Анализ данных табл. 1 показывает, что ни один из рассматриваемых классов ЛА в полном объеме не является универсальной. При этом максимальной эффективностью обладают средние вертолеты, однако они низко маневренны, дороги в эксплуатации и имеют высокие значения вибрации. Эти недостатки не свойственны самолетам, но они не приспособлены для действий с неподготовленных площадок и осуществлять полет в режиме висения, имеют высокую себестоимость эксплуатации. Легкие вертолеты, автожиры и мотопаралеты относительно дешевы и во многом эффективны при проведении работ в локальных районах, однако, как правило, они не обеспечивают возможности полета с требуемой полезной загрузкой, ограничены в дальности и продолжительности полета.
Эти недостатки вышеперечисленных ЛА указывают на необходимость изыскания других типов воздушных платформ для проведения мониторинга. С середины 90-х годов в России возрос интерес к изысканию возможности применения дирижаблей для решения различных задач. Сначала возникли проекты применения тепловых дирижаблей в рекламных целях и для проведения обзорных экскурсий. Более серьезным проектом стало применение гелиевых дирижаблей в интересах улучшения организации дорожного движения г. Москвы. В сентябре 2005 г. совершили первые полеты патрульные дирижабли AU-12 авиации МВД РФ. В середине 2006 г. приступил к летным испытаниям патрульный дирижабль ПД-360 ЗАО «Аэроскан», первый из трех, предусмотренных проектом.
Исследования характеристик существующих и перспективных дирижаблей (табл. 2), которые могут рассматриваться в качестве воздушного средства для решения задач мониторинга охотничьих ресурсов, показывают, что их дальнейшее развитие достаточно перспективно.
2. Основные характеристики дирижаблей
Показатели | ПД-360 |
МД-900
|
ДПД-500
|
Au-12
|
AV-1R
|
Объем оболочки, м3
|
1275
|
9050
|
50150
|
1250
|
2800
|
Тип подъемного газа
|
Инертный на основе гелия
|
Тепловой
|
Диапазон крейсерских высот полета, м
|
0–2000
|
0-3000
|
0-3000
|
0-1500
|
0- 800
|
Диапазон скоростей полета , км./час
|
0- 110
|
0-130
|
0-150
|
0-100
|
0-30
|
Полезная нагрузка, кг
|
1400
|
3170
|
15200
|
250
|
750
|
Максимальная дальность полета без дозаправки, км
|
1000
|
До 4000
|
9000
|
350
|
60
|
Себестоимость одного часа эксплуатации ЛА, $
|
80-90
|
80- 90
|
60-80
|
80-90
|
60-80
|
Количество рабочих мест на борту, включая экипаж
|
6
|
3-6
|
12
|
2
|
2
|
Возможность размещения БКМ
|
да
|
Да
|
да
|
нет
|
нет
|
Соответствие мощности электросистемы требуемой нагрузке оборудования
|
да –
5 кВт
|
да –
5 кВт
|
да –
15 кВт
|
нет
|
нет
|
Всепогодность средства
|
да*
|
да*
|
да*
|
да
|
нет
|
Вибрация воздушного судна
|
низкая
|
низкая
|
низкая
|
низкая
|
нет
|
Возможность эксплуатации с неподготов- ленных площадок (водной поверхности)
|
да
|
да
|
да
|
да
|
да
|
Возможность выполнения работ в режиме висения
|
да
|
да
|
да
|
да
|
да
|
Для дирижаблей характерно следующее:
- могут длительное время эксплуатироваться в таких диапазонах скоростей и высот полета, которые недоступны другим судам;
- грузоподъемность существующих патрульных дирижаблей в 1350 - 1400 кг позволяет размещать экипаж 2 - 6 человек, брать на борт до 400 кг специального оборудования, около 500 кг авиационного топлива для автономного полета продолжительностью до 16-20 часов;
- максимальная дальность полета более 1000 км позволяет планировать и осуществлять мониторинг на значительном удалении объектов мониторинга от мест базирования;
- минимальные показатели вибрации грузопассажирской гондолы, что выгодно отличает его от легких, а тем более, средних вертолетов и самолетов;
- возможность эксплуатации с неподготовленных площадок и высокая автономность данного воздушного судна обеспечивает его применение в труднодоступных районах Севера, Дальнего Востока и Сибири, а применение ДПД-500 и мониторинг широкой акватории прибрежных вод и обитателей островов.
- современные дирижабли пожаро- и экологически безопасны, удобны в эксплуатации, имеют себестоимость ниже, чем другие ЛА.
Для определения рациональности применения дирижаблей для воздушного мониторинга был проведен сравнительный анализ временных и экономических показателей площадной аэросъемки, выполненной вертолетом Ми-8 как одним из наиболее эффективных существующих средств воздушного мониторинга и патрульного дирижабля ПД-360 (рис. 1). Анализ сравнительных характеристик показывает, что применение дирижаблей для целей мониторинга охотничьих ресурсов более эффективно, чем других летательных аппаратов.
Исходя из вышесказанного, дирижабль может рассматриваться как перспективное воздушное средство для установки на его борту современного бортового комплекса мониторинга, который представляется сложной технической системой, построенной на основе применения средств, реализующих различные физические принципы для получения надежной информации об объектах мониторинга.
В такой технически сложной системы может быть положено комплексное применение различных по диапазонам измерения характеристик и физическому принципу фиксации параметров, средств:
1) устройств лазерного сканирования, формирующего высокоточную объемную модель подстилающей поверхности;
-
цифровой оптической системы для получения изображения объектов;
-
системы получения изображения в ИК-диапазоне;
-
радиолокационной системы в мм –диапазона для получения контуров объектов.
Для качественной и оперативной обработки получаемой информации об объектах мониторинга необходима централизованная техническая система, производящая цифровую обработку разнородной информации на фоне электронных карт местности. Такой системой может выступить надежный и высокопроизводительный процессор, программное обеспечение которого реализует новые информационные технологии (Интернет, мультимедийные, ГИС). При этом текущие координаты в такой системе определяются по спутниковым навигационным системам ГЛОНАСС и GPS и индицируются на фоне электронной карты. Для определения типов объектов мониторинга программное обеспечение вычислительной системы должно обеспечивать реализацию методов математического моделирования, теории вероятности, распознавания образов и других.
Применение такой системы позволит получать достоверные данные об объектах мониторинга на фоне электронной карты с точными координатами, записывать их в базу данных, идентифицировать с установленной точностью, при необходимости передавать заинтересованным потребителям в режиме реального времени, осуществлять надежное хранение и воспроизведение процесса мониторинга необходимое количество раз. Однако выбор конкретных технических систем и программного обеспечения требует глубокого исследования, результаты которого позволят создать бортовой комплекс мониторинга, отвечающего современным требованиям.
Таким образом, на современном этапе развития воздушного мониторинга охотничьих ресурсов наиболее рациональным и экономически выгодным воздушным средством, на котором будет развертываться бортовой комплекс мониторинга, выступает дирижабль. Однако для решения частных задач могут быть использованы и другие вышеперечисленные летательные аппараты, на которых может быть установлен БКМ, представляющий собой сложную систему, объединяющую современные технические средства получения и обработки информации, современной технологии ее преобразования, высокоэффективного программного продукта. Очевидно, что исследования в этом направлении являются актуальной научной задачей.
Литература
Здор С.Е., Широков В.Б. Оптический поиск и распознавание. М., Наука. 1973 г., 238 стр.
Методические указания по авиаучету лесных копытных животных. М., АгроНИИТЭИПП, 1987 г., 41 стр.
Методические указания по авиаучету численности копытных животных в горах М., АгроНИИТЭИПП, 1987, 44 стр.
Обзор российского рынка проведения аэросъемочных работ распределенной структуры предприятий и организаций. М., ЗАО «Аэроскан», 2005 г., 53 стр.
Применение инструментальных методов авиаучета лося и предложения по их усовершенствованию. Отчет о результатах авиаучета лося в Мурманской области в I квартале 2002 г. С.-П., ООО «Аэроэкология», 2002 г., 37 стр.
ПОПУЛЯЦИОННОЕ ДЕЛЕНИЕ ЕВРОПЕЙСКОГО ЛОСЯ (Alces alces alces L.) И ПРОБЛЕМА АНТРОПОГЕННОГО РАЗДРОБЛЕНИЯ ЕГО АРЕАЛА
А.В. Давыдов1, М.В. Холодова2, И.Г. Мещерский2, С.А. Царев3, Ю.П. Губарь1, А.Б. Линьков3, А.В. Проняев1, Н.Э. Овсюкова1, Л.В. Рожкова1, Ю.И. Рожков1.
1ФГУ “Центрохотконтроль” МСХ РФ, 2Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, 3 ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»
Популяцию кратко можно определить, как группировку особей одного вида в той или иной степени изолированной от других подобных группировок. Мы выделяем следующие иерархически организованные группировки:
- мегапопуляция — структура, охватывающая в одних случаях вид в целом, в других - наиболее крупные внутривидовые группировки (уровень полувида-подвида);
- макропопуляция — структура, включающая единицу меньшей масштабности, соответствующей чаще всего географической или экологической расе;
- мезопопуляция — группировка, входящая в состав макропопуляции, более или менее ограниченная пространственно и частично изолированная “преградами” или же расстоянием от других подобных группировок;
- микропопуляция ― группировка, ограниченная территориально и далее не делимая на популяционные единицы внутри мезопопуляции.
Когда необходимо увеличить детализацию, мы вводим “цифровую номенклатуру” в тот уровень, который дополнительно нами подразделяется (например, мегапопуляция I и II рангов) макропопуляция III и IV популяционных рангов.
Население лося Европы можно представить себе как единую макропопуляцию высшего ранга, простирающуюся на севере от побережья Баренцева и Белого морей и доходящую на юге почти до северного Кавказа. На западе она ограничена современным ареалом лося на этих территориях, т.е. лежит относительно близко к границам бывшего Советского Союза и, пожалуй, еще ближе к границам Российской империи, когда в ее состав входили Финляндия и Польша. На востоке эта европейская макропопуляция, в районе Уральского хребта, плавно переходит в другую макропопуляцию – Западно-Сибирскую, которую здесь мы рассматривать не будем.
В свою очередь, европейскую макропопуляцию можно разбить на две дополнительные макропопуляционные группировки более низкого ранга, чем предыдущая - североевропейскую и южно-европейскую.
Типичным местообитанием первой являются северо- и среднетаежные леса, второй — лесостепные и степные территории (вернее отдельные лесные массивы на этих территориях).
Обе эти макропопуляции соединяются в центральной полосе России переходной зоной шириной около 300 км. Эта зона охватывает южнотаежные, смешанные и широколиственные леса (рис.1).
Рис.1. Ареал лося (показан точками) на территории РФ с наложением на него схематичным обозначением макропопуляционных группировок и переходной зоны (штриховка)
Макропопуляции в свою очередь, как мы уже отмечали, можно разделить на группировки еще меньшего масштаба — мезопопуляции. Их "границы" друг от друга, конечно же, условны, как и предыдущих, более крупномасштабных, группировок. Однако, если в первом случае, скорее всего, существенную роль играет изоляция расстоянием и "пристрастие" особей к определенным биотопам, то во втором, по-видимому, важнее притормаживающие потоки генов преграды (например, естественные — обширные водоемы, крупнейшие реки и искусственные - территории, населенные человеком или, в тех или иных формах, эксплуатируемые им своего рода "репеллентные" ландшафты).
Вполне понятно, что не только северная и южная макропопуляции, но и вся переходная зона заполнена мезопопуляциями.
Каждая из подобных группировок, хотя и не может быть четко ограничена, скорее всего, занимает площади от 25 до 100 тыс. кв. км, т.е. пространство, соответствующее по площади одной - четырем областям центрального района (это как раз те площади, которые могут "уложиться" между наиболее значимыми препятствиями).
Мезопопуляции, делимые на микропопуляционные группировки, занимают территории, лежащие в пределах 100 — 200 кв. км. (естественно, с некоторыми вариациями пределов).
Количество особей, держащихся на такой территории и составляющих собственно микропопуляцию, колеблется от 25 до 250 особей (опять-таки с возможными вариациями пределов)1.
Микропопуляции разбросаны по макропопуляционному пространству неравномерно. В переходной зоне, на 30 тыс. кв. км. (эта цифра приблизительно соответствует среднему размеру области Центрального региона РФ), приходится порядка 100 микропопуляций. На севере, на ту же территорию, их приходится гораздо меньше - около 20. И еще меньше на юге - около 10 микропопуляций.
Расстояния между популяционными ядрами следующие. Переходная зона 20 км (плюс- минус 10 км), Север -50 -100 км, Юг - 50-200 км (что соответствует расстояниям между лесными массивами в степи — лесостепи).
Таким образом, "минимальные" популяции распределены мозаично - обитаемые территории чередуются с незаселенными пространствами, которые наиболее обширны на севере и юге. Последние не заселены не только потому, что они "цивилизованы" человеком или экологически не пригодны для вида, но и в силу других причин.
Теперь коснемся морфологических различий между популяциями (точнее, различий в массах тела). Начнем опять с макропопуляций.
Если сравнить северных особей с соответствующими по полу и возрасту южными, то выясниться, что они в среднем на 10 % тяжелее. Если же посмотреть, как изменяются значения средней массы в европейской макропопуляции по трансекте, проложенной с севера Архангельской области до Белгородской на юге, то выявится интересная закономерность. Массы на юге и севере неизменны, они меняются скачком лишь в переходной зоне (рис.2). Подобным же образом ведут себя и другие морфологические характеристики (табл.1).
Таким образом, северная и южная макропопуляции на всем пространстве занимаемых ими территорий совершенно "самобытны" в морфологическом плане. Они "контактируют" в переходной зоне, являющейся по существу зоной интрогрессии, т.е. той территорией через которую перетекают гены (в виде особей, конечно), из одной популяции в другую, в результате чего и создается 300 километровый градиент масс.
Рис. 2. Изменение массы (широкая линия) лосей с севера на юг и их плотности (тонкая линия). Точки значений масс и плотности на сглаженных кривых опущены, подробно информацию можно найти в других наших публикациях (Рожков и др., 2001; Давыдов и др., 2004).
Таблица 1
Характеристика рогов лосей Европейской территории РФ
на основе оценки охотничьих трофеев (Давыдов и др., 2004)
Параметр
|
Северная макро-
популяция
n=105
|
Переходная зона
n=116
|
Южная макро-
популяция
n=51
|
Окружность, см
|
17,98±0,2
|
17,54±0,13
|
16,7±0,22
|
Развал, см
|
112,9±1,42
|
108,32±1,13
|
105,61±1,67
|
Длина, см
|
97,9±0,97
|
98,41±0,81
|
94,71±1,4
|
Ширина лопаты, см
|
24,5±0,54
|
21,95±0,5
|
17,91±0,64
|
Оценка в баллах
|
302,0
|
287,5
|
268,4
|
Доля оленеобразных рогов, %
|
4,8±2,09
|
9,5±2,72
|
17,6±5,33
|
Масса туши*, кг
|
172,8
|
161,7
|
151,4
|
*Примечание: для массы туши значение ошибки не приводится, т.к. выборки содержат тысячи и десятки тысяч особей.
Возникает вопрос: какие силы поддерживают ступенчатый характер этого градиента? При отсутствии этих сил ступень также отсутствовала бы, даже если сделать далекое от реальности предположение, что первоначально особи, заселявшие "юг" с середины XX века были значительно мельче своих северных собратьев. Не было бы ступени, но был бы плавный переход масс и в том случае, если бы действовали естественные силы в виде, например, температуры, которая ответственна за выполнение правила Бергмана (где холодней, там больше масса у теплокровных животных). Как известно, метеопараметры изменяются относительно плавно с севера на юг. Столь же плавно должна была бы меняться и масса.
Единственная сила способная создать ступенчатый градиент имеет искусственный характер - это пресс охоты2.
Действительно, если наложить друг на друга две карты, на одной из которых отмечена плотность людского населения, а на другой распределение средней массы по территории РФ, то окажется, что высокие плотности населения почти точно совпадут с низкими массами. Причем, изменение плотности с севера на юг имеет точно такой же ступенчатый характер, как и массы. С той лишь разницей, что в 300 километровой переходной зоне совершается зеркально отображенный скачек (так как численность населения мала на севере и велика на юге), который без труда можно себе представить, взглянув на рисунок 2 и дорисовав в воображении симметричную к кривой массы кривую плотности.
Вполне понятно, что плотность охотников пропорциональна плотности населения.
Чтобы окончательно понять механизм образования "ступени" необходимо принять, что изъятие животных по массе не случайно, а выборочно, т.е. в первую очередь изымаются наиболее крупные особи3. В этом случае более сильный пресс охоты на юге, чем на севере и приведет к тому распределению массы по пространству, которое мы имеем.
Теоретические расчеты показывают, что за более, чем полувековой период существования южной макропопуляции (ранее на этой территории лоси практически не встречались) возможен даже больший, чем 10%, сдвиг в массе. Детали этого механизма подробно рассматриваются в нашей книге (Рожков и др., 2001). Там же показано, что даже при отсутствии браконьерства и изъятии животных согласно устанавливаемым государством квотам (т.е. при изъятии, осуществляемом пропорционально их численностям и, следовательно, при формальном выполнении условия равенства охотничьей нагрузки на юге и севере), "ступень" неизменно будет возникать.
События, наблюдаемые на макропопуляционном уровне, "воплощаются в жизнь" на уровне микропопуляций. В свою очередь, микропопуляции не находятся в идентичных условиях: где-то пресс охоты выше, где-то меньше. И не только из-за того, что в каких-то местах браконьерство более распространено, а в каких-то менее. Просто охотники не распределены равномерно по пространству. В силу известных причин они тяготеют к тем участкам охотничьих угодий, до которых можно добраться без особого труда. Отсюда можно ожидать, что микропопуляции, занимающие территории вблизи транспортных магистралей и крупных населенных пунктов, в целом будут менее "весомы", чем микропопуляции из малодоступных и малонаселенных мест.
Это ожидание легко проверить - нанесением на областные карты средних масс для каждого из районов. После выполнения такой процедуры выяснилось, что лоси, обитающие ближе к "цивилизованным" местам легче на 4-6%. Таким образом, даже использование столь грубого (но единственно возможного) подхода, как порайонное деление, позволило обнаружить различия.
Итак, и на микро- и на макроуровне выявляется эффект избирательности изъятия. Об этом эффекте различные авторы писали много, но почти всегда имели ввиду избирательность по возрасту. То есть, масса лосей падает (как большинство из них считало и считает) только из-за того, что охотник, выбирая более крупное, а, следовательно, более взрослое животное, смещает возрастное распределение популяции в сторону ее омоложения, а значит и более легкой массы.
Достарыңызбен бөлісу: |