Пространств. оценка болот

Пространственная  оценка болот
Spatial Wetland Assesment for Managemen and Planning (SWAMP)
by Lory Sutter, Technology Planning and Management Corporation, NOAA Coastal Services Center
and by Jeff Cowen, NOAA CSC
---
Работа называется "Простр. оценка болот (в данном случае американцы Лори Саттер и Джефф Ковен и многие остальные используют термин "wetland", то есть нечто близкое все-таки к болотным низменностям в нашем понимании, "мокрая земля" дословно. Я перевожу его как болото, поскольку это вполне укладывается в смысл термина "болото", который дал, например, А.Д.Дубах "болото - всякий участок земной поверхности с пересыщенным водою грунтом" (см.К.Е.Иванов, Гидрология болот, Л., Гидрометеоиздат, 1953, 300с., с.8.). Однако, более известно в переводах слово " "bog" или "swamp". Последнее было использовано для названия общеамериканской программы по исследованию болот SWAMP (Пространственная Оценка Болот для Использования и Планирования - сокращенно в русском варианте - ПОБИП - смешно! как будто побить кого-то хотят!).

NOAA CSC (служебный центр контроля побережья) разработал концептуальную ГИС-модель для оценки относит. важности приливных (tidal) и прирусловых (riverine) (речных) болот в пределах их водных бассейнов (watershed). Основа этой модели - это работа Л.Саттера и др., выполненная в 1999 году под названием "Оценка района побережья штата Северная Каролина в целях определения важности болот" "The North Carolina Coastal Region Evaluation of Wetland Significance"). Программа SWAMP оценивает влияние
влияние болот на качество воды, гидрологию и биоразнообразие. Эти функции приливных и прирусловых болот основаны на особенностях ландшафта и характеристик местности. Оценка проведена с помощью программы ArcView и квалифицированных специалистов по пространственному анализу.


Введение (Introduction)

Болота служат многим функциям в ландшафте побережья и интересны для жителей побережья, особенно, в том отношении, как защитить целостность болотной экосистемы при его использовании человеком.

Используя модель 1999 года (см.выше), которая имела короткое название NC-CREWS, NOAA CSC разработал модель подхода для того, чтобы помочь конкретному пользователю принять решение, используя фундаментальные понятия и разработки по экологии этих систем в ландшафте. Эта программа SWAMP использует базавые экологически принципы для оценки важности болот внутри водного бассейна, в то время как принимается решение по полной оценке ситуации.

Болота имеют большое экологическое значение, частью только потому что занимают большие площади и явлются важными компонентами фактически всех прибрежных экосистем, а также и потому, что они включены во взаимосвязи с качеством воды побережья моря, продуктивностью эстуариев, обитателями болот, и с общим характером побережья. Хотя сельскохозяйственное использование, которое в большей степени в историческом смысле сократило площадь болот, даже при нынешнем уменьшении нагрузки, все равно болота сокращаются в результате осушения или использования человеком. Потеря акров земель вызывает озабоченность, потому что функции этих экосистем при этом теряются. Конфликт между экономическим развитием и защитой болот является наиважнейшей заботой, поскольку многие общины побережья считают защиту болот препятствием для экономического развития. Однако, поскольку болота являются доминанирущей частью в прибрежном ландшафте и жизненно важны для многих аспектов экологии региона, их использоване и защита являются самой большой и главной заботой.

SWAMP облегчает базовый анализ этих систем, в то время как она позволяет исследователю назначить самому относительную важност каждого показателя. Подход SWAMP был разработан при анализе АШепу-Кобахее-Эдисто (Ashepoo-Combahee-Edisto) бассейна (кратко ACE) в Южной Каролине, для приливных и пррусловых болот, однако этот подход может быть применен к любой территории. Подход может быть трансформирован для любой топографии, при нелбходимости начального описаниия экологической системы с помошью экспертов на местах для установления параметров и пороговых значений.

В будущем программа претерпит изменения в сязи с переходом на алгоритм языка Basic в отличие от существующей платформы Avenue.

Структура модели

Программа использует пространственно- аналитическое приложение ArcView, Avenue и Visual Basic. Данные были приведены в удобный для ввода цифровой вариант.
Слои ГИС системы состоят из ввода следующих показателей: 1) границ болотных массивов и их типы; 2) залесенност; 3) почвенный покров; 4) гидрография;5) границы водного бассейна.
Использование этих параметров в оконательном виде является сложным делом.

Гидрогеоморфологические классы

Гидрогеоморфологическая классификация (HGMС) для болот (Бринсон, 1993) (кратко ГГМК) подразделяет болота по категориям в зависимости от их положения в ландшафте (геоморфологическое положение), по отношению к источникам воды, ее гидрдинамики (направление движения потока и мощность движения). Классификация широко используется как базовая для болот. ГГМК основное внимание уделяет абиотическим факторам, но не факторам биоразнообразия растительного покрова, на которые делают упор другие классификации.

Некоторые черты ГГМК используются, как начальные условия для дальнейшей оценки функций болота. Поскольку ГГМК основана на геоморфологических, физико-географических, химических своств болотного массива, она позволяет выделит классы болот с едиными свойствами. С другой стороны, принадлежность болота к определенному классу также может служить индикатором состояния экосистемы болота.

Классификационный подход также требует рассмотрения внешних, по отношению к болоту, факторов, таких как, например, источник поступления воды на рассматриваемый участок. Это помомает связать болото с обширной внешней территорией и найти корреляцию его свойств и свойств окружаещего ландшафта и водного бассейна.

Сама программа SWAMP состоит из нескольких модулей, каждый из которых описывает отдельный класс болота. К настоящему времени разработаны модели приливного болота эстуария реки и пресноводного
прируслового болота, болота депрессионного типа и верховодного питания будут заведены в программу позднее (работа выполнена в 2003 году!).


Типы болот

В дополнение к классам ГГМК, типы болот, определенные в зависимости от доминируещей растительности и ладшафта, используются в нескольких точках фукнциональной оценки. Это отражает пониание того, что биологические свойства болот, взятые вместе с гидрогеоморфологическими, могут дать более детализированную индикацию функций болот, чем если бы эти качества были рассмотренв по отдельности.

Типы болот, использованные в данной работе (территория Северной Каролины) характерны именно для этого
водного бассейна. Они являются результатом объединения классов, разработанных Ковардиным (Cowardin, 1979) и используемых в национальной исследовательской лаборатории (National Wetland Inventory), в несколко групп. (Для тех, кто не знаком со схемой Ковардина, можно пояснить, что "класс" - это объемное и детализированное описание болота). Эти показатели болот используются в сборе данных для последующей функциональной оценки.

Типы болот, используемых в программе SWAMP, являются индикаторами функциональных
характеристик. Корреляция между типом болота и функцией болота была определена в результате больших проведенных исследований. Необходимо допольнительное полевое исследование, чтобы подтвердить ранее сделанную оценку.


Параметры

В дополнение к типу болот и геоморфологическому классу, используются также некоторе другие параметры как индикаторы существования или же уровня функционирования определенных свойств болот. Они включают в себя конкретные особенности данного участка болота, например: размеры, вид почвенного покрова, грунты, а также оценки ландшафта, такие как: георафическое положение водного бассейна, источники поступления воды, использование земель, виды ландшафта. Эти параметры вводятся в ГИС-систему по данным предварительно проведенных исследований.

В отличие от процедур оценки, основанных исключительно на основе информации, собранной внутри отдельного болота, данная процедура использует внешние факторы воздействия на участок болота. Взаимодействие болота и ландшафтом, внутри которого оно существует - это интегральные оценки, позволяющие оценить важность функций болота. Характеристики ландшафта, окружающего болото, часто являются более значимыми в оценке функций болота, чем характеристики самого болота.

В то время, как повышенное внимание к ландшафтным особенностям болот является наиболее экологичным подходом с общей точки зрения, чем оценка просто конкретного болота, оно требует намного большего количества информации, собранной о самом болоте. Эта процедура, основанная на ГИС-технологиях и анализе полученных данных, делает возможным применение этих технологий не только для региональных наблюдений, но также и для общей пространственной оценки роли взаимодействия ландшафт
ных элементов и их свойств.


Формат данных

SWAMP использует иерархические структуры, в которых индивидуальные параметры расположены по градациям, и успешно скомбинированы таким образом, чтобы, в конце концов, получить коэффициент экологической значимости для каждой конкретной функции. Целью функциональной оценки является определение индивидуального коэффициента экологической значимости (КЭЗ) болота внутри водного бассейна. КЭЗ болота основывается на степени его взаимодействия, или же на способности
болота к этим фуцкциям, пока не реализованным.

Параметры являются основой для всех дальнейших оценок и определяют уровни в иерархической структуре, которая сама была разработана на основе полевых данных. Оценка специфичных параметров болота проводится для того, чтобы получить конкретные КЭЗ. Во всех случаях данные параметров выводятся из ГИС-анализа, проведенного на подходящих моделях. Некоторые параметры, как, например, тип болота, являются индикаторами других функций болота, из которых выводятся КЭЗ.

Значения параметров, в свою очередь, комбинируются для того, чтобы получить уровень для различных других функций.

В основном функции болот (первичные функции) состоят из: качества воды, гидрологии и биоразнообразия. Самым высоким иерархическим уровнем, или же конечным результатом программных процедур, является установление вклада болота в гирохимию водного бассейна, либо гидрологию, либо в биоразнообразие. Правила решений находятся слева на экране, чтобы пользователь смог определить и позволить некоторым параметрам варьировать в соответствии с принятой моделью. Рекомендуется использовать правила по умолчанию до тех пор, пока не будут установлены специфические характеристики, которые позворят применить альтернативную оценку.