площадь. На открытых местах всходы ели повреждаются поздними весенними заморозками, страдают от перегрева и не могут конкурировать со светолюбивыми растениями. В первые два года на вырубках и гарях буйно развиваются травянистые растения; кипрей, вейник и др. Вскоре появляются многочисленные всходы березы и осины. Деревья вытесняют травянистую растительность и постепенно образуют мелколиственный лес. Только тогда возникают условия, благоприятные для возобновления ели. Теневыносливые всходы ели успешно конкурируют с подростом светолюбивых пород. Когда ель достигает верхнего яруса, она полностью вытесняет лиственные деревья (рис. 1). В принципе так же протекает сукцессия кедрово-пи хто вой тайги,
В процессе развития сообщества возрастает общая биомасса, тогда как максимум продуктивности, то есть максимум годового прироста биомассы, приходится на одну из промежуточных фаз сукцессии. Обычно в процессе развития число видов возрастает, так как с увеличением растительного многообразия появляются ниши для все большего числа видов насекомых и других животных. Однако климаксовые сообщество, которое образуется на заключительной стадии развития, уступает по видовому богатству сообществам более ранних стадий. В климаксовых сообществах более важными оказываются иные факторы, чем те, которые ведут к видовому разнообразию. К числу таких факторов относится увеличение размеров организмов, что позволяет им запасать питательные вещества или воду, чтобы выжить в периоды, когда их недостает. Этот и другие факторы ведут к усилению конкуренции между видами и сокращению их числа в климаксовом сообществе.
Лесная растительности Карельского перешейка
Территория Карельского перешейка относится к лесной зоне, с господством хвойных лесов - сосновых {Pineta) и еловых (Piceta). Его юго-западная часть расположена в подзоне южной тайги, остальная- в подзоне средней тайги Североевропейской таежной провинции. Через южную часть перешейка проходит граница двух подпровинций: Кольско-Карельской (северная часть территории) и Северодвинско-Верхнеднепровской (южная часть). Такое плотное расположение разных геоботанических районов на небольшой территории перешейка можно объяснить сильным влиянием с юго-западной стороны Финского залива, а с восточной - Ладожского озера.
Большую часть территории занимают сосновые леса из Pimis sylvestris. Сухие песчаные и каменистые места, вершины ледниковых холмов, древние дюны и песчаные террасы рек занимают сосняки лишайниковые {P melum dadmosum) с напочвенным покровом из Cladina arbuscula, С. Stellaris, С. Rangiferina и кустистых и бокальчатых кладоний {Cladoma sp., Ceiraria islandica). В сухую погоду лишайниковый ковер создает повышенную пожароопасность. Подлеска в таких борах большей частью нет, а травяно-кустарничковый ярус представлен Vaccinium vitis-idaea, V. Myrtillus, Calluna vulgaris, реже Arctostaphylos uvaursi. На северной и северо-западной границе Карельского перешейка сосна растет на скалах из гранита.
По склонам, в основании холмов, реже на вершинах распространены сосняки зеленомошной группы типов леса, в которых доминируют Pleuroziwn schreberi, Dicranum polysetum, Hylocommm splendens. Травяно-кустарничковый ярус представлен Vaccinium vitis-idaea, V. myrtillus, папоротникам, некоторыми злаками и др. видами. Подлесок образуют Juniperus communis, Sorbus aucuparia, Frangula alnus и другие виды. Зеленомошные леса на Карельском перешейке чаще всего встречаются на супесчаных, реже суглинистых почвах и имеют широкую амплитуду по богатству почвы (от мезоолиготрофных до эутрофных). Видовой состав и богатство подлеска, травяно-кустарничкового и мохового ярусов сильно зависит от этих условий. Сосны в сосняках зеленомошных имеют высокие прямые стволы, высоко располагается и их крона. В некоторых сосново-еловых лесах теневыносливая ель, подрастая, постепенно вытесняет светолюбивую сосну.
На слабо дренированных водоразделах, в нижней части склонов, в бессточных западинах и по окраинам болот распространены сосняки долгомошные (Pinetum polytrichosum). На бедных и заболоченных песчаных и торфяных почвах распространены сосняки сфагновые {Pinetum sphagnosum).
Еловые леса представлены ельниками с преобладанием Picea abies и с примесью из P-fennica. Встречаются они в основном на водоразделах с суглинистыми и супесчаными почвами. Наиболее распространены ельники с моховым покровом из зеленых мхов. На более влажных местах в таких ельниках может преобладать Vaccinium myrtillus, а на более сухих- V.vitis-idaea,
На слабодренированных участках растут ельники долгомошные (Picetum polytrichosum) со сплошным ковром из Polytrichum commune, В этих сообществах, помимо Polytrichum commune, по повышениям встречаются виды зеленых мхов и по понижениям - сфагновых. На болотах переходного типа встречаются ельники с моховым покровом из сфагнумов и болотными растениями. На болотах низинного типа - ельники с напочвенным покрытием из разнотравья {Picetum heteroherdjsum).
На богатых нормально увлажненных почвах произрастают ельники кисличные {Picetum oxalidosum) со сложной структурой древостоя, богатым подлеском и травяным покровом. В древесном ярусе могут встречаться Acer platanoides, Tilia cordata, Que reus robur, в подлеске - Lomcera xylosteum, C.orylns ave/lana, Alnus incana, Viburnum opulus, Daphne mezereum, Ribes alpinum, R. Spicatum и др., в травяном ярусе - неморальные виды (Aegopodium podagraria, Siellaria holostea, Hepatica nobilis и др.). Моховой покров в таких лесах не развит.
Березовые леса (Betuieta) представлены насаждениями из Betula pubescens, а на более сухих местах Betula pendula. Большинство березняков образовалось на месте бывших ельников и реже - сосняков. Травяной покров в березняках более развитый, чем в хвойных лесах, в нем встречаются луговые травы. В березняках всегда есть подрост ели или сосны. На месте вырубленных заболоченных еловых лесов (Picetum heteroherbosum) встречаются травяные березняки (Betuletum heteroherbosum), в которых к Betula pubescens примешиваются Picea abies, Pinus sylvestris, Alnus glutinosa, A. Incana, Populus tremula.
Леса из осины {Populus tremula) растут на Карельском перешейке большей частью на местах, занятых прежде еловыми лесами. Чаще, чем осиновые, встречаются здесь смешанные березово-осиновые леса с разнообразным подлеском и травяным покровом.
Методика пространственного анализа биоразнообразия
Анализ и обработка полученных в ходе полевой части работ данных проводилась с использованием вычислительной техники и проходила в следующие пять этапов: 1. ввод данных в компьютерные программы (для хранения и первичной обработки данных использовался MS Excel); 2. расчет основных статистических показателей вариационных рядов экспериментальных данных - среднего значения, дисперсии, среднего квадрати ческо го отклонения, коэффициента вариации и размаха варьирования; 3. проведение корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализа данных с помощью пакетов прикладных программ STATISTICA и STATGRAPHICS; 4. представление полученных результатов в виде графиков и таблиц; 5. формулировка выводов и обобщений.
Одновременно с разработкой карточек учёта на ППУ, в программе MS Access 2000 проектировалась база данных. Целью создания базы данных являлось максимальное облегчение ввода данных с упором на возможность легкого расширения их списка. По этой причине, наряду с таблицами, база данных должна содержать формы, облегчающие поиск и редактирование данных вводимых данных. 3.3. Методика пространственного анализа биоразнообразия
Пространственный анализ биоразнообразия позволил, наряду с другими показателями, учесть степень расчлененности и перфорированное территории. Получение необходимых для этой цели данных можно было провести путем обработки картографического материала как на бумажных носителях, так и их оцифрованных версий.
Сбор первичных данных заключался в вычислении площадей групп однородных участков путем суммирования площадей выделов, сходных по преобладающей породе и труппе возраста, и определении площади наименьшего круга, который может быть описан вокруг рассматриваемого участка лесного фонда.
В дальнейшем полученные значения были использованы для расчетов индексов разнообразия и компактности лесного растительного покрова. 3.4. Выводы и обобщения ). В качестве основы для организации полевых исследований была избрана существующая на Карельском перешейке Ленинградской области регулярная биоиндикационная сеть экологического мониторинга состояния лесов, созданная по программе ICP-Forest.
2. Планирование исследования осуществлялось по материалам лесоустройства с учетом данных о площадях, занимаемых группами типов леса, представленными на Карельском перешейке. Эти материалы позволили провести расчет распределения необходимого числа постоянных пунктов учета (ППУ) по группам типов леса. На основании материалов лесоустройства были выбраны наиболее представленные 7 групп типов леса: кисличная, черничная, брусничная, лишайниковая, долгомошная, сфагновая и разнотравная. Последняя включила в себя травяно-болотную и приручейно-разнотравную группы типов леса.
3. Необходимое для обследования число ППУ, которое обеспечивало достаточную статистическую репрезентативность, составило 248. Закладка ППУ проводилась в соответствии со стандартной методикой создания регулярной биоиндикационной сети (РБИС) первого уровня мониторинга. Для учета биологического разнообразия в состав ППУ, при сохранении его общей схемы, были введены дополнительные элементы - 8 площадок для геоботанического описания травяно-кустарничкового и мохово лишайникового ярусов растительности, 2 площадки для геоботанического описания подроста и подлеска, 1 площадка для учета крупного детрита, 2 почвенные прикопки.
4. Результаты измерений на ППУ и оценки элементов биологического разнообразия заносились в специальную карточку ППУ, являющуюся дополнением к стандартной карточке системы лесного мониторинга.
Анализ и обработка полученных в ходе полевой части работ данных проводились с использованием вычислительной техники и включали в себя ввод данных, определение основных статистических показателей рядов, корреляционный, регрессионный и дисперсионный анализ данных, а так же представление полученных результатов в виде графиков и таблиц и формулировку выводов и обобщений.
Сбор первичных данных для пространственного анализа биоразнообразия заключался в вычислении площадей групп однородных участков и определении площади наименьшего круга, который может быть описан вокруг рассматриваемого участка лесного фонда путем обработки картографического материала.
Статистические показатели растительного биоразнообразия
На основании приведенных в табл.9 индексов разнообразия лесного растительного покрова и индексов Шеннона можно заключить, что наибольшим разнообразием характеризуется лесной фонд Агалатовского лесничества, В целом изученные участки лесного фонда характеризуются низким разнообразием лесного растительного покрова, что выражается в низких значениях соответствующего показателя. Здесь, однако, надо заметить, что полученные результаты в значительной мере зависят от показателей, по которым было проведено формирование групп участков. Можно предположить, что при использовании вместо преобладающей породы и группы возраста других таксационных или геоморфологических показателей нами были бы получено другое ранжирование лесничеств по разнообразию растительного покрова в них.
Как видно из приведенных на рис.23.24 и 25 схем лесонасаждений Ройкинского, Агалатовского и Кавголовского лесничеств, последние представляют собой расчлененные лесные массивы. По этой причине для их анализа был рассчитан индекс компактности лесного растительного покрова у (табл. 10).
Как видно из табл.10, наиболее компактным является лесной массив Агалатовского лесничества (у = 0,0213), что, наряду с формой образующих его фрагментов лесного фонда, может быть объяснено их сравнительно меньшим количеством, а также значительным доминированием размера одного из фрагментов.
Из рассмотренных лесничеств Токсовского опытно-показательного парклесхоза наименьший индекс компактности наблюдается в Кавголовском.
Для большей наглядности, полученный в ходе исследования вектор изменчивости лесного растительного покрова F {v, у} был представлен в виде графика. Как видно из рис.26, чем дальше отточки начала координат находится вектор изменчивости, характеризующий рассматриваемый объект, тем большим разнообразием растительного покрова и компактностью территории характеризуется последний.
Значения векторов изменчивости растительного покрова могут быть использованы при планировании лесозозяиственных мероприятий. Так, на участках лесного фонда, хараісгеризующихся низкими значениями индексов разнообразия и компактности, необходимым может являться проведение рубок обновления и переформирования, что позволит повысить разнородность лесного растительного покрова.
Вместе с тем, высокие значения вектора разнообразия растительного покрова могут являться предпосылкой для отнесения данной территории к сети ООПТ. 1. Для пространственной оценки разнообразия может быть использован вектор изменчивости, состоящий из индексов разнообразия и компактности лесного растительного покрова. 2. Индекс разнообразия лесного растительного покрова v, являющийся мерой разнородности леса, варьирует в пределах от 0 до l. 3. Индекс компактности лесного растительного покрова варьирует в пределах от 0 до I. Значение у = I означает, что лесной массив представлен одним цельным блоком, имеющим форму круга.
В ходе исследования был проведен пространственный анализ растительного покрова Ройкинского, Агалатовского и Кавголовского лесничеств Токсовского опытно-показательного парклесхоза Ленинградской области. На основании полученных величин индексов разнообразия лесного растительного покрова и индексов Шеннона можно заключить, что наибольшим разнообразием характеризуется лесной фонд Агалатовского лесничества.
Исходя из рассчитанных индексов компактности, можно заключить, что наиболее компактным является лесной массив Агалатовского лесничества, что, наряду с формой образующих его фрагментов лесного фонда, может быть объяснено их сравнительно меньшим количеством, а также значительным доминированием размера одного из фрагментов.
Значения векторов изменчивости растительного покрова могут быть использованы при планировании лесозозяйственных и природоохранных мероприятий.
На примере лесных экосистем Карельского перешейка Ленинградской области проведен количественный анализ растительного биоразнообразия лесного растительного покрова.
Показано, что изменчивость растительного биоразнообразия внутри групп типов леса с высокой достоверностью может быть описана кривой Гаусса-Лапласа, параметры которой, в свою очередь, могут быть использованы при разработке эталонов растительного биоразнообразия.
Углубленный анализ варьирования уровня а-разнообразия внутри групп типов леса Карельского перешейка позволил установить минимальные стандарты и верхние экстремальные пределы безопасности растительного биоразнообразия, которые в дальнейшем могут быть использованы в качестве индикаторов устойчивого управления лесами. В ходе исследования были подобраны математические модели, в наилучшей степени описывающие ранговые распределения (РР) в наиболее представленных группах типов леса Карельского перешейка. Установлено, что ввиду ярко выраженного доминирования обильных видов в лишайниковой, брусничной, черничной, долгомошной и сфагновой группах типов леса, наиболее обоснованным является использование для описания ранговых распределений в них модели геометрического ряда. Для описания ранговых распределений видов в кисличной и разнотравной группах типов леса в наилучшей степени подходит распределение по типу «разломанной палки» и именно экспоненциальную модель.
