ћодель CELAUT ≥ перспективи њњ застосуванн¤ у ландшафтн≥й еколог≥њ



¬ступ. Ћандшафтн≥ системи мають особливо високий р≥вень мозањчност≥. “ому в раз≥ конструюванн¤ моделей таких середовищ потр≥бно шукати адекватн≥ способи. [2](Logofet 1999). ќдним з таких способ≥в може бути застосуванн¤ апарату модел≥ кл≥ткових автомат≥в (Cellular Automata;  оzак i iн., 2003).

ћетою досл≥джень стало визначенн¤ зм≥н, ¤к≥ в≥дбуваютьс¤ в ландшафт≥, щодо його п'¤ти елемент≥в: л≥си, луки, пол¤, забудови ≥ г≥дрос≥тки.

–езультати досл≥джень. ” модел≥ CELAUT досл≥джувана територ≥¤ в околиц¤х Ћюбл≥на (фрагмент с≥льського ландшафту на приклад≥ ім≥ни „емерн≥к≥; рис.1) була под≥ленa на с≥тки квадрат≥в (кл≥ток) ≥ визначена њхн¤ варт≥сть щодо досл≥дних елемент≥в.  ожна кл≥тина розм≥рами 500х500м ¤вл¤ла собою т≥ елементи, що займають у н≥й близько 25% площ≥.

ѕроведен≥ досл≥дженн¤ засв≥дчили, що у контрольному вар≥ант≥ (тобто без зм≥ни вступних параметр≥в) на територ≥њ „емерн≥к зменшитьс¤ частка господарських пол≥в. «ам≥сть них будуть з'¤вл¤тись луки, а пот≥м л≥си (рис. 2.б). явище це в≥дпов≥даЇ правдив≥й ситуац≥њ на ц≥й територ≥њ, де люди, залишаючи своњ пол¤, дають змогу њм заростати л≥сом.

≤нша можлив≥сть це Ї прийн¤тт¤ сценар≥ю зал≥сненн¤, котрий також може бути реал≥зований на територ≥њ „емерн≥к з погл¤ду на реально ≥снуюч≥ напр¤мки господарського розвитку. “акий сценар≥й прискорюЇ зал≥сненн¤ та зб≥льшенн¤ л≥сових зон пор≥вн¤но з контрольним вар≥антом. Ќов≥ л≥си з'¤вл¤тьс¤ до 2102 року в п≥вденн≥й, центральн≥й та п≥вн≥чн≥й частинах ім≥ни, переважно на м≥сц≥ гал¤вин ≥ пол≥в, розм≥щених у г≥рших ірунтових умовах (рис. 2.в, 2. б). « метою отриманн¤ б≥льш детальноњ ≥нформац≥њ про розвиток району (ім≥ни) ми вибрали дв≥ досл≥дн≥ д≥л¤нки величиною 1 км2 кожна. ћодель даЇ можлив≥сть прогнозувати зм≥ни, ¤к≥ можуть в≥дбуватись у структур≥ цього ландшафту, а також насл≥дки, ¤к≥ пов'¤зан≥ з цим. «авд¤ки прогнозам такого типу зменшуЇтьс¤ ризик, пов'¤заний з прийн¤тт¤м помилкових р≥шень у господарськ≥й д≥¤льност≥ в досл≥джуваному район≥.

ѕерша досл≥дна д≥л¤нка досить багата щодо ландшафтноњ структури. “ут переважають натуральн≥ форми, виражен≥ у стад≥¤х вторинноњ сукцес≥њ. ѕриродничу зону збaгачують водн≥ екосистеми, ¤к≥ розм≥щуютьс¤ вздовж п≥вн≥чно-сх≥дноњ меж≥ досл≥дноњ площ≥ в долин≥ р≥чки “исмениц≥ (рис. 3).

 –озм≥щенн¤ досл≥джуваних пол≥гон≥в у ім≥н≥ „емерн≥к≥  (1:100000)

–иc.1. –озм≥щенн¤ досл≥джуваних пол≥гон≥в у ім≥н≥ „емерн≥к≥ (1:100000)

 Ћандшафт гм≥ни „емерн≥к≥

–ис. 2. Ћандшафт гм≥ни „емерн≥к≥:

a - карта територ≥њ гм≥ни „емерн≥к≥ в 2002 роц≥ при под≥л≥ на кл≥тини 500х500 м;

б - результат ≥м≥тац≥њ в контрольних умовах прот¤гом 100 рок≥в. √раф≥к представл¤Ї в≥дсоткову частку складник≥в ландшафту до загальноњ територ≥њ гм≥ни;

в - карта територ≥њ у 2102 п≥сл¤ ≥м≥тац≥њ сценар≥ю зал≥сненн¤;

г - результат ≥м≥тац≥њ прот¤гом 100 рок≥в у сценар≥њ зал≥сненн¤;

 ѕерша досл≥дна площа

–ис. 3. ѕерша досл≥дна площа:

a - стан у 2002 р.; б - стан контрольний на 2102 р.; в - стан зал≥сненн¤ на 2102 р.; г - ≥м≥тац≥¤ у контрольному сценар≥њ; ¤ - ≥м≥тац≥¤ у сценар≥њ зал≥сненн¤

ѕрогноз, виконаний до ста рок≥в у контрольoму вар≥антi (в сьогодн≥шн≥х господарських умовах), засв≥дчив, що дл¤ першого пол≥гону в к≥нц≥ прогнозу може настати значний р≥ст вiльхових л≥с≥в ( з 11% на початку ≥м≥тац≥њ до 16% в к≥нц≥) (рис. 3 в), дл¤ ¤ких ≥снують на ц≥й територ≥њ спри¤тлив≥ умови (велика волог≥сть поблизу р≥чки). ѕод≥бна ситуац≥¤ буде з кущами (њхн¤ площа зб≥льшитьс¤ в≥д 4% до 8%).

 ƒруга досл≥дна площа

–ис.4. ƒруга досл≥дна площа:

a - стан у 2002 р.; б - стан контрольний на 2102 р.; в - стан зал≥сненн¤ на 2102 р.; г- ≥м≥тац≥¤ у контрольному сценар≥њ; і - ≥м≥тац≥¤ у сценар≥њ зал≥сненн¤

ѓхн¤ експанс≥¤ спри¤Ї в цьому випадку обмеженню господарськоњ д≥¤льност≥ людини. «б≥льшенн¤ не скошених вологих лук було незначне (з 19% до 21%) ≥ мало тенденц≥ю до швидкого заростанн¤ вербами. ѕод≥бна ситуац≥¤ Ї на господарських пол¤х, рослинн≥сть ¤ких розвиваЇтьс¤ п≥д впливом довгих весн¤них затоплень. ÷ьому спри¤Ї ≥ соц≥альна ситуац≥¤ мешканц≥в (стар≥ють старш≥ мешканц≥, а молодь вињжджаЇ до м≥ст).

ѕрогноз зм≥н в умовах зал≥сненн¤ (рис. 3 в) св≥дчить, що через сто рок≥в ще б≥льш пом≥тним буде р≥ст л≥сових площ. ≤ зб≥льшенн¤ площ≥ вiльхового л≥су буде трошки б≥льшим, н≥ж передбачено у контрольному вар≥ант≥ (р≥ст ? 7%). “ака сама ситуац≥¤ буде з сосновим бором, ¤кий залишаЇтьс¤ у д≥аметральн≥й протилежност≥ щодо першого вар≥анта. ”се це Ї насл≥дком запланованого зб≥льшенн¤ л≥сових деревостан≥в через зал≥сненн¤ невикористовуваних земель та земель з б≥дн≥шими ірунтами. «меншуватиметьс¤ к≥льк≥сть пол≥в, кошених ≥ некошених лук (? 5%) ≥з загальноњ площ≥. ќстанн≥ можуть п≥ддаватис¤ на експанс≥ю кущових формац≥й у результат≥ натуральноњ сукцес≥њ. ѕод≥бна ситуац≥¤ Ї з очеретом (зменшенн¤ до 3%), вит≥сненим зарост¤ми верби.

ƒруга досл≥дна площа (рис. 4), розташована на дещо височинн≥й територ≥њ ≥ характеризуЇтьс¤ значно б≥льшою однор≥дн≥стю внасл≥док зниженн¤ к≥лькост≥ ландшафтних складник≥в. ” цьому випадку дом≥нуючим елементом Ї штучно насаджений сосновий л≥с (близько 45% в≥д загальноњ територ≥њ). ѕоблизу нього знаходитьс¤ велика територ≥¤ (близько 40% в≥д загальноњ) с≥льськогосподарських пол≥в. “ака ситуац≥¤ виникаЇ завд¤ки спри¤тлив≥й морфолог≥чн≥й будов≥ ц≥Їњ територ≥њ ≥ добр≥й родючост≥ ірунт≥в. —порадично представлен≥ березов≥ зарост≥ (? 10%), кошен≥ луки (? 5%) ≥ асфальтована дорога (? 3%).

” контрольному прогноз≥ (рис. 4b) Ї пом≥тною тенденц≥¤ до м≥н≥мального зб≥льшенн¤ площ≥ пол≥в на 4% (рис. 4b) ≥ соснового бору (? 2%) особливо на початковому етап≥ ≥м≥тац≥њ, а вже п≥д њњ к≥нець видно зменшенн¤ його площ≥. ÷е може виникати через низьку ¤к≥сть л≥с≥в монокультурного типу. ћожливим Ї також невеликий зр≥ст (? 5%) поверхн≥ кошених лук ¤к результат ≥нтенсивного господарюванн¤. —пад позначаЇтьс¤ в ареал≥, ¤кий займають березов≥ л≥си (? 2%) в початков≥й фаз≥ ≥м≥тац≥њ. ћ≥зерний (бо т≥льки однов≥дсотковий) њхн≥й р≥ст настаЇ п≥д к≥нець ≥м≥тованого стор≥чного пер≥оду, ¤к насл≥док натуральноњ в≥днови або зайн¤тт¤ нових територ≥й, на ¤ких припинено господарську д≥¤льн≥сть.

ѕост≥йний характер мають так≥ антропоген≥чн≥ елементи, ¤к: асфальттована дорога, що перетинаЇ досл≥джувану площу (2% в≥д загальноњ площ≥).

ѕ≥д час реал≥зац≥њ сценар≥ю, ¤кий передбачаЇ зросьтанн¤ зал≥сненн¤ (рис. 4 в), виразно розростаЇтьс¤ сосновий б≥р в≥д 45% до 65% загальноњ площ≥ (рис. 4 д), а зменшуЇтьс¤ площа с≥льськогосподарських пол≥в (спадок приблизно 10% в≥д зайн¤тоњ перед тим площ≥). «б≥льшенн¤ л≥с≥в в≥дбуваЇтьс¤ також за рахунок зменшенн¤ кошених лук (на 2%). як ≥ в контрольному вар≥ант≥ тут поступово зменшуЇтьс¤ участь берези (? 5%).

¬исновки. ќписана модель даЇ можлив≥сть детально прогнозувати зм≥ни, що в≥дбуваютьс¤ у с≥льських ландшафтах, i Ї важливим ≥нструментом у просторовому плануванн≥ дл¤ м≥сцевоњ влади та спец≥ал≥ст≥в, котр≥ досл≥джують навколишнЇ середовище, еколог≥ю та л≥сове господарство.

ћетод кл≥ткових автомат≥в ви¤вивс¤ добрим ≥нструментом у прогнозуванн≥ с≥льських ландшафт≥в, ¤к≥ характеризуютьс¤ високим р≥внем р≥зноман≥тност≥.

Ћ≥тература

Kozak I., Menshutkin V., Klekowski R.Z. 2003. Modelowanie elementow krajobrazu. Wydawnictwo Towarzystwa Naukowego KUL, 2003.

Logofet D.O. —укцесионна¤ динамика растительности: классические концептции и сoврeмeнныe мoдeли // Ёкологи¤ –оссии нa рубеже XXI вeкa (нaзeмныe экoсистемы). M., 1999.



Ќа головну



Hosted by uCoz