Исследование биоразнообразия Камчатки с помощью информационных систем

Камчатский государственный технический универси гет

ПРОБЛЕМЫ 

СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. 

РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 

ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ

Материалы научно-технических конференций 
профессорско-преподавательского состава и аспирантов 
КамчатГТУ (2004-2005 гг.)

Итдатсльсшо

Камчш I ТУ

Петроп а вл о вс к- Камчатски й 
2006

УДК' 378+639.2 Камч (075.8)
ЬБК 74.58+47.2 Камч 
П78

Рецензенты:

С. В ГIаврилов. 
кандидат технических наук, доцент

И Г  П роценко. 
доктор технических наук

Ответственные редакторы:

А П . Лебедева. 
кандидат технических наук, доцент

А.Р. Ляндзберг. 
кандидат технических наук, доцент

Е.Г. Норинов. 
кандидат технических наук, доцент

1178 
Проблемы современного естествознания. Рациональное использование водных биоресурсов. Материалы научно-технических конференций профессорско-преподавательского состава и аспирантов КамчатГТУ (2004-2005 гг.) / Под ред. А.П. Лебедевой, А.Р. Ляндзберга. 
Е.Г. Норинова. -  Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2006. -  130 с.

ISBN 5-328-00099 -4

В сборнике представлены доклады профессорско-преподавательского состава и аспирантов КамчатГТУ. представленные на научно-технических конференциях 2004-2005 гг. Материалы сборника охватывают широкий диапазон гем: от 
исследования общетеоретических вопросов естественных наук до разработки 
конкретных расчетных методов проектирования узлов и аппаратов машин, от обсуждения проблем рыбохозяйственной отрасли Камчатки, рационального использования ее водных биологических ресурсов до добычи гидробионтов.
Сборник предназначен для студентов технических специальностей, аспирантов. научных и инженерных работников.

УДК .378+6.39.2 Камч (075.8) 
БВК 74.58+47.2 Камч

ISBN 5—.328-00099—4
Г КамчатГТУ. 2006 
© Авторы. 2006

Содерж ание

Новикова Л.С.
Особенности конструкции деталей из полимеров...............................
Новикова Л.С.
М ежотраслевая унификация
и арегатирование технологических м аш ин.............................................
Заляева Г.О., Лебедева АЛ1.
О пределение величины ресурса оборудования
до первого ремонта на основе статистических данны х....................
Ляндзберг Р.А.
Обработка клубней картофеля морской водой
с целью улучшения их лежкости при хранении....................................
Березовская В.А., Емельянова А.А., Писарева Н.А.
Таксономический состав флор
различных участков побережья Камчатки...............................................
Березовская В.А., Ляндзберг Р.А.
Факторы, влияющие на величину pH в морских водах.....................
Крылова Т.В.
От волчка до гироскопа....................................................................................
Степанова Е.А.
Компьютерная графика и решаемые ее задачи.....................................
Ляндзберг А.Р.
Об одном вопросе расчета эвольвентного
зубчатого зацепления........................................................................................
Ильина И.В.
Решение системы уравнений динамики
тонкой нити в виде волны ..............................................................................
Потапов В.В., Гусева О.В., Ж уравлев Л.Т.
О пределение концентрации гидроксильных групп
в образцах геотермального кремнезема...................................................
Иваницкая Ж .Ф., Филатов Ю.И.
Определение характеристик би ен и й.........................................................
Степанов И.И., Степанов В.И.
Экспериментальное обнаружение медленных деформационных 
волн в зоне субдукции у берегов Камчатки и пеленгация 
их источников с помощью мониторинга объемных деформаций
в двух разнесенных точках.............................................................................
Матюхин В.В.
Резонансные явления при распространении
электромагнитных волн в слоистой ср ед е..............................................
Пронснко И.Г., Образцов Ф.А.
Повышение эффективности мониторинга рыболовства 
при использовании технологии
«Электронный промысловый ж урнал»....................................................

3

3

У

12

14

16

20

23

27

28

33

35

46

50

55

61

llp o u eiiK o  И.Г., Дашиянжибон Ь.Ь.
Синтезированная структура информационной системы
государственных администраций морских рыбных портов............................  64
Красников И.В.. Ироиенко И.Г., Ьабюк Л.В.
Оценка запасов камчатского краба 
с использованием гидроакустических
средств шумопелеш ования............................................................................................  67
Норинов Е.Г., Фирсов А.В.
11ерспективы развития лицензионного ры боловства........................................ 72
Габрюк В.И., бобиков А.В.,Осипов Е.В.
М етодика расчета параметров уздечек
крабовых конических ловуш ек..................................................................................... 83
Ж олудев B.J1.
Исследование биометрических характеристик 
северного одноперого терпуга
(Pleurogrammus m onoplerygius)..................................................................................... 87
Лавруш ина Е.Г., Осипов Е.В., Павлов Г.С.
М одель расчета распределения квот
между судами рыболовного предприятия..............................................................  42
Лапина Е.А.
Влияние свойств нитевидных материалов
на зффективносгь лова...................................................................................................... 45
Ким Э.Н., Осипов Е.В., Чернецов В.В.
М етодика расчета параметров мешков тралов
с учетом сохранности качества ул ова....................................................................... 44
Осипов Е.В., Павлов Г.С.
М етодика расчета параметров оснастки
подбор сайровой ловушки с мягким каркасом...................................................... 102
Сметанин А.П.
Исследование биоразнообразия Камчатки
с помощью информационных систем........................................................................  104
Сошин А.В.
Исследование особенностей лова
донных видов рыб сню рреводам и..............................................................................  1 14
Таганов Е.П.
Особенности выбора веса урезов
для снюрреводного промысла....................................................................................... 118
Фирсов А.В.
Анализ крючковых орудий лова лицензионного рыболовства.................... 121
Пванысько Г.О.
Численное моделирование циркуляции теплоносителя
в вертикальной трещине .................................................................................................  124
Черных Е.В.
Использование компьютерной графики
для анализа состояния вулкана Авачинский.........................................................  128

4

УДК 574(571.66):004.9

А.Н. Сметанин (КамчатГТУ}

ИССЛЕДОВАНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ КАМЧАТКИ 
С ПОМ ОЩ ЬЮ  ИНФОРМ АЦИОННЫ Х СИСТЕМ

Природа Камчатки весьма оригинальна. На фоне гор и вулканов моза- 
ично 
вырисовываются 
участки древесно-кустарниковой растительности, 
волнистыми перекатами по склонам простираются кедрово-ольховые стланики. На речных террасах -  густые заросли трав, кустарников, невысоки» 
деревьев. А в центре полуострова -  вековечная тайга. Картину существенно 
дополняют многочисленные ключи, речки и реки, большие и малые озер* 
вперемежку с болотами, топями, кочкарниками, пойменными лугами, тун>
104

рами -  низинными и верховыми. А высоко в горах -  цветущие альпийские 
луга, вечные ледники и снежники, из которых все лето струится талая вода, 
образуя нивальные лужайки с яркими ковриками цветущих грав. И вся эта 
территория населена разнообразными животными.
Реки впадают в моря -  Берингово на северо-востоке. Охотское -  на западе, а на юго-востоке -  непосредственно в Тихий океан. Тут морские заливы, лагуны, бухты, мысы, кекуры, приморские валы и террасы, скалистые 
береговые утесы. Здесь множество водоплавающих птиц, больш ие птичьи 
базары; в реках изобилуют лососи. Камчатский шельф богат рыбой, крабами, 
креветками, моллюсками, иглокожими, из которых мног ие являются важными промысловыми видами. Этот поразительный эффект фаунистического 
разнообразия дополняют морские млекопитающие -  тюлени, каланы, морские котики, дельфины и крупные киты.
В этом многообразии нет хаоса. Все находится на своих местах, с более- 
менее устоявшимися, консортивными связями биологических видов с другими членами биоценозов. Неразрывные цепи питания поддерживают трофическую пирамиду морских и наземных экосистем. Последние легко выделяются благодаря четкости рельефа, определяющего водосборные площади 
рек и крупных озер, морскому берегу, отграничивающего суш у от моря.
Природные экосистемы Камчатки имеют большой набор видов флоры и 
фауны. Различные таксономические группы изучены в разной степени, но и 
те, о которых достаточно сведений, трудно поддаются целостному осмыслению даже для специалиста -  ведь их тысячи.
В классическом стиле каждый биологический вид можно охарактеризовать по таким признакам:
-  
название вида;
-  распределение по территории (акватории);
-  видовое обилие (частота встречаемости);
-  занимаемый биотоп, экосистема;
-  жизненные формы, размеры;
-  
географические связи;
-  хозяйственное значение, охрана редких видов.
Тут налицо большой набор различных характеристик биологического 
вида и группы видов местных популяций, населяющих соответствующий 
биотоп, конкретную экосистему (табл. I).
Методологический подход. Эколого-биологические особенности вида 
хорошо отражает политомический ключ -  цифровой код, с помощ ью которого делается возможным обозревать выделенную совокупность основных 
признаков как отдельных видов, так и группы видов [4, 20-23].
Политомический ключ начинается с цифры, обозначающ ей порядковый 
номер биологического вида; вторая цифра, отделенная от первой точкой с 
запятой, указывает на порядковый номер семейства, третья -  отряда (для 
растений -  отдела). Классы и отделы обозначены заглавными буквами латинского алфавита.

105

Таблица I

Типы экосистем Камчатки и их характерные бногопы

№
п/м
Типы жосистем

)

Биотопы

1
2
3
1.
МОРСКИЕ
Батибентальный (донные 800-3000 м)
Батипелагический (водная толща над глубинами 800-3000 ч i 
Литоральный (у берега)
Мезобентальный (донные на глубинах 200-800 м) 
Мезопелагический (пелагические над глубинами 200-800 м) 
Неритический (толща воды в пределах шельфа) 
Сублиторальный (у дна на глубинах 0-50 м)
Элиторальный (у дна на глубинах 50-200 м) 
Опипелагический (в толще воды над глубинами 0- 200 м)
2.
ПРИБРЕЖНОМОРСКИЕ
Эстуарии рек
Морские берега, пляжи
Приморские террасы, скалы, береговые валы
Приморские луга, луговины, болотца
11риморскне тундры
Вблизи морских побережий
Солоноватые озера, лагуны, лиманы, морские мелководья
3.
ОЗЕРНОРЕЧ11ЫЕ
Ключи
Реки
11ротоки
Озера, старицы
Речные отмели
Мелководья озер
Островки, косы
Берега рек. ключей, озер
Речные террасы
Пойменные луга, лужайки
Осоко-сфагновые болота
Кочкарники, мочажины
Древесно-кустарниковые заросли
Низинные тундры
4.
ЛЕСНЫЕ
Пойменные леса (чозения. тополь, ольха волосистая)
Каменноберезовые леса
Белоберезовые леса
Лиственничники
Ельники
Смешанные леса
Стланиковые заросли
Кустарниковые заросли
Лесные опушки, поляны, редины, прогалины
5.
ГОРНОГУНДРОВЫЕ
Горные тундры, суходолы 
Каменистые россыпи, гольцы, скалы 
Горные склоны, распадки, галечники 
Горные луга, нивальные лужайки, болотца 
Окраины снежников, проплешины в тундрах

106

Окончание mam. I

1
2
3
6.
ИНТРАЗОНАЛЬНЫЕ
Термальные поля и площадки, травянистые болотца у терм, 
суглинистые площадки у гейзеров
Пепло-шлаковые вулканические отложеззия. лавовые потоки, 
расщелины, вулканические воронки 
Горячие ключи и озерца 
Берега 1орячих источников
7.
АНТРОПОГЕННЫЕ
Сельскохозяйственные угодья 
Засоренные луга, выпасы 
Озороды, цветники, дачи 
Обочиззы дорог, кюветы 
Пруды, водохранилища 
Поселки
Прочие антропогенные участки

С помощью политомических ключей по специальным программам, используя персональный компьютер, можно решать многие прикладные задачи; они могут быть простыми и сложными. При решении простых задач используется не более одного закодированною признака. При решении более 
сложных задач используются два и более закодированных признаков.
В базе данных для каждого биологического вида по литературным данным приводятся краткие сведения, по которым составляется цифровой код. 
Для удобства пользования семейства роды и виды распределены по алфавиту, в латинских названиях опущены фамилии авторов, впервые описавших 
зид. Расположение отрядов, классов дано без изменений но принятой в науке 
классификации флоры и фауны.
Растения, большинство видов рыб, крабы, птицы и млекопитающие 
имеют устоявшиеся русские названия, насекомые -  самая многочисленная 
группа -  описаны по-латыни.
Особенности подобранных признаков. Выделенные ряды и дополнительные признаки в них, кодовые числа которых помещены в табл. 2, конечно, не могут характеризовать всю совокупность биоэкологических особенностей 
и 
экологические 
ниши 
видов, 
ибо 
эти 
возможности 
поистине 
безграничны. Тем не менее и в таком приближенном виде они характеризуют 
более-менее четко и с достаточной полнотой каждый биологический вид. При 

j t o m  все же надо отметить пределы каждого из подобранных признаков, диапазон их действия, широту охвата, а следовательно, полноту информации.
Ряд 1. Видовой состав.
Несмотря на то что каждый биологический вид имеет точное латинское 
чазвание (авторы не указаны, что допустимо в отдельных случаях правилами 
научной номенклатуры), а многие виды имеют и устоявшиеся русские названия, тем не менее некоторые виды могут оказаться синонимами, отнесенными к другому виду, роду. 'Гак, например, камчатская семга, ранее имевшая 
ггатус самостоятельного вида, ныне перекочевала в разряд подвида (проход- 
1ая форма микижи), добавились новые виды озерных гольцов [8, 23J.

107

Таблица '

Таксономический состав базы данных для важнейших биологических групп 
природных экосистем Камчатки

Таксономические группы
К-во видов, 
подвидов
К-во
семейств
К-во
отрядов

Сосудистые растения
Плаунообразные - LYCOPODIOPHYTA
14
4
Хвощеобразные - EQUISETOPHYTA
8
1
Папоротникообразные 36
12
POLYPODIOPHYTA
5
2
Голосеменные - PINOPHYTA 
Покрытосеменные 1087
78

MAGNOLIOPHYTA
2394
246
24
Членистоногие
Насекомые - INSECTA
13
3
1

Ракообразные - CRUSTACEA
3
1
1
Ктглопотые и рыбы
20
5
4
Круглоротые - 
CEPHALASPIDOMORPHI
355
67
20

Хрящевые рыбы - CHONDRICHTHYES
280
41
17
Костные рыбы - OSTEICHTHYES 
Птицы и млекопитающие 
Птицы - AVES
Млекопитающие - MAMMALIA

71
25
8

Дискуссируется видовая принадлежность птиц с выделениями местны» 
подвидов, то же касается некоторых видов млекопитающих. Много изменений произошло и в систематике сосудистых растений. Но в практической! 
отношении эти перемещения в систематике несущественны.
Ряд 2. Распределение по территории полуострова (акватории -  для рыб 
и морских млекопитающих).
Принятое деление территории на географические районы -  без четкм 
границ; индекс «2» (Камчатка общ.) дается виду в том случае, если имеются 
лишь самые общие указания о ег о пребывании на Камчатке.
Ряд 3. Видовое обилие.
Оценка видов по этому критерию произведена условно по частот* 
встречаемости, количеству собранных образцов и т.п. Обычные виды яв_т*- 
ются фоновыми в данном биотопе и экосистеме, массовые виды надо понимать как многочисленные, доминирующие. Редкие виды, как правило, эндемики, реликты или угнетенные другими, более экологически пластичны»*» 
видами.
Ряд 4. Типы экосистем, биотопы.
Классификация природных экосистем Камчатки еще детально не разработана. В этом направлении сделана первая попытка [19J.

108

Биотопы выделены применительно к поставленной задаче, с учетом 
рельефа местности, многочисленных водотоков и растительного покрова. 
Возникли определенные трудности: многие виды, имея широкую экологическую пластичность, населяют многие биотопы, другие, имея узкую специализацию, встречаются в одном или немногих биотопах. Но большинство видов имеют переходную форму между эврибионтами и стенобионтами, что 
пока невозможно установить по имеющимся материалам.
При подборе признаков сделаны некоторые допущения. Озерно-речные 
экосистемы включают и болотные (их можно было бы назвать озерноболотными и речными). В лесных экосистемах трудно раэграничимыми являются долинные и пойменные леса, где произрастают чозения, тополь, ольха волосистая, древесные виды ив.
Выделенные биотопы объединяют несколько более дробных биотопов. 
Например, биотоп 441 «Горные тундры, суходолы» включает другие разновидности горных тундр: щебнисто-каменистые, олуговелые, пятнистые 
горные, лишайниковые, кустарничковые, лищайниково-кустарничковые, 
осоковые, заболоченные, шикшево-голубичные и т. п.
Ряд 5. Жизненные формы.
Из этого обширного раздела взяты совершенно необходимые признаки, 
включая и явные экологические рубрики: стадиальное распределение насекомых, местообитание рыб и др.
Ряд 6. Размеры.
Они приняты относительно. К низким травянистым растениям отнесены 
виды, высота которых не превышает 30 см, растения средней высоты -  
в диапазоне 30-100 см, высокие -  более 100 см; мелкие насекомые (жуки и 
др.) -  с длиной тела до 5 мм, средние -  в интервале 5-20 мм, крупные -  более 20 мм. О величине чешуекрылых, златоглазок, ручейников принято судить по размаху крыльев: мелкие виды -  до 10 мм, средние -  в диапазоне 10-  
30 мм, крупные -  более 30 мм.
Ряд 7. Географическое распределение.
Выделяются виды широкого географического распространения и локального. В голарктический комплекс отнесены и циркумбреальные виды, в 
палеарктический -  среднеазиатские, в восточно-палеарктический -  восточносибирские, манчжуро-дальневосточные виды, в амфипацифичсский -  вилы, распространенные как на Камчатке, в Восточной Сибири, так и в Северной Америке.
Ряд 8. Хозяйственно значимые и охраняемые виды.
Оценка произведена на основании практического использования растений и животных в процессе современного природопользования. К охраняемым отнесены виды, отмеченные в Красной книге РФ. но сюда относятся и 
насекомые-опылители, многочисленные энтомофаги, санитары местности, 
эндемики и экзотические виды; большинство перелетных птиц отнесены к 
разряду охраняемых.
Далее разрабатываются компьютерные программы для каждой биологической группы.

109