WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, методички

 


На правах рукописи

Михайлов Юрий Зиновьевич

ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

НА ФОРМИРОВАНИЕ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ

ПРИАНГАРЬЯ

Специальность 03.00.16. – «Экология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Братск 2008 2

Работа выполнена на кафедре лесоинженерного дела ГОУВПО «Братский государственный университет» (г. Братск).

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Елена Михайловна Рунова

Официальные оппоненты – доктор биологических наук, профессор Виктор Иванович Воронин кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Шихранов Олег Геннадьевич

Ведущая организация – ГОУ ВПО «Тихоокеанский государственный университет», г. Хабаровск

Защита состоится 18 декабря 2008 г. в 10-00 ч. на заседании диссертационного совета ДМ 212.018.03. в Братском государственном университете по адресу: 665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40.

Факс: (3953) 33-20- Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.018.03.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БрГУ.

Автореферат разослан « 18 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Чжан С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Роль лесов чрезвычайно велика и заключается в регулировании экологического равновесия биосферы и сохранении биологического разнообразия. Современные лесные экосистемы Приангарья характеризуется преобладанием светлохвойной тайги на равнинах и плато с незначительным участием темнохвойных ландшафтов. Леса представляют собой открытую термодинамическую систему, непрерывно обменивающуюся веществом и энергией с внешней средой. Внешние факторы среды органически связаны с динамикой лесных сообществ, поэтому рациональное ведение лесного хозяйства невозможно без всестороннего изучения климатических, радиационных, почвенно-географических и гидрологических процессов. В связи с этим, исследование взаимодействия экологических факторов на процессы формирования и динамики лесных фитоценозов в климатических и антропогенных условиях Приангарья является актуальным.

Цель работы заключается в комплексном исследовании природных условий Приангарья в связи с естественным и антропогенным воздействием на лесные фитоценозы.

К основным задачам диссертационной работы относятся:

- выявление влияния природно-климатических факторов на формирование лесных сообществ таежной зоны;

- влияние природно-климатических явлений на уровень загрязнения атмосферы в районе действия промышленных предприятий;

- исследование влияния загрязнения атмосферы на радиальный прирост хвойных древостоев Приангарья;

- выявление зависимости климатических и антропогенных факторов на возникновение лесных пожаров.

Научная новизна работы. Выявлен характер воздействия природноклиматических явлений на состав и возрастную структуру лесных фитоценозов Приангарья. Математически доказана стабильная величина физиологически активной радиации (ФАР), влияющая на постоянство видового состава лесных фитоценозов. Разработаны математические модели переноса загрязняющих веществ в виде аэрозолей в условиях БратскоУсть-Илимского промышленного узла и влияния природноклиматических и антропогенных факторов на радиальный прирост сосны и лиственницы. Определены природно-пространственные закономерности горимости лесов на территории региона.

Положения, выносимые на защиту:

1. Оценка влияния антропогенных и природно-климатических факторов на состояние лесных фитоценозов.

2. Математическая модель влияния природно-климатических и антропогенных факторов на состояние и радиальный прирост хвойных древостоев.

3. Математическая модель вероятности возникновения лесных пожаров в пространственно-временном аспекте в условиях Приангарья.

Практическая значимость. Практическая значимость работы состоит в получении результатов влияния природно-климатических и антропогенных факторов на продуктивность и жизнеспособность лесных фитоценозов, которые могут быть использованы при прогнозировании состояния лесного фонда и динамики сукцессионных процессов в лесах Приангарья.

Исследования выполнялись в рамках научного направления Братского государственного университета: «Мониторинг и управление экологической ситуацией Братско-Усть-Илимского ТПК», по госбюджетной теме:

«Разработка и обоснование технологии лесопользования в зоне БратскоУсть-Илимского ТПК», в рамках фундаментальных НИР по единому заказ-наряду Федерального агентства по образованию РФ «Экологический мониторинг и влияние лесопользования на водные ресурсы Приангарья» и «Пространственно-временной характер антропогенной сукцессии лесов бореальной зоны».

Обоснованность выводов и достоверность результатов подтверждены многочисленными данными, собранными на постоянных и временных пробных площадях, результатами замеров климатических показателей за длительный период времени и обработанных с использованием методов статистики и математического моделирования.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, выборе методик и проведении экспериментов, обработке и анализе экспериментальных данных, обобщении результатов, подготовке выводов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорскопреподавательского состава и аспирантов БрГУ, международной конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса » (г. Брянск, 2006, 2007, 2008 г.), всероссийской конференции «Дистанционное зондирование поверхности земли и атмосферы» (г. Иркутск, 2003 г.).

Результаты работы экспонировались на выставках-ярмарках “Сиблесопользование – 2003 -2008“ (г. Иркутск).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе одна опубликована в издании, рекомендованном списком ВАК.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (135 наименований).

Она изложена на 138 страницах, включая 33 рисунка и 27 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит актуальность, научную новизну, апробацию работы. Поставлены цель и задачи исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту, обоснована практическая значимость работы.

1. Состояние вопроса. Атмосферные процессы являются важнейшим абиотическим фактором лесных экосистем. Существование лесов зависит не только от средних климатических условий, но и от структуры отдельных метеорологических величин и вероятности их совместного воздействия. [Сукачев, 1972; Одум, 1986; Филиппов, 1974; Ефимова, 1955].

Многочисленными научными исследованиями установлено, что на рост деревьев влияют, как внутренние (биологические свойства), так и факторы внешней среды. [Нащокин, 1963; Нейштанд, 1957; Ловелиус, 1979; Молчанов, 1976; Ляэнелайд, 1981; Костин, 1962].

На основании анализа литературных источников по влиянию экологических факторов можно установить следующее, что на формирование и развитие лесных фитоценозов и их устойчивость оказывают большое влияние факторов: климатические, радиационные, почвенногеографические, гидрологические, антропогенные. Бореальные леса Приангарья являются открытыми термодинамическими системами с неустойчивым равновесием. Любое нарушение равновесия: изменения климата, гидрологических условий, влияние промышленного загрязнения, пожары, вырубки, приводят к сукцессиям и потере устойчивости лесных фитоценозов.

2. Объем и методы исследований. Основным методом сбора информации о состоянии древесной растительности являлось полевое обследование на пробных площадях, которые закладывались по стандартным методикам (ОСТ 56-69-85 «Пробные площади лесоустроительные»). На каждой пробной площади производилось лесоводственно-геоботаническое описание, с указанием особенностей древостоя, подроста, подлеска, напочвенного покрова и рельефа.

Измерялись следующие таксационные и биоиндикационные показатели: высота, диаметр, возраст деревьев, возраст и длина хвои, ее состояние, а также устанавливались класс дефолиации и балл категории состояния согласно «Санитарным правилам в лесах РФ». Для определения радиального прироста были взяты образцы древесины с помощью возрастного бурава на высоте груди (1,3 м).

Сведения о радиационном балансе исследуемой территории, многолетние данные температурного режима, а также данные о химическом анализе проб атмосферного воздуха на содержание сернистого газа, окислов азота, аммиака, хлора, фтора брались по данным метеостанции г.

Братска. Экспериментальные данные обработаны статистически. Применялись методы математического моделирования с использованием компьютерных программ, законов теории вероятностей и теорий множеств.

Для более детального и глубокого изучения процессов влияния экологических факторов на состояние лесных фитоценозов были заложены 17 постоянных пробных площадей и 19 временных. Визуально обследовано более 250 тыс. гектаров леса. Определено состояние основных лесообразующих пород в зонах антропогенного загрязнения в районе промышленного узла города Братска. Проведены дендрохронологические исследования, для чего было обработано 68 кернов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и лиственницы сибирской (Larix sibirica Ldb.) различных категорий состояния.

На рисунке 1 приведен алгоритм исследования.

Влияние экологических факторов на формирование лесных фитоценозов Приангарья 3. Характеристика объекта исследования. Характер формирования лесной растительности зависит от почвенных и климатических факторов.

Преобладающим типом почв Иркутской области являются дерновоподзолистые и дерновые лесные железистые почвы. Наибольшие пространства региона (27,3%) заняты дерново-подзолистыми и дерновокарбонатными почвами.

Практически во всех пунктах региона характер годового хода скорости ветра одинаков: максимумы наблюдаются весной (чаще всего в апреле) и осенью – в октябре-ноябре. Средние скорости обычно составляют 2м/с. Минимумы в годовом ходе скорости ветра отмечаются зимой (январь-февраль) и летом (июль), когда средние скорости равны 0,7-1,5 м/с.

Ветер со скоростью более 15 м/с принято считать сильным. Повторяемость таких значений очень невелика и изменяется в течение года. Обычно число дней с сильным ветром составляет 0,1-0,4 в январе и 0,5-3 в апреле.

За последние десятилетия в результате хозяйственного использования лесов, воздействия пожаров и биотических факторов лесной покров Приангарья претерпел значительную антропогенную трансформацию. В результате техногенного загрязнения лесных территорий изменяются экологические условия роста лесных фитоценозов.

4. Пространственная и временная динамика лесных экосистем Приангарья. Возрастная структура лесного фитоценоза является индикатором происходящих в нем процессов – реакции на изменения внешней среды. На основании многолетних данных установлены математические зависимости изменения динамики возрастных групп и основных таксационных показателей древостоев основных лесообразующих пород на ближайшие годы. На рисунках 2,3,4 представлена динамика доли спелых и перестойных насаждений основных лесообразующих пород Иркутской области.

Изменение доли спелых и перестойных насаждений сосны можно описать следующим уравнением:

где у – процент спелых и перестойных насаждений сосны от покрытой лесом площади; х – годы; R2 - величина достоверности аппроксимации.

Рисунок 2 - Динамика доли спелых и перестойных Рисунок 3 - Динамика доли спелых и перестойных Изменение доли спелых и перестойных насаждений лиственницы можно описать следующим уравнением:

где у – процент спелых и перестойных насаждений лиственницы от покрытой лесом площади; х – годы; R2 - величина достоверности аппроксимации.

Рисунок 4 - Динамика доли спелых и перестойных Изменение доли спелых и перестойных насаждений березы и осины можно описать следующими уравнениями:

Для березы:

где у – процент спелых и перестойных насаждений березы от покрытой лесом площади; х – годы; R2 - величина достоверности аппроксимации где у – процент спелых и перестойных насаждений осины от покрытой лесом площади; х – годы; R2 - величина достоверности аппроксимации.

Наблюдается неуклонное сокращение спелых и перестойных лесов среди хвойных формаций, кроме пихтарников. Доля древостоев, достигших возраста спелости, среди пихтарников, березняков и осинников отличается относительной стабильностью.

На основании анализа многолетних данных состояния лесных фитоценозов Приангарья можно делать выводы об относительной стабильности породного состава и возрастной структуры лесов. Однако в последние десятилетия прослеживается тенденция замены хвойных пород лиственными, некоторые изменения возрастной структуры. Получены математические модели, прогнозирующие качественные и количественные показатели лесов Приангарья: процент от покрытой лесом площади, средний запас на 1 га, класс возраста, бонитет, средняя полнота.

5. Влияние природно-климатических и антропогенных факторов на лесную растительность Приангарья. Для оценки радиационного режима на развитие лесных фитоценозов Приангарья получены многолетние экспериментальные данные по Иркутской области. На основании этих данных произведен регрессионный анализ связи суммарной солнечной радиации ( Q ) с широтой места ( ), как главным фактором природной зональности. Для каждого месяца и за год получены следующие уравнения регрессии и коэффициенты корреляции ( r ). Зависимость между количеством годовой солнечной радиации и широтой местности можно выразить следующим уравнением:

Погрешность расчета по этим уравнениям регрессии не превышает 2-8%. Объективность регрессионного анализа подтверждается коэффициентами корреляции. Это означает, что фактор широтной зональности является основным. Вклад широты в пространственную изменчивость суммарной радиации составляет 75-98%. Характерным для зимнего сезона является меридиональное направление воздушных масс, что позволяет лучше проявиться фактору зональности. Два экспериментальных массива – при безоблачном небе и при действительных условиях облачности – позволяют оценить влияние погодных факторов на количество фотосинтетически активной радиации (ФАР) по сравнению с радиацией, формирующейся только за счет поглощения и рассеяния в безоблачной атмосфере. Месячные и годовые суммы фотосинтетически активной солнечной радиации (Ф) изменяются по широте в соответствии со следующими полученными уравнениями регрессии:

При действительных условиях облачности Главным фактором пространственного распределения ФАР, как и суммарной радиации, является широтная зональность. За исключением июля, когда фактор зональности сильно искажается аэросиноптическими условиями, коэффициенты корреляции ФАР с широтой очень велики и колеблются в пределах 0,80-0,99, что означает, что вклад географической широты в пространственную дисперсию составляет 65-95%, т.е. является определяющим. По всей территории региона годовая сумма ФАР меняется от 1825 МДж/м2 до 2025 МДж/м2, т.е. примерно на 10%. Впрочем с такой стабильностью ФАР, связано относительное постоянство видового состава лесного сообщества таежной зоны. Статистически обработаны и проанализированы данные по количеству атмосферных осадков, годовым колебаниям температуры воздуха и почвы.

Основными источниками загрязнения воздуха в Братском районе являются Братский алюминиевый завод, Братский лесопромышленный комплекс.

В зависимости от степени ослабления (усыхания) насаждений, на всей обследованной наземной площади выделены три условные зоны влияния промышленных выбросов: первая зона - зона сильного загрязнения, в которую вошли в основном усыхающие и погибшие насаждения (в основном перестойные древостой); вторая зона - зона среднего загрязнения промышленных выбросов, в которую входят сильно ослабленные насаждения; третья зона - зона слабого загрязнения промышленных выбросов, которая включает в себя как ослабленные, так и здоровые насаждения с признаками влияния промышленных выбросов. Третья зона не имеет четко выраженной внешней границы.

В каждой из этих зон были заложены постоянные и временные пробные площади с целью оценки состояния лесных экосистем, подверженных воздействию промышленного загрязнения.

Обработка экспериментальных данных позволила сделать некоторые выводы (рисунок 5 и уравнение 5).

Изменение среднего балла категории состояния можно описать следующим уравнением:

где у – средний балл категории состояния; х – расстояние от источника выбросов; R2 - величина достоверности аппроксимации.

Рисунок 5 – Зависимость среднего балла категории состояния насаждений на постоянных пробных площадях от расстояния Как видно из уравнения 5 существует достаточно тесная зависимость между расстоянием от источника выбросов (в данном случае алюминиевый завод) и состоянием древостоя. Чем ближе к источнику выбросов, тем более ослабленными являются древостои. Даже на расстоянии более км от алюминиевого завода чувствуется ослабление и угнетение отдельных деревьев хвойных пород.

На временных пробных площадях изучалась зависимость процента сухостойных деревьев от источника выбросов и от возраста древостоя.

Наиболее тесная зависимость прослеживается между расстоянием и процентом сухостойных деревьев, т.е. вблизи предприятия сконцентрированы от 20 до 30 % сухостойных деревьев. На расстоянии более 20 км от завода процент сухостойных деревьев снижается до 3-5 % от общего запаса насаждения. Эта зависимость отражена на рисунке 6 и в уравнении 6.

Рисунок 6 - Зависимость процента сухостойных деревьев на временных пробных площадях от расстояния от источника Изменение процента сухостойных деревьев можно описать следующим уравнением:

где у – процент сухостойных деревьев от общего запаса насаждения;

х – расстояние от источника выбросов; R2 - величина достоверности аппроксимации.

Комплексной характеристикой загрязнения воздуха служит «индекс загрязнения» атмосферы (ИЗА), определяемый в соответствии с методикой (РД 52.04 186 -89):

где qi и ПДК i, - концентрации для ПДК i-ой примеси, а C i класс ее опасности.

На рис. 7 приводится годовой ход индекса загрязнения для 11 антропогенных примесей воздуха в г. Братске. Как видно из графика, ИЗА меняется в течение года по своему закону, несколько похожему на изменение пыли и аэрозолей.

Рисунок 7 - Годовой ход индекса загрязнения атмосферы в Братске Интегральный индекс загрязнения атмосферы также изменяется в течение года, в наибольшей мере повторяя ход аэрозолей.

В заключение анализа сезонных изменений атмосферных примесей можно подчеркнуть, что в относительной мере амплитуды внутригодовых вариаций невелики и составляют в среднем около 30 мг/м3.

Объективная оценка степени техногенного воздействия должна базироваться на расчете диффузионного переноса атмосферных примесей от их источников. В зависимости от целей, перенос примесей рассчитывается с той или иной степенью детализации решений уравнения турбулентной диффузии. Для районирования лесных массивов большой площади, нет необходимости в детальных расчетах, а достаточно получить усредненное пространственное распределение средних за год или сезон концентраций примесей.

Простым и физически наглядным для такой цели является метод Лайхтмана Д.Л., основанный на аналитическом решении уравнения диффузии и учитывающий пульсации направления ветра.

Воспользуемся для расчета уравнением диффузии сферическисимметричного источника:

где r - расстояние от источника, D - коэффициент диффузии.

Решение уравнения (1) для непрерывного источника постоянной мощности (М) имеет вид:

в установившемся режиме (t ) :

Таким образом, разовая концентрация уменьшается пропорционально расстоянию в первой степени.

Применяя решение, полученное Лайхтманом к инверсионным условиям в Сибири, без учета поглощения примесей земной поверхностью, концентрация примеси убывает пропорционально расстоянию. Если же учесть поглощение примесей на земной поверхности (это типично для леса), то показатель степени будет равен 2. Отсюда решение (3) можно заменить равенством:

которое использовалось при расчетах.

Объемная концентрация резко убывает с расстоянием и, например, в Братске на расстояниях 2, 10, 40 и 60 км от источника выбросов годовая концентрация которых равна 118 тыс.т/га буде составлять соответственно следующие значения: 9250 10 3 мг/м3, 370 10 3 мг/м3, 23 10 3 мг/м3 и Аналогичные расчеты по примененной методике можно выполнить отдельно для сезонов или месяцев вегетационного периода. Несмотря на усредненный характер расчетов, полученные концентрации соответствуют наблюдаемым значениям. Так, в Братске измеряемые общие концентрации составляют 1-1,2 мг/м3; такая же цифра получена в расчете для ближайших окрестностей города согласно уравнению 11.

Рисунок 8 - Распределение средней годовой концентрации атмосферных примесей, выбрасываемых промышленными предприятиями и транспортом города Братска и Усть-Илимска. (Цифры у изолиний – 10-3 мг/м3).

Исходя из рисунка 8 и уравнения (11) можно сделать вывод, что полученные изолинии четко совпадают с зонированием, полученным по материалам пробных площадей. Первая зона – зона сильного загрязнения совпадает с изолинией от 1000 10 3 до 20 10 3 мг/м3 (для города Братска), вторая зона – зона среднего загрязнения совпадает с изолинией от до 5 10 3 мг/м3, а третья зона находится за границей изолинии 5 10 3 мг/м3.

Для получения более достоверных результатов по влиянию техногенного загрязнения на радиальный прирост применялся метод дендрохронологических исследований. Анализируя данные абсолютных значений радиального прироста можно заметить определенные закономерности в изменении этих величин. Так радиальный прирост после 50-60-х годов снижается у всех категорий деревьев. Это связано со временем пуска основных предприятий в городе Братске (алюминиевый завод и лесопромышленный комплекс). Анализ изменений прироста годичных слоев в зонах сильного и среднего загрязнения по трем категориям жизненного состояния - здоровые, угнетенные и сухостойные - показывает, что совместные колебания происходят почти синхронно.

Для обоснования использования средних обобщенных хронологий сосны и лиственницы при анализе связи радиального прироста рассматриваемых деревьев с климатическими компонентами представим коэффициенты корреляции данных хронологий с серией колец каждого отдельного дерева (таблица 1).

Таблица 1 - Коэффициенты корреляции между средними обобщенными хронологиями колец сосны и лиственницы и сериями колец каждого отдельного дерева На рисунке 9 показана динамика среднего годового радиального прироста сосны и лиственницы, и многолетний ход повторяемости западной и восточной формы циркуляции.

Из рисунка видно, что три кривые имеют приблизительно одинаковый ход и тренд: кривые приростов сосны и лиственницы, а также кривая хода повторяемости западной формы циркуляции.

Если же принять в расчет не только гидротермические факторы, но и радиационные, а также гелиофизические факторы, то множественный коэффициент корреляции вырастает до 0,72 (для сосны) и 0,78 (для лиственницы). В исследуемом районе не существует фактора, единолично лимитирующего прирост хвойных деревьев. Все представленные выше геофизические факторы имеют большое значение в приросте исследуемых деревьев.

Рассматривалась связь ширины радиальных колец со среднемесячной температурой воздуха января и июля (Т I и ТVII), среднегодовой амплитудой температуры воздуха (Ат), среднемесячными суммами осадков мая (RV), июля (RVII), ноября (RXI), числом гроз, с годовой суммой осадков, прямой (S) и рассеянной (Q) солнечной радиацией на метеостанции Братск, с повторяемостью форм циркуляции (западной - W, восточной E, и меридиональной - C) и с числами Вольфа (W/), показывающими солнечную активность.

Рисунок 9 - Динамика годового радиального прироста (мм) сосны и лиственницы (1900-2005 гг.) и повторяемость западной и Представляет интерес, построенная регрессионная модель зависимости прироста сосны и лиственницы от различных метеорологических факторов. Для построения этой модели использовался пакет статистических программ STADIA. Приведем некоторые из уравнений многомерной регрессии:

1. Средний прирост лиственницы - Z R Регрессионная модель радиального прироста представляет наибольший интерес для диагноза многолетних колебаний радиального прироста хвойных деревьев лесного фитоценоза. В прогностических целях использовать такую модель затруднительно в связи с большими трудностями прогноза гидрометеорологических факторов. Регрессионный анализ, характеризует естественные вариации продуктивности фитоценоза.

6. Прогнозирование горимости лесов Приангарья как антропогенного фактора формирования лесных фитоценозов. В качестве эксперимента по изучению пространственно-временной структуры лесных пожаров в Иркутской области использовались данные спутникового мониторинга ЦКМ ИСЗФ СО РАН за 1998 - 2006 годы. Вся территория была разделена на 100 квадратных участков размером 50х50 км. В каждой клетке подсчитывалось число пожаров за декаду. В качестве примера приведена часть карты Иркутской области (Братский район) по распределению числа пожаров (рисунок 10). Карта демонстрирует преобладание антропогенного фактора в возгорании леса: наибольшее число пожаров отмечалось вблизи городов и поселков. По этой же причине с удалением от Восточно-Сибирской железнодорожной магистрали число пожаров уменьшается. Число пожаров распределено по территории (по узлам регулярной сетки) крайне неравномерно. Кривая статистического распределения декадных сумм пожаров (число пикселов в клетке) характеризуется максимальной вероятностью (32% от общего числа случаев за два года) при 1 случае пожара. Два пожара наблюдались в 20 % случаев, три пожара - в 10 % случаев (Рисунок 11). Кривая статистического распределения, как это видно из рисунка, характеризуется резким уменьшением вероятности до значений 4-6 случаев пожара, а затем медленным уменьшением вероятности до 20-24 пожаров в одной клетке.

Рисунок 11 - Количество пожаров по Братскому району Рисунок 12 – Распределение вероятности числа лесных пожаров в На основании данных получена регрессионная модель вероятности появления пожаров в Братском районе.

где у – вероятность возникновения пожаров %; х – число пожаров в квадрате 50х50 км; R2 - величина достоверности аппроксимации.

Функция распределения вероятностей позволяет определить среднее значение числа пожаров их теоремы о среднем:

Расчет показал, что среднее число пожаров в одной клетке равно в пересчете на единицу площади соответствует 0,0022 пожара/км2 год. По большому статистическому массиву данных лесхозов в 1999 году на территории Иркутской области наблюдалось 24 пожара на миллион гектаров леса или 0,0024 пожара/км2. Столь точное совпадение величин, полученных принципиально различными способами, может оказаться случайным, однако дает основания считать метод космического мониторинга пожаров вполне сопоставимым с прямыми наземными и самолетными наблюдениями.

Представляет интерес суммарная вероятность появления числа пожаров в квадратах 50х50 км. Такая интегральная кривая вероятности показана на рисунке 13.

Интегральная вероятность появления пожаров (%) Рисунок 13 – Интегральная вероятность появления лесных Математическое выражение интегральной вероятности появления лесных пожаров для Иркутской области представлено уравнением:

где у – интегральная вероятность возникновения пожаров, %; х – число пожаров в квадрате 50х50 км; R2 - величина достоверности аппроксимации Из рисунка, в частности, следует, что в исследуемом регионе 50% случаев возгорания леса соответствует более 2-3 пожара в одной клетке, а свыше 6 пожаров наблюдается в 25 % случаев.

Относительно плавные кривые дифференциального и интегрального распределения свидетельствуют о наличии общих природных пространственных закономерностей горимости леса на территории региона.

Антропогенные факторы, выступают как источники возгорания, а развитие пожаров в пространстве и времени, на наш взгляд зависят в большей мере от состава пород, рельефа, ветра, температуры и влажности, подстилки и древостоя. Определяющая роль естественного фактора хорошо иллюстрируется сезонным ходом числа пожаров (рисунок 14).

Из графика видно, что пик активности возгорания приходится на конец апреля – май и плавно снижается практически до нуля в сентябре.

где у – суммарное число пожаров; х – порядковый номер месяца в году; R2 - величина достоверности аппроксимации.

суммарное за месяц число пожаров Рисунок 14 – Сезонный ход повторяемости лесных пожаров Основные выводы. На основании проведенных исследований можно сделать основные выводы:

1. Сумма фотосинтетической активности солнечной радиации (ФАР) в Приангарье отличается высокой стабильностью и составляет 1825- МДж/м2. Главным фактором пространственного распределения ФАР является широтная зональность. Стабильность ФАР обеспечивает относительное постоянство видового состава лесных сообществ таежных лесов.

2. Выявлена зависимость между расстоянием и процентом сухостойных деревьев на пробных площадях. Вблизи источника выбросов сконцентрированы от 20 до 30 % сухостойных деревьев от общего запаса насаждения. На расстоянии более 20 км от завода процент сухостойных деревьев снижается до 3-5 %. Менее четкая зависимость проявляется между возрастом и процентом сухостойных деревьев. Наибольший процент сухостойных деревьев приходится на возраст 80-100 лет и возраст более лет.

3. На основе анализа многолетних исследований горимости лесов Иркутской области, а также данных ГИС-технологий разработаны регрессионные модели вероятности возникновения лесных пожаров в пространственно-временном аспекте и модели сезонного хода лесных пожаров для условий Приангарья, что позволяет на основании ожидаемых прогнозов снизить экологический ущерб от антропогенных факторов за счет предупредительных лесохозяйственных и противопожарных мероприятий.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

В изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования России 1. Рунова, Е.М. Основные физические и биогеохимические факторы формирования лесных фитоценозов. [Текст] /Е.М. Рунова, Ю.З. Михайлов//Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2006. – № 4. – с. 74-79.

В статьях, материалах конференций и реферируемых изданиях 1. Михайлов, Ю.З. Дистанционное спутниковое зондирование лесных пожаров на территории Усть-Илимского района. [Текст] /Ю.З. Михайлов// Дистанционное зондирование поверхности земли и атмосферы. Всероссийская конференция. Программа и тезисы докладов. - Иркутск: институт солнечно-земной физики СО РАН Байкальская академия образования, 2003. – с. 47.

2. Михайлов, Ю.З. Дистанционное спутниковое зондирование лесных пожаров. [Текст] /Ю.З. Михайлов // Материалы научно-технической конференции. – Усть-Илимск: Изд-во БГУЭП, 2004.- с. 84-85.

3. Рунова, Е.М. Особенности возникновения лесных пожаров в Братском районе. [Текст] /Е.М. Рунова, Ю.З. Михайлов, М.В. Беженцев // Естественные и инженерные науки – развитию рагионов: Материалы межрегиональной научно-технической конференции. – Братск: БрГТУ, 2004. – с. 150-151.

4. Рунова, Е.М. Влияние загрязняющих веществ на природную среду.

[Текст] /Е.М. Рунова, Ю.З. Михайлов// Актуальные проблемы лесного комплекса/под ред. Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 15. – Брянск:

БГИТА, 2006. – с. 120-122.

5. Рунова, Е.М. Возрастная структура лесных фитоценозов Приангарья. [Текст] /Е.М. Рунова, О.А. Пузанова, Ю.З. Михайлов// Актуальные проблемы лесного комплекса/под ред. Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 17. – Брянск: БГИТА, 2007. – с. 81-84.

6. Вашестюк, Н.И. ГИС-технологии в лесном хозяйстве Иркутской области. [Текст] / Н.И. Вашестюк, Ю.З. Михайлов// Геоинформационные технологии: от теории к практике. Материалы региональной научнопрактической конференции. - Иркутск: ГИС, 2007. – с. 17-19.

7. Рунова, Е.М. Дистанционный мониторинг при контроле за лесопользованием. [Текст] / Е.М. Рунова, Ю.З.Михайлов, В.А. Савченкова// Кноцепции развития ЛПК Иркутской области до 2015 года. Материалы научно-практической конференции, проходящей в рамках международной выставки «Сиблесопользование. Деревообработка – 2006». – Иркутск, 2007. – с.70-72.

8. Михайлов, Ю.З. Влияние экологических факторов на пространственно-временную структуру пожаров и послепожарное формирование насаждения. [Текст] /Ю.З. Михайлов// Актуальные проблемы лесного комплекса/под ред. Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 20. – Брянск:

БГИТА, 2007. – с. 5-7.

9. Михайлов, Ю.З. Влияние антропогенных факторов на лесную растительность. [Текст] /Ю.З. Михайлов// Актуальные проблемы лесного комплекса/под ред. Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 21. – Брянск:

БГИТА, 2008. – с. 106-109.

ГОУ ВПО «Братский государственный университет»





Похожие работы:

«Гаврилов Сергей Николаевич НЕСТАЦИОНАРНАЯ ДИНАМИКА УПРУГИХ ТЕЛ С ПОДВИЖНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ И ГРАНИЦАМИ 01.02.04 механика деформируемого твердого тела Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена в лаборатории гидроупругости Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт...»

«ЧЕРЕПАНОВ АНАТОЛИЙ ПЕТРОВИЧ МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА СОСУДОВ И АППАРАТОВ ПО КОРРОЗИОННОМУ ИЗНОСУ, СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ И ОБЪЕМАМ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ Специальность: 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (по отраслям) Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Ангарск - 2013 2 Работа выполнена в Научно-диагностическом центре Открытого акционерного общества Ангарская нефтехимическая компания ОАО НКОСНЕФТЬ. Научный консультант :...»

«Мамзин Евгений Анатольевич Высокопроизводительные клеточные автоматы с реконфигурируемым шаблоном и их применение для моделирования неоднородных динамических систем 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Тольятти – 2011 Работа выполнена в Тольяттинском государственном университете Научный руководитель : доктор технических наук, доцент, Лиманова...»

«ЧИРКОВА Вера Михайловна РАЗВИТИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ УМЕНИЙ У СТУДЕНТОВ-МЕДИКОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ РУССКОГО ЯЗЫКА КАК ИНОСТРАННОГО ПРИ ПОДГОТОВКЕ К КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ 13.00.08 – теория и методика профессионального образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени кандидата педагогических наук Курск 2011 Работа выполнена на кафедре методики преподавания иностранных языков Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального...»

«Кохичко Андрей Николаевич ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ЛИНГВООРИЕНТИРОВАННОГО ОБРАЗОВАНИЯ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (русский язык, уровень начального образования), педагогические наук и АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук Челябинск – 2012 2 Работа выполнена на кафедре дошкольного и начального образования в государственном бюджетном образовательном учреждении дополнительного профессионального...»

«УДК 39 (575.1) (09) 641.55 (575.1) (09) ФАЙЗУЛЛАЕВА МАВЛЮДА ХАМЗАЕВНА НАЦИОНАЛЬНАЯ ПИЩА В ТРАДИЦИЯХ И ОБРЯДАХ НАСЕЛЕНИЯ СУРХАНСКОГО ОАЗИСА (ПЕРВАЯ ПОЛОВИНА XX ВЕКА) 07.00.07 – Этнография, этнология и антропология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук Ташкент – 2010 Работа выполнена на кафедре Всемирная история Термезского государственного университета доктор исторических наук,...»

«КУЗНЕЦОВА Елена Владиславовна ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОВ ГОРОХА (PISUM SATIVUM L.), ВОВЛЕЧЁННЫХ В ФОРМИРОВАНИЕ АРБУСКУЛЯРНОЙ МИКОРИЗЫ 03.02.07 Генетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Санкт-Петербург 2010 2 Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ) РАСХН, лаборатории генетики растительно-микробных взаимодействий,...»

«ЛИТТИ Юрий Владимирович Анаэробное окисление аммония и метаногенез в системах аэробной очистки сточных вод с иммобилизацией микроорганизмов 03.02.03 – микробиология 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва - 2012 1 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Российской академии наук Научный...»

«ДУЙКО ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ПОМОЩИ БОЛЬНЫМ ЛЕПРОЙ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ 14.02.03. - общественное здоровье и здравоохранение 14.01.10. - кожные и венерические болезни Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Москва – 2013 Работа выполнена в ФГБУ НИИЛ Минздрава России и ФГБУ Национальный НИИ общественного здоровья РАМН Научные консультанты Линденбратен Александр Леонидович доктор медицинских...»

«РЕЗНИКОВА ИРИНА БОРИСОВНА ФОРМИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕПРОДУКТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ГЛАВНОГО КОЛОСА СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОПРИЕМОВ Специальность: 06.01.05 – селекция и семеноводство АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Краснодар 2009 1 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет Научный руководитель : доктор биологических наук, профессор Цаценко Людмила Владимировна Официальные...»

«Пузь Артем Викторович МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СПЛАВОВ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ 02.00.04 – физическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Владивосток – 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Научный руководитель : доктор химических наук, профессор Гнеденков Сергей Васильевич Официальные оппоненты :...»

«Чжан Цзе ГИПЕРГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОРЕННЫХ СУГЛИНКОВ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА И ЛАТЕРИТОВ ЮЖНОГО КИТАЯ Специальность 25.00.08 – инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Москва – 2010 Работа выполнена на кафедре инженерной геологии Российского государственного геологоразведочного университета им. С. Орджоникидзе Научный руководитель : доктор...»

«Яблоков Александр Сергеевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПЛАВУЧИХ КРАНОВ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОВ В МЕХАНИЗМЕ ПОДЪЕМА Специальность 05.08.05 – Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород – 2011 Работа выполнена в Федеральном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Волжская...»

«УДК 72.03 (477.75) Коляда Екатерина Михайловна Дворцы и парки Крыма ХIХ – начала ХХ века. История создания и стилистическая характеристика 17.00.04 – Изобразительное и декоративно-прикладное искусство и архитектура. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата искусствоведения Санкт-Петербург-2002 2 Работа выполнена на кафедре искусствоведения и методики преподавания изобразительного искусства Санкт-Петербургского Российского Государственного Педагогического...»

«ВОДОВОЗОВ Владимир Юрьевич ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ РАННЕПРОТЕРОЗОЙСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ ЮГА СИБИРСКОГО КРАТОНА И ГЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ Специальность 25.00.03 – Геотектоника и геодинамика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук МОСКВА - 2010 Работа выполнена в лаборатории главного геомагнитного поля и петромагнетизма Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН и на кафедре динамической геологии геологического факультета Московского...»

«КРИВОЛУЦКАЯ Надежда Александровна ЭВОЛЮЦИЯ ТРАППОВОГО МАГМАТИЗМА И Pt-Cu-Ni РУДООБРАЗОВАНИЕ В НОРИЛЬСКОМ РАЙОНЕ Специальность 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук Москва – 2012 г. 1 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской революции Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН...»

«ШУМЕЙКО Татьяна Степановна ФОРМИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ СРЕДСТВАМИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 13.00.08 – теория и методика профессионального образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Челябинск 2009 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Челябинский государственный педагогический университет Научный руководитель :...»

«ДОНЧЕНКО Сергей Сергеевич ПОЭТИЧЕСКАЯ ТРАДИЦИЯ НАРОДНЫХ ПЕВЦОВ БЕНГАЛИИ: ТВОРЧЕСТВО БАУЛОВ Специальность 10.01.03 – литература народов стран зарубежья (литературы стран Азии и Африки) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата филологических наук Санкт-Петербург 2011 Работа выполнена на кафедре индийской филологии Восточного факультета Санкт-Петербургского государственного университета. Научный руководитель...»

«ТОЛПЫГИН АЛЕКСЕЙ ОЛЕГОВИЧ КОМПЛЕКСЫ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ С ПОЛИДЕНТАТНЫМИ БИС(АМИДИНАТНЫМИ) ЛИГАНДАМИ 02.00.08 – химия элементоорганических соединений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва - 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте...»

«Ступин Владимир Павлович КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ МОРФОСИСТЕМ (НА ПРИМЕРЕ БАЙКАЛЬСКОЙ ГОРНОЙ СТРАНЫ И ПРИБАЙКАЛЬЯ) 25.00.33 – Картография Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Новосибирск – 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Иркутский государственный технический университет (ФГБОУ ВПО ИрГТУ). Научный консультант – доктор технических...»










 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

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.