Концептуальная модель микологического заказника как формы сохранения разнообразия микобиоты

of 7
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Information Report
Category:

Biography

Published:

Views: 16 | Pages: 7

Extension: PDF | Download: 0

Share
Description
M. A. Safonov I. N. Kameneva Conceptual model of mycological reserve as form of preserving mycobiota diversity The article discusses the conceptual approaches to creating mycological reserves as a special form of preserving diversity of fungi. It
Tags
Transcript
  Электронный научный журнал (Online). ISSN 2303-9922. hp://www.vestospu.ru ВЕСТНИК ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2013. № 1 (5) 40    0   3 .   0   0 .   0   0   Б   И   О   Л   О   Г   И   Ч   Е   С   К   И   Е   Н   А   У   К   И 582.284:58.006 (470.56) М. А. СафоновИ. Н. КаменеваКонцептуальная модель микологического заказника как формы сохраненияразнообразия микобиоты Обсуждаются концептуальные подходы к созданию микологических заказников как особой формысохранения разнообразия грибов-макромицетов. Предложена и обсуждается модель подобного заказникас точки зрения оптимальности этой формы особо охраняемых природных территорий для сохранения ре-гиональной микобиоты.  Ключевые слова : концептуальная модель, экологическая модель, биоразнообразие грибов, заказник,сохранение микобиоты, редкие виды грибов, Южное Приуралье. Сохранение биоразнообразия было и остается одной из основных глобальных эко-логических проблем современности. Изучению этой проблемы в разных ее аспектах(фундаментальные, методологические, фактологические подходы к выявлению, оценке,сохранению, а также нормативно-правовое и экономическое обеспечение охраны и вос-производства биоразнообразия) посвящены работы многих авторов. Результаты их ис-следований получили отражение в многочисленных концепциях и стратегиях сохранениябиоразнообразия на разных уровнях организации живого и на разном территориально-административном уровне.Во всех исследованиях и официальных документах в качестве основной проходитидея сохранения разнообразия всех групп живых организмов, обитающих на нашей пла-нете. При этом, однако, «ключевыми фигурами» процесса сохранения выступают рас-тения и животные (преимущественно высшие), а прочие группы, в особенности грибы,остаются в этом плане аутсайдерами. Об этом, в частности, свидетельствует представ-ленность видов грибов в списках редких видов и Красных книгах, особенно в регионахРоссийской Федерации, хотя во многих из них грибы-макромицеты достаточно хорошоизучены [18, 25].Особенности биологии и экологии грибов-макромицетов требуют корректировкисложившихся подходов к сохранению биоразнообразия, разработанных на основе знанийо растениях и животных. Это в первую очередь связано с трудностями, возникающимипри изучении видового разнообразия региональных микобиот (сезонность, периодич-ность формирования базидиом, малый учетный потенциал ряда видов и т.д.) [20], привыделении и определении объективного статуса редкости отдельных видов [26]. Специ-ального внимания заслуживает вопрос о принятии мер к сохранению видового разно-образия микобиоты, адекватных экологическим потребностям сохраняемых видов.В отношении грибов, как и в отношении других групп живых организмов, двумяосновными путями сохранения биоразнообразия являются сохранение ex situ и in situ .Первый путь более оптимален для сохранения разнообразия грибов-микромицетов. Чаще всего сохранение in situ сводится к тому, что производится мониторинг выяв-ленных популяций редких видов. Биотехнологии по повышению численности популя-ций редких видов грибов в природных условиях практически отсутствуют, так как часто(обычно) рост этих популяций лимитируется трофическим фактором, т.е. количествен-ными и качественными характеристиками субстрата. Попытка увеличить количестводоступных для грибов питательных веществ априори приведет к нарушению баланса © Сафонов М. А., Каменева И. Н., 2013  Электронный научный журнал (Online). ISSN 2303-9922. hp://www.vestospu.ru ВЕСТНИК ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА    0   3 .   0   0 .   0   0   Б   И   О   Л   О   Г   И   Ч   Е   С   К   И   Е   Н   А   У   К   И 2013. № 1 (5) 41веществ в экосистеме, в которой они обитают, и, вероятнее всего, эти вещества будутактивно употребляться и другими группами живых организмов, что станет поводом длявспышек численности банальных или даже вредных организмов.Соответственно субъект охраны разнообразия грибов оказывается в пассивной по-зиции, и единственный практический подход к сохранению популяций редких видов — максимальное сохранение условий, в которых эти популяции существуют в данныймомент времени и, следовательно, обеспечение сохранности тех мест, где эти условиясложились [19].В настоящее время существует система форм территориальной организации сохра-нения биоразнообразия, которые несколько различаются в России и в других странахмира, однако общие принципы ее остаются неизменными. Наиболее распространеннойформой является комплексный заказник, который мог бы служить рефугиумом не толькодля отдельных видов, но и для видов, относящихся к разным группам живых организ-мов. Сложившаяся практика показывает наличие положительных аспектов у такого под-хода, однако при этом нарушается само положение о заказниках как особо охраняемыхприродных территориях, направленных на сохранение и восстановление популяций от-дельных, зачастую весьма редких видов; эта задача в комплексных заказниках отходитна «второй план», и больше внимания уделяется видам более обычным, но зато легчеконтролируемым.Мы предлагаем сформировать научно-методическую базу для создания новой формысохранения биоразнообразия микобиоты — микологического заказника.Прежде чем перейти к созданию особой формы охраняемой природной террито- рии, предназначенной для сохранения биоразнообразия грибов, необходимо создание еемодели, позволяющей оценить структурные особенности этой формы ООПТ, выявитьпричинно-следственные связи и зависимости между условиями природной среды, содной стороны, особенностями биологии и экологии видов, с другой стороны, и учестьих динамику в условиях введения охранного режима.Моделирование как метод исследования получает все более широкое распростране-ние в биологии и экологии [3, 4, 6, 7, 11, 12, 13, 22 и др.]. Во многом это определяет-ся возможностью существенно повысить объективность выводов о пространственнойструктуре и свойствах сложных объектов [15]. В общем смысле модель есть абстрактноеописание того или иного явления реального мира. Каждая модель использует опреде-ленный формальный язык, степень формальности и адекватности которого определяюткачество прогноза.На экосистемном уровне основу моделей составляет количественное описание свя-зей между видами и сообществами с факторами среды, в частности, по отношению к растениям учитываются климатические характеристики, топографические параметры идр. [2, 23, 27].Одна из характерных черт моделирования — формализация данных, которая по-зволяет оперировать некоторым комплексом знаний об объекте, необходимых в данноймодели, абстрагируясь от всех его многочисленных свойств и параметров. Однако из-за высокой сложности организации биологические объекты (в том числе и экосистемы)достаточно трудно поддаются формализации. Поэтому важнейшей задачей в изучениибиологических объектов является построение их информационных моделей, которыесвязали бы разнообразные данные, превращая их в информацию. Данные, переведен-ные в электронную форму, приобретают новое качество, обеспечивая им более широкое распространение и эффективное использование. Однако применение информационныхтехнологий для обработки и интерпретации (анализа) данных различных биологических  Электронный научный журнал (Online). ISSN 2303-9922. hp://www.vestospu.ru ВЕСТНИК ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2013. № 1 (5) 42    0   3 .   0   0 .   0   0   Б   И   О   Л   О   Г   И   Ч   Е   С   К   И   Е   Н   А   У   К   И наблюдений и экспериментов должно основываться на использовании различных моде-лей (феноменологических, информационных, математических и др.) [5].Многие биологические вероятностные модели, в частности описывающие простран-ственную структуру растительности, базируются на ряде подходов [15]:1. Предполагается стационарное состояние состава флоры изучаемой территории, тоесть равновесие между окружающей средой и наблюдаемой мозаикой видов.2. Предполагается справедливость индивидуалистической гипотезы распределениявидов в абстрактном пространстве факторов среды. В условиях гетерогенности средыотмечается стохастическое распределение видов по локальным градиентам факторов со-гласно их экологическим потребностям, поэтому равновесное состояние предполагаетсяне детерминированным, а стохастическим, то есть оно имеет пространственно распреде-ленную случайную составляющую.3. С учетом предпочтительности проведения исследований на региональном и то-пологическом уровне в качестве предикторов пространственного распределения фи-торазнообразия возможно использование как прямых градиентов (например, данных оклиматических параметрах по материалам дистанционного зондирования Земли), так инепрямых градиентов как индикаторов ресурсных градиентов (в первую очередь харак-теристик рельефа, для получения которых оптимально использование цифровых моде-лей локального и регионального разрешения).4. Объем выборки статистических данных о распределении видов должен быть до-статочным для разработки региональных экологических шкал, позволяющих строитьпредставления о реализованной и фундаментальной нише каждого вида на рассматри-ваемой территории.5. За счет использования вероятностных списков видов появляется возможность ап-проксимировать континуальное распределение биоразнообразия и провести моделирова-ние потенциальных местообитаний как отдельных видов, так и их совокупностей.Процесс создания концептуальной модели начинается с определения локальных кон-цептуальных требований к модели. При этом важным моментом в создании концепту-альной модели является отнесение ее к индивидуалистской или холистической (первыеимеют дело с отдельными видами, а вторые — с сообществами [15]. Концептуальная мо-дель транслируется затем в комплексную концептуальную модель с использованием рядапроцедур: формирование информационных потоков между «источниками» и «приемни-ками» данных, анализ потоков путем их сравнения с реальными источниками и формиро-вание предложений по изменению их состава и содержания, формирование инвариантаконцептуальной информационной модели для проектируемой системы [1].Анализ, проведенный специалистами по моделированию [21 и др.], показывает, чтодо настоящего времени, к сожалению, практически остается нерешенной проблема оце-нивания качества моделей, анализа и упорядочения различных классов моделей, обосно-ванного синтеза новых моделей либо нахождения наиболее предпочтительных моделей,предназначенных для решения конкретных прикладных задач.В отношении экологических моделей актуальность этой проблемы еще усиливает-ся, так как большинство биологических объектов разного уровня описывается не одноймоделью, а полимодельным комплексом, в состав которого могут входить разнородныеи комбинированные модели, каждая из которых должна оцениваться своей системой по-казателей [14, 17]. Это определяется в первую очередь необходимостью учета факторавремени, так как для живых объектов характерна существенная структурная динамика[16]. Применение статического моделирования возможно лишь на верхних уровнях ие- рархии масштабов хорологии биоразнообразия, поскольку только их состояние можно  Электронный научный журнал (Online). ISSN 2303-9922. hp://www.vestospu.ru ВЕСТНИК ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА    0   3 .   0   0 .   0   0   Б   И   О   Л   О   Г   И   Ч   Е   С   К   И   Е   Н   А   У   К   И 2013. № 1 (5) 43считать более или менее равновесным [15]. Динамическое моделирование основано насимуляции, однако в силу того что динамические модели требуют глубоких знаний о мо-делируемых видах и об их отклике на условия среды, большинство из них разработанотолько для хорошо изученных видов и местообитаний [24].Построение теории, способной предложить методы динамического моделированиястоль сложных объектов, как биосфера и ее экосистемы, возможно на основе творческогосинтеза наиболее плодотворных идей, предложенных рассмотренными науками. Резуль-тат такого синтеза представлен, в частности, в Концепции Адаптивной Самоорганизациисложных природных систем [8—10].Итак, нами разработан алгоритм, описывающий формирование модели микологиче-ского заказника, включающий ряд последовательных этапов (рис. 1). Рис. 1. Модель создания и функционирования специализированного микологического заказника 1. Выбор объектов охраны — определение местонахождения редких видов, опреде-ление численности популяций и ее динамики; определение периодичности появленияплодовых тел (сезонной, межгодовой), так как она оказывает существенное влияние научитываемую численность особей в популяции.2. Определение экологических условий, благоприятствующих развитию вида и де-терминирующих его обитание в конкретном локалитете; в особенности это касается тро-фических ресурсов, чьи качественные и количественные характеристики играют клю-чевую роль в распространении большинства видов. В отношении трофического ресурсанеобходима прогностическая оценка устойчивости во времени и исчерпаемости.3. Выявление мест на прилегающих территориях, пригодных для заселения видом, иопределение условий, препятствующих этому; определение «коридоров», так как мико-логический заказник по сути должен быть кластерным.4. Определение режима заказника в рамках существующего законодательства; т.е.определение допустимых форм и интенсивности нагрузок на территорию (возможны ли рекреация, рубки ухода, сенокошение, пастьба, охота и т.п.). Определение   объектовОпределение   условийОпределение  « коридоров »      В    о    с    с    т    а    н    о    в    и    т    е    л    ь    н    ы    е    м    е    р    о    п    р    и    я    т    и    я     М    о    н    и    т    о    р    и    н    г Определение   режимаСоздание   заказника      Б     Л     О     К     И     Н     Ф     О     Р     М     А     Ц     И     И     Б     Л     О     К     У     П     Р     А     В     Л     Е     Н     И     Я  Электронный научный журнал (Online). ISSN 2303-9922. hp://www.vestospu.ru ВЕСТНИК ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2013. № 1 (5) 44    0   3 .   0   0 .   0   0   Б   И   О   Л   О   Г   И   Ч   Е   С   К   И   Е   Н   А   У   К   И 5. Создание заказника (придание ему официального статуса особо охраняемой при- родной территории), обеспечение его охраны и научной работы в его пределах.6. Организация в заказнике системы мониторинга популяций редких видов и мико-биоты в целом.7. Разработка биотехнологических мероприятий, направленных на создание условийдля сохранения популяций. Заключение. Для рекомендации любой модели к внедрению необходима ее оценка.При оценке моделей предложено использование спектра свойств, учет которых необхо-дим для объективного сравнения и выбора [21]. К ним, в частности, относятся:1. Адекватность модели по отношению к тем или иным аспектам объекта-оригинала.При оценивании адекватности модели различают качественную адекватность, т.е. отра-жение с использованием модели тех или иных качественных сторон объекта-оригинала,и количественную адекватность, под которой понимается воспроизведение тех или иныхколичественных характеристик прототипа с той или иной степенью точности.2. Простота и оптимальность модели (полимодельного комплекса). Рост сложностии точности упрощает анализ поведения моделей, поскольку самоорганизация «сжимает»сложность до небольшого числа степеней свободы [9].3. Гибкость (адаптивность) моделей. Данное свойство моделей предполагает ввод всостав моделей таких параметров и структур, которые можно менять в заданных диапа-зонах для достижения целей моделирования.4. Универсальность и проблемная ориентация моделей. Исследования показывают,что целесообразно создавать модели, специализированные по допустимому классу моде-лируемых объектов и универсальные по поддерживаемым функциям [21].К числу других свойств моделей, значимых для их оценки, могут быть отнесены на-дежность, унификация, их интеллектуальность, эффективность реализации, устойчи-вость, чувствительность, управляемость, наблюдаемость моделей, их инвариантность.Предложенная выше концептуальная модель микологического заказника адекватнацелям и задачам создания и существования данной формы особо охраняемой природнойтерритории, а именно — сохранению видового разнообразия локальной микобиоты ипопуляций редких видов грибов. В ней учитываются биологические особенности гри-бов как представителей системы редуцентов, распространение и численность которыхобусловлены качественными и количественными характеристиками субстрата. Разрабо-танная модель отвечает требованиям оптимальности в том плане, что при ее созданииучитывались только наиболее принципиальные качества объектов и их атрибутов. В мо-дели частично учтено возможное действие эндогенных и экзогенных факторов, опреде-ляющих динамику объектов сохранения. В то же время предлагаемая модель являетсяконцептуальной, т.е. в данном виде вполне универсальна и может быть адаптирована к различающимся условиям.Условиями ее реализации должен быть выбор территории, обладающей необходимы-ми характеристиками (природными, антропогенными), заселенной популяциями видов,ценность которых регламентирована официальными нормативно-правовыми актами, атакже разработка и принятие документов, определяющих статус заказников такого типана региональном уровне. Список использованной литературы 1. Горев А., Макашарипов С., Ахаян Р. Эффективная работа с СУБД. СПб. : Питер, 1997.2. Григорьев А. А., Будыко М. И. О периодическом законе географической зональности // Доклады АНСССР. 1956. Т. 110, № 1. С. 129—132.
Recommended
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks
SAVE OUR EARTH

We need your sign to support Project to invent "SMART AND CONTROLLABLE REFLECTIVE BALLOONS" to cover the Sun and Save Our Earth.

More details...

Sign Now!

We are very appreciated for your Prompt Action!

x