«ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт природопользования Кафедра экологии и природопользования УТВЕРЖДЕН на заседании ...»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт природопользования

Кафедра экологии и природопользования

УТВЕРЖДЕН

на заседании кафедры

«___»_________2016 г. протокол №___

Заведующий кафедрой

________________Кокорина Н.В.

КОКОРИНА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА

Методические указания к дисциплине

БИОРАЗНООБРАЗИЕ

___________05.03.06 Экология и природопользования_________

Ханты-Мансийск

2016

Методические указания к проведению практического занятия по теме

«Измерение и оценка видового разнообразия»

Цель: получить представление о базовых единицах биоразнообразия, ознакомиться с методиками расчета индексов видового разнообразия.

Базовые единицы биоразнообразия, соотнесенные с пространственными уровнями:

Локальный уровень – -разнообразие – разнообразие видов, которое обычно выражается числом видов животных или растений на единицу площади в определенной стандартной выборке (внутри одного сообщества или местообитания).

Ландшафтный уровень – -разнообразие – это степень различия в видовом составе между различными типами сообществ или местообитаний.

Региональный уровень – -разнообразие – разнообразие видов в пределах крупных регионов в соответствии с дифференциацией условий по градиентам широты или высоты. Этот уровень по сравнению с -разнообразием относится к более крупным пространственным единицам типа острова или ландшафта.

Континентальный уровень – -разнообразие — общее разнообразие группы территорий -разнообразия, которое относится к крупным биогеографическим областям.

Индексы оценки -разнообразия

В настоящее время предложено более 40 индексов, которые предназначены для оценки биоразнообразия. Различия между индексами заключаются в том, какое значение они придают выравненности и видовому богатству.

Индексы видового богатства (без учета доминирования)

Различные сочетания S (число выявленных видов) и N (общее число особей всех S видов) лежат в основе расчета простых показателей видового разнообразия (формулы 1,2):

Индекс видового богатства Маргалефа:. (1)

Индекс видового богатства Менхиника:. (2)

Индексы биоразнообразия, учитывающие выравненность (меры доминирования)

Меры доминирования уделяют основное внимание именно обилию самых обычных видов, а не видовому богатству.

Индекс Симпсона описывает вероятность принадлежности любых двух особей, случайно отобранных из неопределенно большого сообщества, к разным видам. Для расчета индекса используется формула (3.1 или 3.2):

, (3.1)

или, (3.2)

где ni – число особей i-го вида, N – общее число особей, рi – значимость видов (рi=ni/N).

По мере увеличения С разнообразие уменьшается. Поэтому индекс Симпсона часто используют в форме (1—С), его величина варьирует от 0 до 1. Он очень чувствителен к присутствию в выборке наиболее обильных видов, но слабо зависит от видового богатства. Индекс применим для случаев, когда число видов превышает 10.

Индекс Бергера-Паркера выражает относительную значимость наиболее обильного вида (формула 4):

, (4)

где Nmax – число особей самого обильного вида.

Увеличение величины индекса Бергера-Паркера, как и индекса Симпсона, означает уменьшение разнообразия и возрастание степени доминирования одного вида. Поэтому обычно используется величина, обратная индексу Бергера-Паркера - 1/d.

Индекс разнообразия Шеннона основан на теории информации, т.е. его значение определяется вероятностью наступления цепи событий. Результат выражается в единицах неопределенности, или информации. Расчеты этого индекса предполагают, что особи попадают в выборку случайно из неопределенно большой генеральной совокупности, причем в выборке представлены все виды генеральной совокупности. Неопределенность будет максимальной, когда все события (N) будут иметь одинаковую вероятность наступления (рi=ni/N). Она уменьшается по мере того, как частота некоторых событий возрастает по сравнению с другими, вплоть до достижения минимального значения (нуля), когда остается одно событие и есть уверенность в его наступлении. Индекс Шеннона обычно варьирует от 1,5 до 3,5, очень редко превышая 4,5.

Индекс Шеннона (формула 5):

, (5)

где рi —доля особей i-го вида (рi=ni/N).

Индекс выравненности Пиелу рассчитывается на основе индекса Шеннона (формула 6):

, (6)

где H' — индекс Шеннона, S — число видов.

Анализ -разнообразия

Самый простой способ измерения -разнообразия двух участков — расчет коэффициентов сходства, или индексов общности с использованием списков видов сообществ. Предложено огромное число индексов общности, но чаще используются индексы Жаккара и Серенсена (формулы 7,8).

Индекс Жаккара: Kj = Nab/(Na + Nb-Nab), (7)

Индекс Серенсена: Ks = 2Nab/(Na + Nb), (8)

где Nab – число общих видов в сообществах А и В; Na – число видов в сообществе A; Nb – число видов в сообществе В.

Эти коэффициенты равны 1 в случае полного совпадения видов сообществ и равны 0, если выборки не включают общих видов.

Задание 1. Рассчитайте индексы Менхиника и Бергера-Паркера для сообществ А и В, каждое из которых насчитывает по 7 видов, при этом численность каждого вида для сообщества А составляет n1=25, n2=15, n3=5, n4…7 =1, для сообщества В - n1=9, n2=9, n3=7, n4=7, n5=7, n6=5, n7=5.

Видовое разнообразие какого сообщества выше и почему?

Задание 2. В результате обследования маршрутным методом участка берёзового сосняка в период гнездования была получена выборка, которая насчитывала 28 видов птиц, представленных 103 особями: зябликов – 12, пеночек-веснянок – 10, зеленых пересмешек – 10, мухоловок-пеструшек – 9, зарянок – 7, зеленых пеночек, буроголовых гаичек, пестрых дятлов, пеночек-теньковок, лесных коньков, иволг, садовых славок, больших синиц, горихвосток – по 4 особи каждого вида, пеночек-трещоток, чижей, пищух, снегирей, обыкновенных овсянок – по 2 особи каждого вида, удод, садовая камышовка, серая мухоловка, поползень, славка черноголовая, соловей, дрозд певчий, дрозд-деряба и длиннохвостая синица были отмечены в единичных экземплярах.

Оценить видовое разнообразие по индексу Менхиника и дать оценку выравненности сообщества, рассчитав индекс Бергера-Паркера и индекс Симпсона по формуле 3.2.

Задание 3. Проведите сравнительную оценку выравненности (индекс Симпсона) трех биоценозов (Уиттекер, 1980).

Площадь учетной площадки во всех случаях одинакова и равна 2050 м. Проанализируйте графики относительной значимости видов в этих биоценозах (рис. 1). Какой тип распределения значимости видов соответствует более устойчивому сообществу?

1.    Субальпийский пихтовый лес.

Число видов сосудистых растений – 7.

Значимость видов (% от чистой первичной продукции леса): 69; 23; 7; 0,62; 0,28; 0,08; 0,02.

2.    Широколиственный лес.

Число видов сосудистых растений – 39.

Значимость видов (% от чистой первичной продукции леса): 34; 21; 15; 13; 6,5; 3,3; 1,5; 1,3; 0,9; 0,5; 0,45; 0,45; 0,4; 0,2; 0,2; 0,2; 0,19; 0,15; 0,1; 0,09; 0,09; 0,09; 0,07; 0,07; 0,055; 0,055; 0,04; 0,03; 0,024; 0,011; 0,009; 0,008; 0,0045; 0,004; 0,0036; 0,002; 0,0016; 0,0013; 0,001.

3.  Орнитофауна широколиственного леса.

Число видов птиц – 20.

Значимость видов (% от плотности гнездующихся пар птиц): 20; 15; 11; 9; 7,5; 6; 4,5; 4,5; 3,5; 3,5; 3,5; 2,1; 2,1; 2,1; 2,1; 1; 1; 1; 0,3; 0,3.

 

Рис. 1. Кривые значимости видов: 1 – субальпийский пихтовый лес; 2 – широколиственный лес; 3 – орнитофауна широколиственного леса

Задание 4. В табл.

1 приведено описание древесно-кустарниковой растительности двух городских парков. Используя индекс Симпсона (формула 3.2), оцените концентрацию доминирования, а с помощью индекса Менхиника - видовое богатство в этих парках. Проанализируйте общность видового состава фитоценозов.

Таблица 1.  Древесно-кустарниковая растительность городских парков (Федулова и др.

, 2004)

№ п/п Название вида Число особей

 

Парк №1

1 Берёза 150

2 Дуб 25

3 Орешник 30

4 Ель 28

5 Клён 11

6 Смородина 3

7 Черёмуха 4

8 Рябина 10

9 Ива серебристая 20

10 Тополь серебристый 20

11 Тополь 5

Итого 11 видов число особей N = 306

 

Парк №2

1 Клён 5

2 Тополь 10

3 Берёза 20

4 Дуб 15

5 Орешник 20

6 Ель 11

7 Черёмуха 25

8 Ива серебристая 7

9 Сосна 10

10 Лиственница 15

11 Рябина 4

12 Сирень 6

13 Шиповник 10

14 Акация жёлтая 20

15 Омела 10

Итого: 15 видов число особей N = 168

 

Задание 5. Сравните видовой состав гнездящихся птиц на трех участках приволжской степи.

Ковыльная степь: степной жаворонок, полевой жаворонок, малый жаворонок, каменка-плясунья, каменка-плешанка, лунь степной, орел степной.

Посевы с лесополосами: степной жаворонок, полевой жаворонок, малый жаворонок, желтая трясогузка, розовый скворец, перепел, лунь полевой.

Посевы без лесополос: степной жаворонок, полевой жаворонок, малый жаворонок, каменка-плясунья, чибис, лунь полевой.

Задание 6. Для изучения разнообразия полихет акватории Одесского порта в 2001 году были отобраны 346 проб – 222 пробы в обрастании гидротехнических сооружений и 123 пробы в бентосе.

Для каждого вида полихет, размеры особей которых варьируют в Черном море от 1 до 100 мм, определены средние показатели численности и биомассы (табл. 2). Для сообществ полихет обрастаний рассчитанный по численности индекс Шеннона составил 0,574, индекс Пиелу - 0,602; соответствующие показатели для бентоса – 1,464 и 1,190. Определите значения указанных индексов по биомассе, установите целесообразность использования показателя биомассы в данном исследовании. При каких условиях лучше проводить сравнительную оценку видового богатства сообществ по биомассе, а не по численности? Сравните видовой состав сообществ бентоса и обрастания (формула 7).

Таблица 2.  Видовой состав, количественные показатели (N – средняя численность, экз.

/м2, В – средняя биомасса, г/м2) полихет в акватории Одесского порта в 2001 г. (Лосовская и др., 2005)

01532890

Задание 7. В акватории Одесского порта изучалось также экологическое разнообразие полихет – соотношение их жизненных форм в сообществе по числу видов и относительному обилию.

Было выявлено преобладание интра-эпибионтов – полихет, которые могут жить и на рыхлых, и на жестких субстратах. Разнообразие жизненных форм полихет в бентосе больше, чем в обрастании, в котором отсутствуют интрабионты, тогда как в бентосе рыхлых грунтов, благодаря примеси ракуши, встречаются не только все жизненные формы интрабионтов, но и эпибионты. По формулам 5 и 6 оцените экологическое разнообразие полихет, используя средние показатели численности и биомассы не отдельных видов, а их совокупностей, относящихся к той или иной жизненной форме (табл. 3).

Таблица 3.  Состав и количественные показатели (n – количество видов, N – средняя численность, экз.

/м2, В – средняя биомасса, г/м2) жизненных форм полихет в акватории Одесского порта в 2001 г. (Лосовская и др., 2005)

Закономерности распределения видов в сообществе можно выявить с помощью графического анализа. Рассмотрим некоторые типы графиков, применяемых при оценке биоразнообразия:

График ранг/обилие – один из способов представления данных по обилию видов. Ось абсцисс – ранг вида (порядковый номер ранжированного по обилию вида). Виды располагаются в упорядоченном ряду данных по возрастанию обилий. Ось ординат – обилие вида (число особей). Линия, соединяющая точки или проходящая близко от них, называется кривой доминирования-разнообразия, или кривой значимости видов (рис. 1).

-38103571875Частотное распределение устанавливает зависимость между числом особей каждого вида и числом видов (рис. 2). Ось абсцисс – число особей. Ось ординат – число видов. Частотные распределения по сравнению с ранговыми в более интегральной форме отражают видовую структуру. Их форма определяется соотношением частот редких видов и видов со средним обилием, тогда как массовые виды уходят в «хвосты» распределений.

Рис. 2. График частотного распределения

Задание 8. По данным табл.

4 постройте графики доминирования-разнообразия и частотного распределения декабрьской структуры зимнего населения птиц.

Таблица 4.  Структура зимнего населения птиц парка «П.

Х. Витгенштейна» в г. Каменке, особ./км2 (Тищенков А.А., 2004)

Список литературы:

Лебедева Н.В, Дроздов Н.Н., Криволуцкий Д.А. Биологическое разнообразие: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Изд-во ВЛАДОС, 2004. – 432 с.

Лосовская Г.В., Синегуб И.А., Бондаренко А.С. Разнообразие фауны полихет обрастаний гидротехнических сооружений и бентоса Одесского порта / Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа: Сборник научных трудов. Вып.12. Севастополь: Морской гидрофизический институт. 2005. С. 617-622. http://www.ceemar.org/dspace/handle/11099/616Тищенков А.А. Зимняя орнитофауна г. Каменки (Приднестровье) / Поволжский экологический журнал. 2004. № 3. С. 320-324.

Практическое занятие по теме:

«Показатели состояния биологического разнообразия планеты и потребления природных ресурсов человечеством»

В докладе «Живая планета — 2008» Всемирного фонда дикой природы (WWF) были использованы два взаимодополняющие показатели: индекс живой планеты, отражающий изменяющееся состояние биологического разнообразия планеты, и экологический след, демонстрирующий масштаб и характер нагрузки на природные экосистемы, создаваемой потребностями человека. Понимание взаимосвязей между причинами потери биоразнообразия и экологическим следом человечества является принципиально важным для замедления и остановки происходящих процессов деградации экосистем и популяций диких видов.

Прямые антропогенные угрозы биоразнообразию подразделяются на пять категорий:

утрата, фрагментация или трансформация местообитаний;

чрезмерная эксплуатация биологических видов вследствие рыболовства или охоты;

загрязнение окружающей среды;

распространение чужеродных видов или генов;

изменение климата.

Индекс живой планеты — показатель, разработанный для мониторинга состояния биологического разнообразия планеты, определяемый на основе изменения численности популяций 1686 позвоночных видов (рис. 1). Для расчета индексов данные, охватывающие период с 1960 по 2005 гг., интерполировались с использованием обобщенных аддитивных моделей. Для каждого года рассчитывалась средняя величина изменения для всех видов; цепочка последовательных ежегодных изменений определяла многолетнюю динамику индекса. За базу сравнения (значение 1,0) принят показатель 1970 г.

Глобальный индекс живой планеты (рис. 1) является результатом агрегирования двух индексов — для умеренной зоны (включая полярные области) и тропической зоны, которым присвоены равные веса. В рамках каждого из двух индексов равные веса присвоены показателям для наземных, пресноводных и морских видов.

Рис. 1. Глобальный индекс живой планеты

Поверхность суши может быть разделена на регионы или области, характеризующиеся определенным составом фауны и флоры (рис. 2). Динамика численности популяций в разных областях различна и определяется масштабом и историей угроз для биоразнообразия.

Каждая популяция, учитываемая при расчете индексов, была отнесена к одной из биогеографических областей (географических областей, виды которых характеризуются относительно выраженным отличием своей эволюционной истории от видов других областей) (рис. 5-9).

Рис. 2. Наземные биогеографические области

Индекс для тропической зоны охватывает популяции наземных и пресноводных видов Афротропической, Индо-Тихоокеанской и Неотропической областей, а также популяции морских видов, обитающих между Северным и Южным тропиками (рис. 3).

33147004347845Индекс для умеренной зоны включает популяции наземных и пресноводных видов Палеарктической и Неарктической областей, а также популяции морских видов, обитающие к северу или югу от соответствующих тропиков (рис. 4).

04347845

Рис. 3: Индекс живой планеты для умеренной зоны Рис. 4: Индекс живой планеты для тропической зоны

(3309 популяций 1235 видов*) (1333 популяций 585 видов*)

32004006862445-3429006976745* Примечание: Некоторые виды встречаются как в умеренной, так и в тропической зонах.

Рис. 5: Индекс живой планеты для Неарктической Рис. 6: Индекс живой планеты для Неотропической

области (1117 популяций 588 видов) области (202 популяций 144 вида)

33147006902450690245

Рис. 7: Индекс живой планеты для Палеарктической Рис. 8: Индекс живой планеты для Афротропической

области (1167 популяций 363 вида) области (552 популяций 201 вид)

03547745Рис. 9: Индекс живой планеты для Индо-Тихоокеанской области, охватывающий Индо-Малайскую, Австрало-Азиатскую и Океаническую области (441 популяции 155 видов)

Задание 1. Письменно ответьте на вопросы:

Перечислите прямые антропогенные угрозы биоразнообразию.

Что представляет собой индекс живой планеты (ИЖП)? Какой организацией был предложен алгоритм его расчета?

С какого года началось падение глобального ИЖП, и на сколько процентов сократились популяции позвоночных с 1970 по 2005 гг.?

Какая часть планеты внесла наибольший вклад в этот процесс? На сколько процентов за рассматриваемый период там снизился индекс?

Что такое биогеографическая область?

Выпишите названия биогеографических областей (рис. 2).

Популяции каких биогеографических областей охватывает индекс тропической зоны? Индекс живой планеты для умеренной зоны?

В какой области наблюдается самое масштабное сокращение биоразнообразия? На сколько процентов? По каким причинам?

Какие биогеографические области, исходя из анализа динамики индекса живой планеты, наиболее благополучны в этом отношении?

В какой биогеографической области заметен прирост ИЖП и что означает этот процесс?

Каковы причины наметившегося роста индекса живой планеты, рассчитанного для Афротропической области, начиная с конца 90-х годов?

Проведите сравнительный анализ процентного изменения ИЖП для тропических биогеографических областей.

30861001718945-2286001604645Каждый вид был отнесен к категории наземных, пресноводных или морских на основе того, от какой системы в наибольшей степени зависит выживание и воспроизводство данного вида. Индекс для каждой группы видов — наземных, пресноводных и морских позвоночных — рассчитывается как среднее двух отдельных индексов, отражающих тенденции численности соответствующих популяций в тропической и умеренной зонах (рис. 9-11).

Рис. 10: Индекс живой планеты для наземных видов Рис. 11: Индекс живой планеты для морских видов

(2007 популяций 887 видов) (1175 популяций 341 вида)

Рис. 12: Индекс живой планеты для пресноводных видов (1463 популяции 458 видов)

Всемирным фондом дикой природы были рассчитаны отдельные индексы для птиц и млекопитающих (рис. 13-14). При расчете индекса для птиц видам тропической и умеренной зон были присвоены равные веса, чтобы скомпенсировать значительно большее количество видов умеренной зоны, охваченных существующими данными.

Рис. 13: Индекс живой планеты для птиц Рис. 14: Индекс живой планеты для млекопитающих

(2185 популяций 895 видов) (1161 популяций 355 видов)

Задание 2. Письменно ответьте на вопросы:

Прокомментируйте фразу: «Каждый вид был отнесен к категории наземных, пресноводных или морских на основе того, от какой системы в наибольшей степени зависит выживание и воспроизводство данного вида». Приведите примеры.

Перечислите основные причины снижения численности популяций для каждой из категорий позвоночных животных: наземных, морских или пресноводных.

С какого периода ИЖП для каждой из категорий позвоночных животных принял значение меньше 1 (уровень 1970 г.)?

Какими причинами обусловлено несовпадение этих рубежей для обитателей наземной среды, пресноводных и морских видов?

Для какой категории видов характерно наибольшее падение индекса живой планеты и почему?

Как в процентном отношении изменились индексы живой планеты для птиц и млекопитающих?

Почему эта цифра ниже значения падения глобального ИЖП?

29394157886700-38107896225Почему, согласно данным рис. 13, общее снижение индекса птиц составляет 20% при том, что известно о сокращении популяций морских и тропических птиц на 50%?

Тема: «Экосистемные функции и биоразнообразие.

Управление биологическим разнообразием»

Под экосистемными функциями понимается интегральное влияние экосистемы на окружающую среду, результат суммарной активности всех входящих в нее живых организмов.

Категории экосистемных функций и услуг биоразнообразия:

средообразующие;

продукционные;

информационные;

духовно-эстетические.

Задание 1. Сформулируйте основные средообразующие экосистемные функции.

Существует множество гипотез о характере связи экосистемных функций и биоразнообразия, подавляющая часть которых рассматривает различные формы положительной зависимости экосистемных функций от уровня биологического разнообразия. В рамках рассматриваемой теории [1] под экосистемными функциями подразумевается максимальное значение суммарной биомассы сообщества, а для анализа возможных изменений данного показателя используется принцип оптимального разнообразия (рис.1).

Задание 2. Дайте определения групп видов, формирующих сообщество (а, б, в - рис.

1), и опишите форму зависимости суммарной биомассы сообщества (экосистемных функций) от количества видов (разнообразия) каждой группы.

Задание 3. Оцените воздействие дестабилизации окружающей среды на такие параметры сообщества, как максимальное значение суммарной биомассы сообщества (экосистемные продукционные функции), внутривидовое и внутрипопуляционное разнообразие.

D0*Dp* ВнутрипопуляционноеDsl* D0* Видовое

разнообразиеразнообразиеРис. 2. Изменения оптимальных уровней внутрипопуляционного и видового разнообразия при дестабилизации среды: D0* - оптимальный уровень разнообразия; Dp* и Dsl* - уровень разнообразия в нестабильных условиях окружающей среды

Сформулируйте выводы:

популяции, адаптированные к менее стабильным средам, характеризуются более _____________ (высоким; низким) внутрипопуляционным разнообразием и более _______________ (высокими; низкими) показателями экосистемных функций;сообщества, существующие в нестабильной среде, характеризуются более _____________ (высоким; низким) видовым разнообразием и более _______________ (высокими; низкими) показателями экосистемных функций.Цели управления биоразнообразием:

использование продукционных функций - максимизация изымаемой из сообщества биомассы;

использование средообразующих функций - максимизация постоянно поддерживаемой биомассы при оптимальном разнообразии;

использование информационных функций - сохранение естественного, то есть оптимального уровня разнообразия.

Приоритет ресурсной ценности регуляторных механизмов живой природы, т.е. использования средообразующих функций изменяет принципы и цели природопользования [2]. Если использование ресурсов, связанных с изъятием биомассы из природы (продукционные функции), сопровождается нарушением природных экосистем, то использование средообразующих функций требует их сохранения. Стратегии управления биосистемами для достижения этих целей различны.

Управленческая цель максимизации изымаемой биомассы наиболее четко выражена в концепции максимального устойчивого урожая. По сути, для популяций речь идет о максимальном искусственном увеличении смертности, допустимом с точки зрения ее демографической устойчивости. При эксплуатации отдельных популяций стратегия «максимального устойчивого урожая» направлена на минимизацию биомассы, которая остается в экосистеме. Это ведет к сильному сокращению потока энергии, идущего через популяцию и нарушает ее экосистемные функции.

При ресурсной эксплуатации природных биосистем цель управления должна смещаться с позиции «максимального устойчивого урожая» на оптимальное сочетание задач сохранения средообразующих функций и получения биопродукции, для чего необходимо установление оптимальной интенсивности эксплуатации. Как видно на рис. 6, значения оптимальной интенсивности эксплуатации для разных функций биоразнообразия качественно различны, что определяется соотношением «выгод», получаемых от разных функций биоразнообразия.

Задание 4. Ответьте на вопросы:

Какие цели управления биоразнообразием совпадают с критериями эффективности (целевыми функциями) самих экосистем?

Сформулируйте определение «максимально устойчивого урожая» (рис. 3). Почему, согласно данной стратегии, на начальных этапах при увеличении интенсивности эксплуатации возможно наращивание объемов изымаемой биомассы?

Выберите вариант адаптивного отклика биосистемы в ответ на промысловое давление на популяции: повышение внутрипопуляционного разнообразия, снижение видового разнообразия или снижение суммарной постоянно поддерживаемой биомассы. Соответствуют ли они целям управления при использовании средообразующих и информационных функций экосистем?

При усилении эксплуатации биоресурсов каков ход изменения показателей постоянно поддерживаемой (B) и изымаемой биомассы (В)? Какие оптимальные уровни эксплуатации биоресурсов необходимы для реализации разных функций биоразнообразия: средообразующих и информационных, продукционных (рис. 3)?

Какие стадии сукцессии (ранние, средние, климаксные) оптимальны для максимизации изъятия биомассы из экологического сообщества? Ответ обоснуйте.

Какие стадии сукцессии (ранние, средние, климаксные) оптимальны для сохранения средообразующих функций? Ответ обоснуйте.

Рис. 3. Изменение целевых показателей разных функций биоразнообразия при интенсификации эксплуатации биоресурсов: Е1* - оптимальная интенсивность эксплуатации при использовании средообразующих и информационных функций; Е2* - оптимальная интенсивность эксплуатации при использовании продукционной функции

Список литературы:

Букварева Е.Н., Алещенко Г.М. Принцип оптимального разнообразия биосистем и стратегия управления биоресурсами / Государственное управление в XXI веке: традиции и инновации. Материалы 4-й ежегодной международной конференции факультета государственного управления МГУ им. М.В. Ломоносова (24-26 мая 2006 г.). - М. 2006. С. 204-210

Тиден Н.К. Основные параметры концепции природопользования в современной экономике // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». №4. 2012.

Методические указания к проведению практического занятия по теме:

«Экономика сохранения биоразнообразия»

Оценка природы, учитывающая не только прямые ресурсные, но и иные природные услуги, основана на концепции общей экономической ценности (стоимости) (формула 1, табл. 1).

Величина общей экономической ценности (TEV):

TEV = DUV + IUV + OV + NUV, (1)

где DUV — стоимость прямого использования;

IUV —стоимость косвенного использования;

OV— стоимость отложенной альтернативы (потенциальная ценность);

NUV — стоимость неиспользования, которая обычно определяется величиной стоимости существования или же в нее дополнительно включается стоимость наследования.

Таблица 1. Общая экономическая ценность (стоимость) природы

СТОИМОСТЬ

ПРЯМОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОИМОСТЬ КОСВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОИМОСТЬ ОТЛОЖЕННОЙ АЛЬТЕРНАТИВЫ (ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЦЕННОСТЬ) СТОИМОСТЬ НЕИСПОЛЬЗОВАНИЯ (СТОИМОСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ)

Извлекаемые

виды

пользования

Неизвлекаемые

виды

пользования Средства

существования,

коммерческое

использование,

лекарства

Рекреация,

образование,

научные

исследования,

транспорт, места жительства Круговорот

веществ,

регулирование

климата,

охрана

водосборов,

санитарная

функция Потенциальные

прямые

и косвенные

виды

пользования

в будущем Этическая,

эстетическая, культурное наследие

Стоимость отложенной альтернативы (потенциальной ценности) связана с консервацией биологического ресурса для возможного его использования в будущем, т.е. речь идет о будущих лекарствах, генах для биотехнологии, заменителях истощаемых ресурсов и пр. В этом случае потенциальная стоимость может быть скорректированной суммой прямой и косвенной стоимости использования.

Стоимость неиспользования является попыткой экономически оценить довольно тонкие этические и эстетические аспекты: ценность природы самой по себе, эстетическую ценность природы для человека, долг по сохранению природы перед будущими поколениями, ценность наследия и т.д. Это выгоды индивидуума или общества, получаемые только от знания того, что товары или услуги существуют. При оценке используются упрощенные экономические подходы:

основанные на теории «готовности платить»,

методы транспортно-путевых затрат,

методы гедонического ценообразования.

Широко применяются методы анкетирования и опросов. Жителей местности, обладающей определенной экологической ценностью или биологическим ресурсом, спрашивают об их готовности платить за сохранение данного блага или ресурса (например, для реки — сохранение возможностей рекреации, чистоты воды для купания, рыболовства и пр.). Аналитики могут рассчитать среднюю сумму «готовности платить», умножить эту сумму на общее число людей, которое наслаждается экологическими благами, и получить оценку общей стоимости.

Метод транспортно-путевых затрат часто применяется для определения ценности национальных парков, природно-исторических объектов. Скрытое предположение этого метода — затраты на посещение интересующего население природного объекта (например, на бензин или затраты времени) в некоторой степени отражают его рекреационную ценность. Используются и специальные опросники для визитеров природных объектов о месте, откуда они прибыли, о затратах денег и времени на поездку.

Метод гедонического ценообразования, или метод «оценивания удовольствия», пробует оценить экологические блага, существование которых прямо воздействует на рыночные цены. На практике наиболее общим применением гедонистического метода является рынок собственности. Цены на дома и квартиры определяются многими факторами: числом комнат, транспортной инфраструктурой, доступностью рабочего места и т.д. Одним из важных факторов является местное качество окружающей среды, т.е. проживание в экологически благоприятных районах или вблизи природного объекта (озеро, лес) имеет вполне реальную экономическую оценку – цены на квартиры в экологически чистых районах выше, чем в загрязненных.Задание 1. Заполнить таблицу, определив для каждого примера объекты возможных стоимостных оценок.

КАТЕГОРИИ СТОИМОСТЬ

ПРЯМОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОИМОСТЬ КОСВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОИМОСТЬ ОТЛОЖЕННОЙ АЛЬТЕРНАТИВЫ (ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЦЕННОСТЬ) СТОИМОСТЬ НЕИСПОЛЬЗОВАНИЯ (СТОИМОСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ)

Извлекаемые

виды

пользования Неизвлекаемые

виды

пользования ЭКОСИСТЕМНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ (НАПРИМЕР, ВОДНО-БОЛОТНЫЕ УГОДЬЯ) ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ

(НАПРИМЕР, ВИДЫ ДЕРЕВЬЕВ-ЛЕСООБРАЗОВА-ТЕЛЕЙ))ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ (НАПРИМЕР, СОРТА КУЛЬТУР НЫХ РАСТЕНИЙ) Задание 2. Провести оценку общей экономической ценности природного парка Налычево на основе фактических материалов, предоставленных дирекцией парка и Всемирным фондом дикой природы (WWF) в рамках проекта «Сохранение лесов Камчатки» (в ценах 1997 года, 1 USD=6 руб.). Оцените доли основных категорий в формировании экономической стоимости природного парка.

Категория Стоимость

В рублях В долларах США

1. Стоимость прямого использования, всего 1.1. Рыболовство 1.2. Охота 1.3. Стоимость побочных продуктов 1.4. Бальнеологическое лечение 1.5. Туризм 1.6. Стоимость древесины 2. Стоимость косвенного использования 3. Стоимость отложенной альтернативы и стоимость существования ИТОГО Природный парк Налычево находится на полуострове Камчатка. Он относится к Восточной горно-прибрежной каменно-березово-тундровой лесорастительной провинции. На лесопокрытых площадях преобладают каменно-березовые леса, березовое редколесье, заросли ольхового и кедрового стлаников, значительные площади занимают бело-березовые леса, в поймах крупных рек распространены тополево-ивовые, ольхово-тополевые, ивовые и ольховые леса. Большие площади заняты тундрами, каменистыми осыпями, болотами. Общая площадь парка Налычево составляет 278 155 га, в том числе непокрытая лесом — 107 694 га. Парк был создан на территории двух лесхозов: Петропавловского и Елизовского.

1. Стоимость прямого использования

1.1. Рыболовство

Наибольшей воспроизводительной способностью обладают реки бассейна р. Анвача; р. Пиначево; р. Кехкуй; р. Вершинная, а также р. Налычево с притоками — левая Налычево, правая Налычево, р. Горячая, р. Шайбная, р. Шумная, нерестовым является также озеро Налычево. Лов рыбы ведется на лицензионных рыбалках на р. Налычево. Максимальная численность рыбы составляет: чавыча ранняя — 5-8 тыс., поздняя — 0,3-0,4 тыс., нерка ранняя — 5-8 тыс., поздняя — 20-30 тыс., горбуша ранняя — 120-140 тыс., кета ранняя — 50-70 тыс., поздняя — 3-5 тыс., кижуч ранний — 30-50 тыс., поздний — 5-10 тыс. По остальным видам рыб максимальные численности неизвестны.В табл. 9 представлены показатели вылова рыбы за 1997 г., ее рыночной цены в Петропавловске-Камчатском, определите годовую стоимость продукции устойчивого рыболовства.

Цена на рынке Стоимость

Вид рыбы Вылов (кг) в Петропавловске- Камчатском, руб./кг реализации, руб./долларов

Чавыча 1250 40 Нерка 22900 20 Горбуша 11800 7 Кета 8800 10 Кижуч 8600 12 Голец 500 15 Кунджа 360 15 Всего Итого с браконьерским выловом (+20%) По данным сотрудников парка, реальный вылов рыбы с учетом браконьерских выловов на 20% больше, поэтому стоимость вылова нужно увеличить на объем дополнительной продукции. Это важный методический момент. Если реальный вылов рыбы составляет только часть лимита и браконьерский лов вполне укладывается в рамки устойчивого рыболовства, то доход от браконьерского лова можно включить в потенциальные выгоды от устойчивых охоты и рыболовства.

По оценкам местных специалистов в сумме разрешенный и браконьерский выловы в парке Налычево превышают устойчивую квоту вылова. Поэтому в данном случае нужно учитывать только величину легального вылова.

1.2. Охота

На территории парка Налычево имеются два участка, закрепленные за профессиональными охотниками, но есть и любительские участки. Основными промысловыми видами являются бурый медведь, снежный баран, соболь, заяц-беляк, горностай, куропатка, глухарь.

В среднем профессионалам дается лимит по отстрелу 60 соболей. Стоимость одной шкурки соболя на местном рынке составляет приблизительно 100 долл., или 600 руб. (цены 1998 г.).

Также на территории парка разрешен отстрел 20 горностаев. По оценкам сотрудников WWF, стоимость одной шкурки горностая приблизительно равна 5 долл., или 30 руб.

Снежный баран живет на территории природного парка Налычево: в заказнике «Три вулкана» обитает 30 голов, в пределах Жупановского хребта — 40, на мысе Налычево — 64 особи; по данным учетов 1995-1996 гг. на территории обитает до 20-25 особей бурого медведя. Отстрел производится по лицензии в порядке регулировки численности в назначенном количестве.

Количество особей остальных видов сильно варьирует в связи с различными условиями: заяц-беляк — от 200 до 300 особей, горностай — 100 до 300, куропатка — 100—150 шт., глухарь — около 120 шт. Данных по добыче зайца, куропатки, глухаря нет.

Стоимость охотничьего тура на медведя на Камчатке составляет 35 тыс. руб., стоимость тура на снежного барана - 50 тыс. руб.

Рассчитать сумму, которую природный парк Налычево может получать в год от устойчивой охоты с учетом промысла соболя и горностая, если реализуется по одному охотничьему туру на бурого медведя и снежного барана в год. Потенциально эта сумма может быть больше за счет лицензий, продаваемых охотникам, устойчивой охоты в рамках регулирования численности (зайца, куропатки, глухаря), взимания платы с охотников за пользование лесным фондом (+10 %).

1.3. Стоимость побочных продуктов

По мнению работников парка, пригодным для промышленного сбора, например, жимолости является ягодник за пос. Пиначево, ориентировочно сбор оценивается в 20 т ягод в год. На местном рынке стоимость 1 кг жимолости равна 8 руб.

1.4. Бальнеология (водные источники)

На территории парка Налычево есть несколько групп источников, посещаемых туристами. Это Горячереченские, Желтореченские, Таловские, Краеведческие, Дзендзурские, Шайбные горячие источники. Кроме того, есть выход Аагских и Корякских нарзанов, а также Вершинские холодные источники.

Для рекреации используются только Налычевские горячие источники, температура в которых достигает 38-40 С° и выше. Остальные группы источников практически не используются. С помощью бальнеологии лечат органы движения, кожные заболевания, ушибы, порезы, усиливают обмен веществ. В естественных ваннах может одновременно купаться до 50 чел.

За пользование благоустройством в парке (раздевалками, тропами, навесом от дождя, туалетами, вертолетной площадкой и радиосвязью), а также за питание, проживание, обслуживание взимается плата 25 руб. в день с человека.

В 1996-1997 гг. на горячих Налычевских ключах отдыхало около 300 человек, прилетавших на один день. Парк оборудовал здесь две вертолетные площадки, в парк Налычево летает вертолет Ми-8, вместимость вертолета — 25 чел. Стоимость одного вылета — 7 тыс. руб.

Рассчитать общие затраты на рекреацию трехсот человек, отдыхающих на водных источниках, исходя из затрат на перелет и суммарного пребывания на территории парка.

1.5. Туризм

На территории парка развит в основном пеший туризм. Существует маршрут от пос. Пиначево до горячих источников по р. Горячей, а также маршрут от Елизова через Авачинский перевал до этих же источников, где находится приют Налычево. Расстояние от пос. Пиначево до приюта 44 км. Из приюта Налычево осуществляются радиальные выходы на вулкан Дзен-дзур через Таловые и Краеведческие горячие источники. Существуют туристические тропы до холодных Вершинских источников, до Корякских и Аагских нарзанов.

В 1997 г. в приюте Налычево было зарегистрировано 1000 туристов. В среднем один турист находится в парке около пяти дней. Как уже отмечалось, пользование благоустройством в парке стоит 25 руб. в день. До пос. Пиначево существует автобусный маршрут, билет на который стоит 3 руб.

Оцените потенциальный размер выгод от туризма с учетом пятидневного пребывания и и транспортных расходов.

1.6. Стоимость древесины

В основу величины стоимости древесины, получаемой с особо охраняемых природных территорий, можно положить объемы санитарных рубок с последующей реализацией древесины. Поскольку на данный момент парк не производит санитарных рубок, он не получает дохода от реализации древесины.

2. Стоимость косвенного использования

Невысокие оценки стоимости прямого использования парка Налычево позволяют предположить, что основную часть экономической ценности многих ООПТ будет составлять стоимость косвенного использования, связанная с экосистемными функциями.

Особую роль в экономической оценке ООПТ может сыграть оценка связываемого углерода. Оценить углерод можно на основе подеревного учета насаждений на пробных площадях или через расчет фитомассы на пробных площадях, однако такие подходы требует значительных усилий.

Для расчета косвенной стоимости парка Налычево на основе депонирования углерода его лесами использовался конверсионно-объемный метод. Конверсионные коэффициенты определяются для групп возраста насаждений отдельных лесообразующих пород в соответствии со структурой справочников по материалам государственных учетов лесов территории Российской Федерации. Величина группово-возрастных коэффициентов обычно наибольшая у молодых насаждений, минимальная — у приспевающих.

Для подсчета годового депонирования углерода в Национальном парке Налычево использовались данные лесоустройства. Территория парка Налычево занимает 15% Петропавловского лесхоза и 7% Елизовского лесхоза. Предполагается, что лесные показатели отчужденных для Налычева территорий двух лесхозов аналогичны лесным показателям самих лесхозов. Годовое депонирование углерода всеми лесонасаждениями Петропавловского лесхоза составляет 298 165 т/год, Елизовского лесхоза - 185 852 т/год. Для того чтобы перевести данные по углероду в количество депонированного углекислого газа, требуется умножить их на специальный коэффициент 3,66. Рассчитайте стоимость косвенного использования парка, если по имеющимся экспертным оценкам и результатам проектов совместного осуществления (joint implementation) ожидается, что одна тонна С02 будет стоить от 10 до 50 долл. (10 USD).

3. Стоимость отложенной альтернативы и стоимость существования

Определение стоимости неиспользования ООПТ п ерспективно через субъективную оценку стоимости. Для природного парка Налычево в рамках такого подхода особую роль может сыграть социологическое исследование оценки населением уникальных бальнеологических источников, туристической и рекреационной ценности парка. Проведение подобного рода исследований достаточно сложно и требует значительных усилий социологов и экономистов.

Также достаточно проблематично для оценки стоимости существования парка Налычево применение метода транспортно-путевых затрат. Значительное удаление парка от мест основного проживания населения, высокие цены на вертолетную доставку в парк и т.д. определяют небольшое число его посетителей. Существенную роль играют и климатические ограничения на период наиболее благоприятного посещения парка. Все это минимизирует значение транспортной составляющей в экономической ценности Налычева.

Литература:

1. Бобылев С.Н. Экономика сохранения биоразнообразия. (Повышение ценности природы). М.: Наука, 1999. 88 с.