Чирская географическая экспедиция в цифрах

Божечки мои, как же прекрасно под мухой возвращаться теплой майской ночью домой. От левого края дороги к правому. Три шага вперед, два назад. Танго, вальс, пасадобль. Но сегодня черный день геноцида, когда спиртное в магазинах не продают, а потому я воспользуюсь случаем и поведаю занятную статистику из Чирской географической экспедиции, полевые работы по которой завершились всего неделю назад. Длинных текстов не ждите — за месяц гребли пальцы на моих руках приобрели настолько сосисочный вид, что нажимают на клавиатуре ноутбука сразу несколько клавиш.

Итак, путешествие, рекламой которого я всех уже заколебал, состоялось и заняло 30 дней, из которых 26 дней проведены исключительно в поле, с редким заходом в населенные пункты для пополнения провизии. Путешествовали в составе двух человек, погибших и раненых нет.

За месяц было пройдено 465 километров, которые с учетом отклонений и погрешностей расчета можно смело округлять до пятисот. Из этого расстояния 168 километров пройдено пешком, 297 километров на двух одноместных байдарках.

График передвижения на байдарках

Пройденно несколько сотен лесных завалов, пережиты три ливня с вымоканием до трусов, три полицейские проверки (не считая те шесть, что случились в Волгограде) и один пожар, уничтоживший урожай яблок в виде айфона и айпэда на сумму равную организации второй подобной экспедиции.

Заложено 32 пробных площади на которых отобраны 156 кернов из преобладающих пород (клен татарский, вяз шершавый, различные виды тополей и ив). Сделано 49 зарисовок речного профиля. Осмотрена лесная полоса Пенза-Каменск. Исписано 93 страницы полевого дневника. Отснято полторы тысячи снимков, все впрочем отвратительного качества: старенький фотоаппарат меня таки подвел. Сделано несколько криворуких фаунистиеских зарисовок. Сформировано несколько гипотетических предположений о причинах усыхания Чира. Зафиксировано около десятка любопытных наблюдений и закономерностей в динамике речных систем. Найдено две утопленных ондатры и одна утонувшая корова. С треками получилось не очень хорошо — в пожаре сгорел один из внешних аккумуляторов, в результате чего на половине пути мы остались без навигатора. Хорошо, хоть в полевом дневнике была карта:

Карта в полевом дневнике

Съедено 23 килограмма греко-рисово-макаронных продуктов, шестнадцать банок тушенки, три банки конины, шесть банок килькосайры и одна банка куриных потрошков, приготовленных в Троицке на улице полковника милиции Курочкина.

Отснято 26 видеозаписей. Впрочем, к большей части из них я имею слабое отношение, поскольку в поездке исполнял роль Кусто, снимая подводный мир с обитающими в нем водорослями, рыбами и ржавым бидоном у хутора Грачев. Встретили полтора десятка сетей, но половина из них в Цимле, ровно в местах нереста, указанных в правилах рыболовства для Азово-Черноморского бассейна.

Но хватит разговоров, лучше наслаждайтесь интерактивной картой на лифлете. Там и маршрут и пробы, и фотографии, вполне смотрибельные при таком масштабе:

Полноэкранную версию можно зазырить тут.

А я буду наслаждаться молоком, лампочкой, табуреткой и другими преимуществами городской жизни. Тем более, что через тридцать дней мне снова придется о них забыть.

Ихтиология

Наконец-то настало время, когда за слово «кризис» в приличном обществе сразу бьют в ебло. Поэтому, я не буду тянуть лосося за яйца и перейду сразу к рыбам. Рыбы охуенны. Их необходимо наблюдать. Наблюдения за рыбами очищают кровь, улучшают сердцебиение и успокаивают печень. Как сказал бы старик Гиппократ: «Наблюдения за рыбами — это вам не клизмой в жопе ковырять». Именно поэтому я никогда не упускаю случая отправиться на рыбалку или хотя-бы просто на речку. На худой конец подойти к аквариуму и ебнуть по стеклу ногтем.

Когда я работал монтажником, у нас в столовке стоял большой аквариум в котором плавали две толстые рыбы. Каждый обед я садился с подносом напротив них и целый час наслаждался их флегматическим анабасисом. В другой раз я наблюдал за рыбами когда работал лаборантом, но тогда я их и не разглядел толком, поскольку не успел я как следует освоиться на рабочем месте, как все рыбы передохли.

Да что там говорить, у меня даже в детстве был аквариум, правда это было так давно, что я почти ничего не запомнил. Помню только как меняли воду и дохлых рыбок спускали в унитаз. Поскольку я был совсем юн и происходящее осознавал с трудом, этим рыбкам завидовал. Мне казалось, что со спуском воды они отправляются на волю в увлекательное путешествие. Помню мечтал тогда побывать на их месте. Через двадцать пять лет мечта исполнилась — теперь я тоже путешествую среди каких-то бесконечных потоков говна.

И все-таки рыбы охуенны:

DSCN7985

 

Главное — это найти место, где таких рыб много,

DSCN7958

 

Не просто много, а дохуя. Что-б даже под потолком рыбы были.

DSCN8118

 

В отличии от рыб, мы с вами бездарно проебали свои жабры на третьем месяце жизни. В остальном различий между нами и рыбами почти нет, разве что рыбы ебутся по другому. Вот, например, взрослая щука из сибирского озера Варчато. В прошлом году я пиздил ее по голове бутылкой из под коньяка, после чего ел без всякого сожаления.
IMG_2461

 

А вот ее детский вариант, который ничего кроме любопытства и умиления не вызывает.
DSCN8109

 

Я долго искал охуевших лещей, но лещей не оказалось. Зато этажом выше живут мурены, которых кормят раз в неделю и уже семь дней не кормили, отчего они беспрерывно пучили глаза и открывали рты. Я все думал, кого мне эти мурены напоминают? Потом вспомнил — теток из моего отделения налоговой.

DSCN7987

 

А вот все истории про зверства пираний оказались тухлым пиздежом. Это конечно хищники, но если трусы не снимать, то можно и в речке с ними искупаться:

DSCN8087

 

Девушка-сесурити объясняет, что фотографировать со вспышкой нельзя, поскольку рыбы от постоянного раздражения охуевают и впадают деперессию.

DSCN8088

 

Бродить среди этих авквариумов с фотоаппаратом прекрасно. Я никогда не включаю вспышку на фотоаппарате без особой нужды, даже если на улице ночь. Таблички на стенах намекают, что только полный мудак может вторгаться в фотографируемое пространство искусственным светом.

DSCN8096

 

Единственный недостаток — иногда получаются смазанные снимки, но это скорее от кривых рук. Вот вам лягушка-помидор, увидев которую понимаешь истинный смысл выражения «нырнуть помидором»:

DSCN8128

 

А вот какая-то неведомая рогатая ебанина:
DSCN8007

 

Царь трапезничать желает! — Осетровые

DSCN8100

 

Аквариум у них затянут сверху маскировочной сеткой, что-бы разного рода мудаки не набросали им туда того чего не следует. Просто так эту сетку не видно. Я сам узнал о ней только когда рассматривал фотографии. Фотографию сделал не глядя в объектив — встал на цирлы и нажал затвор фотоаппарата держа его над головой.

DSCN8126

 

Если на вас нападет хандра — вы всегда можете устроить фотоохоту на краснокнижных рыб не выезжая из города.

DSCN8121 DSCN8123

 

Повсюду стоят цилиндрические аквариумы. Первое время трудно избавиться от предчувствия, что там хранят заспиртованных уродцев. Но там рыбы.

DSCN8116 DSCN7994

 

Рядом с аквариумами висят таблички пояснения, но толку от них почти никакого. Если рядом с вами нет знатока, то можно разглядывать рыб из чистого эстетического удовольствия. Один хрен эти таблички вам не помогут. С другой стороны, сделать информационное пояснение для таких аквариумов — сложная дизайнерская задача, адекватного решения которой я до сих пор ни разу не встречал.

DSCN8002

 

Зато, все остальное непомерно доставляет. Искусственный водопад стекает по натуральным камням:
DSCN8117

 

Служебные помещения, батареи отопления и прочие технические вещи спрятаны очень умело. Поднимаясь с первого этажа вас вначале окружает морское дно.
DSCN8138

 

Этажом выше оно сменяется ржавыми внутренностями затопленного корабля
DSCN8052
DSCN8056

 

Над которым среди нарисованных снегов живут тюлени и одинокий охранник

DSCN8023

 

Охранников в рыбном музее много, но все на удивление адекватны. Кроме представителей на местах, за вами неусыпно наблюдает Большой Брат:
DSCN8069
DSCN8147

DSCN8159

 

Наблюдать есть за чем. Народу тут полно. Рано или поздно, но найдется идиот, который сунет руку в кадушку с электрическими скатами. Сами скаты настолько фуфлыжные, что их даже фотографировать скучно. Не представляй они такой опасности никто бы на них и внимания не обратил-бы.
DSCN8050

 

Рядом со скатами перед входом в туннель присел заебавшийся дайвингист. Бедный мужик с утра до вечера смотрит как люди катаются на траволаторе по стеклянному дугообразному туннелю, разглядывая проплывающих над головой акул.
DSCN8057

 

Я тоже не удержался и вступил на кривую дорожку траволатора
DSCN8041

 

Долго рассматривал белесое бревно в углу, пока не понял, что это акула.
DSCN8065

 

Не переживайте, акула не дохлая, просто пытается постичь смысл традиции человечьего селфи

DSCN8061

 

Я селфи делать не стал, поскольку сфотографировал себя еще до траволатора:
DSCN8095

DSCN8093

 

Последний раз в таком рыбном музее я был в таком-же возрасте, а может и того меньше.
DSCN8063
DSCN8067

 

— Папа, а дядя что, повесился?
— Нет дочка, это водолаз
DSCN8077

 

Рядом с повесившимся водолазом работница океанариума протирала окно с видом на надводную часть акулариума

DSCN8081

DSCN8080

 

Цифра «5» отражается в вымытом окне. Это обратная двойка на индикаторе лифта. Лифт самый обычный, разве что на этаже с тюленями есть пандус для колясочников. А так ощущение, что где-то в ноовостройке едешь. Лифт и сортир — это единственные места, в которых никаких связей с рыбами не прослеживается
DSCN8135

 

В остальном все пропитано тематикой, даже мусорные урны с логотипами
DSCN8027

 

Не буду вас утомлять и скажу прямо — петербургский океанариум офигенское место. Все сделано по уму и без совковости. Можно весь день изучать разводку вентиляции и содержимое подволока
DSCN8004

 

Можно до обалдения фотографировать хохлорыб
DSCN8153

 

Можно участвовать в массовом передвижении ихтиофилов
DSCN8011

 

Можно взять под опеку какую-нибудь бильдюгу и обрести счастье в жизни

DSCN7998

 

А можно просто сесть в дальний уголок перед самым большим аквариумом и медитировать
DSCN8165

пока омар на горе не свистнет
DSCN8144

Фрактальный анализ сложности горизонтальной структуры напочвенного покрова

Фрактальный анализ сложности горизонтальной структуры напочвенного покрова

Эта статья была написана в 2009 году и уже устарела — появились новые данные, новые результаты. В статье не рассмотрены методы связанные с размерностями высоких порядков, методы поканального анализа растров. Ни слова об алгоритмах сжатия jpeg. Данных — кот наплакал. И вообще, кругом говно. Есть только одна причина, по которой я ее публикую. Постройте аналог таблицы 7 по данным (В.Н. Федорчук и др., 2005) или любым другим. Построили? Ну вот, потому-то и публикую.

Каждый тип растительного сообщества характеризуется своим особым типом обмена вещества и энергии (Полевая геоботаника, 1959). Анализ структуры растительности позволяет оценить этот тип обмена, и как следствие, определить растительное сообщество.

Цель работы — определить факторы, влияющие на сложность горизонтальной структуры напочвенного покрова.

Для достижения цели разработан метод фрактального анализа фотоизображений напочвенного покрова, основанный на понимании напочвенного покрова как диссипативной структуры.

Материалы и методы

В 2008 году в лесопарке «Пискаревка» (Санкт-Петербург) заложено 80 учетных площадок размером 0,25 кв.м. Преобладающий тип леса на обследованной территории – смешанный березняк (6Б4С) черничный. Возраст древостоев 60 лет, отдельные деревья имеют возраст до 150 лет. На каждой учетной площадке сделана фотография лесного полога (вертикально вверх), живого напочвенного покрова (вертикально вниз). Описано общее и повидовое проективное покрытие травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов, мощность и покрытие подстилки, мощность гумусового горизонта.

При анализе данных, описанные виды травяно-кустарничкового яруса делились на 4 эколого-ценотические группы (А.А. Егоров и др., 1997; «Иллюстрированный определитель…», 2000; В. Ю. Нешатаев, А. А. Егоров, 2006):
1. Лесные виды, характерные для ненарушенного леса черничной серии типов (В.Н. Федорчук и др., 2005), такие как Vaccinium vitis-idaea, Vaccinium myrtillus и др.
2. Луговые виды (Trifolium pratenseLathyrus pratensis и др.)
3. Сорные виды (Plantago majorTaraxacum officinale и др.).
4. Опушечные, неморальные, прибрежные и прочие виды, такие как Geum urbanum, а так же светолюбивые лесные злаки (например, Avenella flexuosa).

Для каждой из эколого-ценотических групп рассчитывалась степень доминирования (индекс Симпсона) («Методы…», 2002).

Сложность структуры напочвенного покрова на учетных площадках (0,25 кв. м) определена на основе анализа фотоизображений, полученных в ходе полевых работ. На первом этапе фотографии были обрезаны по контуру учетной площадки и переведены из формата jpeg в формат bmp (256-цветовая палитра) с разрешением 22,97 х 22,97 см (650 х 650 пикселей), что в реальности соответствует площадке размером 50 х 50 см (рис.1).

Рис.1. Обрезка фотографии по контуру учетной площадки и преобразование ее в формат bmp-256 (650х650 пикселей).

Рис.1. Обрезка фотографии по контуру учетной площадки и преобразование ее в формат bmp-256 (650х650 пикселей).

Затем полученное изображение сохранялось в виде негатива формата bmp (черно-белый) (рис.2).

Рис.2. Преобразование негатива фотографии в формат bmp-ч/б (650х650 пикселей).

Рис.2. Преобразование негатива фотографии в формат bmp-ч/б (650х650 пикселей).

При этом травы и кустарнички отображаются в виде закрашенных контуров (злаки отображаются в виде узких полос, толщиной 1-3 пикселя). Мхи отображаются в виде группы крупных точек размером 4-15 пикселей. Неоднородности подстилки (сборки, разрывы) отображаются в виде отдельных точек, размером 1-4 пикселя. Однородные участки подстилки отображаются в виде белого фона.

После этого, полученное изображение было покрыто сетью клеток определенного масштаба и подсчитано количество клеток, в которых граничили между собой черный и белый пиксели (рис.3).

Покрытие1Рис.3. Покрытие изображения клетками различного масштаба. Граничные клетки залиты красным цветом (увеличено, показан левый нижний угол рисунка 2.).

Рис.3. Покрытие изображения клетками различного масштаба. Граничные клетки залиты красным цветом (увеличено, показан левый нижний угол рисунка 2.).

Размер клеток с каждым новым покрытием возрастал. Изображение покрывали 10 раз. Минимальная площадь одной клетки 0,01см2 (418609 клеток), максимальная 0,60 см2 (4186 клеток).

Зависимость между площадью одной клетки и количеством клеток содержащих в себе черный и белый пиксель аппроксимировали степенной функцией.

Размерность Хаусдорфа-Безиковича (фрактальная размерность) рассчитана с использованием полученного уравнения регрессии по формуле:

 D = -N;
где N- показатель степени в уравнении регрессии (y = ax^N).

Обычно для природных систем характерен целый ряд размерностей. Такие системы носят название мультифракталов. Показатель размерности при их изучении зависит не только от сложности анализируемой структуры, но и от параметров клеточного метода (Иванов и др., 2006). Для анализа мультифракталов применяют кривую спектра фрактальных размерностей (Федер, 1991; Шредер, 2001; Божокин, Паршин, 2001; Мандельброт, 2002; Шурганова и др., 2002). Чтобы выразить этот спектр численно, разработана формула отношения области охваченной мультифрактальным спектром к площади, ограниченной топологическими размерностями, между которыми заключены все фрактальные размерности спектра:

Формулагде Z- показатель сложности структуры;
Dt –Топологическая размерность. Равна 0 в нижней границе области фрактальных размерностей (равна 0 в случае Dt* a), равна 1 в верхней границе области фрактальных размерностей (равна 1 в случае Dt* b),
f(x) — функция, наилучшим образом аппроксимирующая фрактальный спектр,
a – Нижняя граница площадей клеток покрытия, см;
b – Верхняя граница площадей клеток покрытия, см;

Показатель сложности структуры (Z), вычисленный таким образом назван интегральной размерностью покрытия. Далее по тексту, она подразумевается под всеми упоминаниями размерности, кроме особо оговоренных случаев.

Результаты и их обсуждение

Характеристика горизонтальной структуры напочвенного покрова

Анализ показал наличие в структуре напочвенного покрова самоподобных (фрактальных) свойств. Сложность структуры определяется сочетанием проективного покрытия, видового разнообразия травяно-кустарничкового яруса и мощности подстилки.

Наиболее простая структура (значение размерности – 0,65-0,7) наблюдается при высокой сомкнутости древостоя (80%) низкой мощности подстилки, малом проективном покрытии. Видовое разнообразие на таких площадках низкое (в среднем 3 вида травяно-кустарничкового яруса на одной учетной площадке). Представлены преимущественно виды лесных местообитаний (Oxalis acetosella, Vaccinium vitis-idaea, Vaccinium myrtillus, Majantemum bifolium).

При снижении сомкнутости древостоя увеличивается видовое разнообразие и проективное покрытие видов травяно-кустарничкового яруса. Снижается степень доминирования лесных видов, за счет усиления роли видов опушечнных, неморальных и прочих местообитаний. Появляются рудеральные виды (Taraxacum officinale). Увеличивается мощность подстилки (более 1 см). Значение интегральной размерности покрытия для структуры напочвенного покрова составляет 0,7-0,8.

В условиях минимальной сомкнутости древостоя проективное покрытие и видовое разнообразие достигают самых больших значений. Мощность подстилки в этих условиях максимальна. В травяно-кустарничковом ярусе из лесных видов сохраняется только седмичник европейский. Появляется Poa pratense – типичный луговой вид. Доминируют виды переходных местообитаний. Структура напочвенного покрова имеет наибольшую сложность. Интегральная размерность покрытия для таких площадок выше 0,9.

Связь сложности горизонтальной структуры с параметрами напочвенного покрова

Сложность горизонтальной структуры напочвенного покрова (выраженная через интегральную размерность покрытия) зависит от трех прямых факторов: проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса, видового разнообразия травяно-кустарничкового яруса и мощности подстилки на учетной площадке (Таблица).

Тут должна быть таблица, которую все-равно никто не читает.

Из косвенных факторов, имеющих заметную связь с интегральной размерностью покрытия, выделяется сомкнутость древостоя, количество и степень доминирования лесных видов и видов, не относящихся к конкретным местообитаниям, произрастающих в широком диапазоне условий.

Связь сложности горизонтальной структуры с проективным покрытием травяно-кустарничкового яруса

Связь сложности структуры напочвенного покрова и проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса наилучшим образом описывается степенным законом, поскольку общее проективное покрытие имеет верхний предел (100 %).

Изменение проективного покрытия заметно влияет на сложность структуры только на начальных этапах (рис. 4.). При проективном покрытии до 40%, увеличение проективного покрытия ведет к заметному усложнению структуры напочвенного покрова, снижение к упрощению. При проективном покрытии свыше 40 % изменение проективного покрытия незначительно сказывается на сложности структуры напочвенного покрова (рис. 4.).

Рис. 4. Связь интегральной размерности покрытия (сложности структуры напочвенного покрова) и проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса (ТКЯ) при различных значениях проективного покрытия.

Рис. 4. Связь интегральной размерности покрытия (сложности структуры напочвенного покрова) и проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса (ТКЯ) при различных значениях проективного покрытия.

Связь сложности горизонтальной структуры с видовым разнообразием

Связь интегральной размерности покрытия и видового разнообразия, теоретически должна быть линейна, поскольку верхний предел богатства видового разнообразия отсутствует. В действительности, это не совсем так (рис. 5.), поскольку существует положительная корреляция (r2 = 0,41) между количеством видов и проективным покрытием травяно-кустарничкового яруса.

Рис.5. Связь интегральной размерности покрытия (сложности структуры напочвенного покрова) и видового разнообразия на учетной площадке. Причины низких значений коэффициента аппроксимации раскрыты далее по тексту.

Рис.5. Связь интегральной размерности покрытия (сложности структуры напочвенного покрова) и видового разнообразия на учетной площадке. Причины низких значений коэффициента аппроксимации раскрыты далее по тексту.

Малому видовому разнообразию соответствует обычно или очень небольшое или наоборот максимальное проективное покрытие. В левой части рис. 5. видно, что площадкам с низким видовым разнообразием не характерны определенные значения фрактальной размерности. Большой разброс данных происходит от того, что в них отражена одновременно информация о площадках с высоким проективным покрытием травяно-кустарничкового яруса (увеличивающим значения интегральной размерност покрытия до 0,9-0,95) и площадках с низким проективным покрытием (значение размерности менее 0,75). Для участков с более высоким видовым разнообразием (правая часть рис. 5.) связь становится более заметной.

Связь между сложностью структуры напочвенного покрова и видовым разнообразием травяно-кустарничкового яруса частично объясняется положительной корреляцией, между количеством видов и проективным покрытием. Однако, лишь 16,8% (коэффициент детерминации) взаимосвязи между проективным покрытием и количеством видов объясняется их взаимовлиянием. Это позволяет сделать вывод о влиянии видового разнообразия на сложность горизонтальной структуры напочвенного покрова.

Сложность структуры напочвенного покрова тесно связана со степенью доминирования основной эколого-ценотической группы. При смене доминирующей эколого-ценотической группы от лесных видов к сорным, сложность структуры повышается, достигает максимума при равном доминировании разных эколого-ценотических групп и в дальнейшем снижается при усилении доминирования новой эколого-ценотической группы. Связано это с дугообразным изменением видового разнообразия при смене доминирующей эколого-ценотической группы (С.Н. Голубев, 2009).

Связь сложности горизонтальной структуры с параметрами мохово-лишайникового яруса и подстилки

Низкая связь обнаружена между интегральной размерностью покрытия и проективным покрытием мохово-лишайникового яруса и покрытием подстилки. Причиной этого является схожесть подстилки и мохово-лишайникового яруса после обработки изображений, что, несомненно, является недостатком используемого метода (данный недостаток можно исправить путем включения в анализ цветовых характеристик растра).

Между покрытием подстилки и сложностью структуры напочвенного покрова существует обратная связь. Между мощностью подстилки, проективным покрытием мохово-лишайникового яруса и сложностью структуры напочвенного покрова связь прямая. Соответственно усложнение структуры напочвенного покрова происходит при увеличении проективного покрытия мохово-лишайникового яруса и мощности подстилки. Увеличение покрытия подстилки ведет к равномерному рассеиванию по растру случайных одиночных пикселей, что снижает величину интегральной размерности покрытия.

Диссипативные свойства структуры напочвенного покрова

Для диссипативной структуры характерно усложнение при увеличении притока энергии (Г. Хакен, 1980). Аналогичное свойство наблюдается и у горизонтальной структуры напочвенного покрова. При увеличении притока энергии (снижении сомкнутости древостоя) интегральная размерность покрытия возрастает (рис. 6).

Рис.6. Возрастание сложности структуры напочвенного покрова при снижении сомкнутости. Данные сгруппированы в десять групп. Корреляция между значениями исходных данных указана в Таблице.

Рис.6. Возрастание сложности структуры напочвенного покрова при снижении сомкнутости. Данные сгруппированы в десять групп. Корреляция между значениями исходных данных указана в Таблице.

Сложность структуры изменяется и при качественных перестройках системы, к каким относятся смена доминирующей эколого-ценотической группы. В случае уменьшения притока энергии (затенения) усложнение структуры напочвенного покрова, как диссипативной структуры невозможно. Следовательно, при затенении изменения в напочвенном покрове не должны усложнять его структуру. Поскольку проективное покрытие лишь при низких значениях существенно влияет на сложность структуры, можно предположить, что, при затенении, изменение напочвенного покрова, в начале будет происходить преимущественно через снижение видового разнообразия, а в конце через снижение проективного покрытия.

В случае увеличения притока энергии (осветления) будет наблюдаться противоположная картина: вначале увеличение проективного покрытия, а затем качественная перестройка системы, в ходе которой основной причиной усложнения структуры растительности будет внедрение новых видов и постоянство или даже снижение проективного покрытия.

Подобная динамика действительно прослеживается на обследованных учетных площадках (рис.7).

Рис. 7. Динамика видового разнообразия и проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса (ТКЯ) на учетных площадках, при изменении сомкнутости древостоя.

Рис. 7. Динамика видового разнообразия и проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса (ТКЯ) на учетных площадках, при изменении сомкнутости древостоя.

Заключение

Метод фрактального анализа выявляет зависимость сложности структуры напочвенного покрова от трех основных прямых фактора: проективного покрытия, видового разнообразия травяно-кустарничкового яруса и мощности подстилки. Если проективное покрытие имеет низкие значения (до 40%) преимущественно от него зависит сложность структуры напочвенного покрова. Если проективное покрытие имеет значения более 40%, сложность структуры напочвенного покрова определяется другими признаками (например, видовым разнообразием травяно-кустарничкового яруса).

Главным косвенным фактором, влияющим на структуру напочвенного покрова, является степень сомкнутости древостоя.

Напочвенный покров как диссипативная структура усложняется при дополнительном поступлении энергии. При снижении количества поступаемой энергии перестройка напочвенного покрова происходит без усложнения структуры. При этом в начале снижается видовое разнообразие, в конце снижается проективное покрытие. При увеличении количества поступаемой энергии, перестройка структуры напочвенного покрова происходит в обратном порядке. В начале увеличивается проективное покрытие, в конце изменяется видовое разнообразие.

Практическая польза заключается в возможности использования данных о динамике структуры напочвенного покрова при планировании хозяйственной деятельности.

Установление типа напочвенного покрова методом фрактального анализа фотоизображений может быть полностью автоматизировано, что делает весьма ценным его практическое значение. Отличительной особенностью этого метода является выявление не отдельных деталей напочвенного покрова, а установление признаков, присущих данному типу напочвенного покрова в целом, признаков, основанных на энергетическом обмене с окружающей средой. Учитывая новизну метода и возможность совмещать его с другими методами (например, нейросетевые технологии обработки изображений), считаю разработку метода индикации напочвенного покрова путем фрактального анализа фотоизображений важной и перспективной задачей.