Представленный ниже результат обследований национального парка Бузулукский бор является по сути первым этапом работы, необходимой для проведения полноценного современного лесоустройства. В России уже много примеров современного лесоустройства в национальных парках, которое проводится согласно Основным положениям по лесоустройству национальных парков 1993г. Основной задачей национальных парков является сохранение природных комплексов, уникальных и эталонных природных участков и объектов, создание условий для туризма и отдыха. Эта задача коренным образом отличается от задач, решаемых в лесах эксплуатационного назначения, и требует нестандартных решений, поскольку все леса национальных парков относятся к лесам первой группы, единой категории защитности. Это в высшей степени относится к лесам Бузулукского бора.


Рис. 1. Национальный парк «Бузулукский бор» — вид из космоса

Бузулукский бор — островной массив преимущественно соснового леса на границе Самарской и Оренбургской областей России, среди степей Заволжья и Предуралья, имеющий уникальные природные особенности — расположение в природной котловине среди степей, пересеченный дюнный рельеф с огромной мозаичностью местообитаний, высокую востребованность и посещаемость парка жителями окружающих степных районов. Входит в состав национального парка «Бузулукский бор».

Сотрудники компании «Иннотер» выполнили работу по актуализации материалов лесоустройства 2002 г. и современной таксации лесов национального парка «Бузулукский бор» на основе дешифрирования космических снимков сверхвысокого и высокого разрешения, полученных съемкой 2013 г.


Рис.2. Дешифровочный способ таксации лесов

Основными рабочими материалами, по которым проводилось дешифрирование лесов территории Национального парка «Бузулукский бор», были космические изображения сверхвысокого разрешения. Они представлены многозональными снимками 2013 года системы Pleiades с разрешениями на местности 0,5 метра. Для дешифрирования космических изображений применялась геоинформационная программа QGIS. Помимо материалов дистанционного зондирования, которые являлись основным источником информации лесотаксационного дешифрирования, привлекались топографические карты масштаба 1:50000 и частично 1:25000, геопривязанные планшеты с материалами последней (2002 года) лесотаксации территории Бузулукского бора, карты границ национального парка с подразделением на лесничества, а также материалы аэрофотосъемки 2002 года. Кроме того, в течение лета 2014 года с мая по сентябрь выполнялись наземные исследования по изучению таксационных характеристик лесов. Контрольные точки наблюдений также привязывались в QGIS. Много исходных данных изначально было в бумажном виде, что потребовало большой работы по оцифровке и геопривязке.

Процессу дешифрирования предшествует просмотр космических изображений с целью выявления основных признаков разделения лесов по таксационным характеристикам и проверкой по контрольным точкам полевых исследований. Затем результаты сверяются с материалами предыдущего лесоустройства (2002 г.). Таким образом, выявляются основные принципы выделения лесов по породному составу, сомкнутости, высоте и возрасту древостоя.

Каждый ареал характеризуется своим цветом (оттенком), структурой и размером зерна, рисунком и дополнительными признаками. Для наиболее типичных насаждений леса определяются все признаки дешифрирования и вместе с фрагментом изображения помещаются в специальный альбом эталонов лесотаксационного дешифрирования, где указываются лесничества и номер квартала. Для одного лесничества выбираются от одного до пятнадцати эталонных участков с образцами дешифрирования.


Рис.3. Примеры эталонов дешифрирования.

При оценке породного состава леса на первый план выходят такие свойства изображения как цвет, оттенок (тон в случае панхроматического изображения) и форма зерна, характеризующая кроны отдельных деревьев. Цвет и оттенок цвета обусловлены спектральной яркостью различных пород деревьев, поэтому они являются объективными показателями видового разнообразия.

По ходу дешифрирования осуществлялся полевой контроль.


Рис.4. Полевой контроль

Естественные сосновые леса произрастают на значительной по площади территории национального парка, однако их площадь ежегодно снижается. Причиной снижения являются пожары, которые случаются здесь довольно регулярно. Последний крупный пожар произошел в июне 2013 года. Не меньший урон наносят сосновым лесам небольшие, но и более частые возгорания. Такие участки почти повсеместно встречаются в сосновых борах. На снимках они сравнительно легко опознаются по цвету и форме.


Рис.5. Крупный пожар.


Рис.6. Гари.

Важным фактором потери стабильности являются нерегулярные рубки. Нерегулярные рубки, проводимые на территории бора, привели к замене коренной лесной растительности травянистыми сообществами. В результате изменения экологических условий растительность, развивающаяся под пологом леса, вынуждена уступить свою территорию более приспособленным видам. Таким образом под влиянием антропогенного фактора сокращается число популяций немногочисленных в степной зоне типичных лесных растений.


Рис.7. Вырубки.

Вегетационный индекс NDVI помогает осуществлять мониторинг динамики фотосинтетически активной биомассы. Этот показатель позволяет производить регулярную комплексную оценку биоресурсов национального парка и динамику её изменений, в частности - уверенно отслеживать многие процессы, так или иначе затрагивающие «здоровье» растительного покрова:

  • мониторинг лесных вырубок (+ оценка скорости и полноты зарастания;

  • оценка последствий лесных пожаров (+ оценка скорости изменения пожароопасной обстановки и полноты восстановления лесов);

  • мониторинг долговременных поражающих процессов;

  • идентификация угнетённой и погибшей растительности


Рис.8. Сухостои.

По результатам дешифрирования поставлена задача разработки геоинформационных баз данных целевых показателей лесотаксации с интерфейсом QGIS. Для эффективной охраны и использования территории любого национального парка (НП) необходимо глубокое знание ее природы и культуры. Наиболее эффективный способ хранения и актуализации пространственных данных реализует технология географических информационных систем (ГИС), объединяющая в себе как базы данных об объектах природы и культурного наследия, так и электронные карты их размещения и распространения. ГИС способна включать в себя информацию о 15–20 уровнях иерархии природно-культурной среды. На этой базе создаются тематические карты и таблицы для моделирования в целях администрирования, организации экологического туризма и научных исследований.


Рис.9. Схема выполненных работ.

Для администрирования важны точные сведения о состоянии природных компонентов, сети коммуникаций, потоках людей и пр. В отношении экологического просвещения наибольший интерес для Бузулукского бора представляют характерные особенности лесопользования в степной зоне, памятники природы и объекты культурного наследия (последние могут также быть привлекательны своим туристско-рекреационным потенциалом). Наши решения позволяют просматривать и редактировать векторные лесохозяйственные карты через специальный интерфейс в веб-браузере (так называемый «геопортал»).


Рис.10. Доступ к данным через геопортал.

В научном плане особый интерес представляет поиск взаимозависимостей между компонентами природных экосистем регионального и локального уровней (на фоне автономной динамики). Эти разнообразные требования к ГИС предполагают тщательную разработку ее структуры. На современном этапе на повестке дня стоят вопросы точного знания обо всех компонентах территории НП с учетом приоритетов его функционального зонирования, чему способствует наличие высокодетальных космических снимков.

Заключение

Дешифрирование высокодетальных космических снимков при решении задач лесотаксации показало свою высокую эффективность и перспективу организации космического мониторинга, позволяющего реализовать принцип непрерывного лесоустройства с ежегодным внесением изменений в данные учета лесов.

В перспективе по результатам проведенной таксации лесов и разработанной геоинформационной основы в национальном парке должны быть выявлены и оценены, наряду с традиционными таксационными параметрами, тип ландшафта, его эстетическая ценность, санитарно-гигиеническая оценка, биологическая устойчивость, устойчивость к антропогенным воздействиям, степень дигрессии среды, рекреационная емкость и другие таксационные показатели рекреационного назначения, должны быть показаны видовые точки, смотровые площадки, родники, эндемичные и реликтовые растения, трассировка экскурсионных и туристских маршрутов, расположение рекреационных учреждений, дорожно-тропиночная сеть, места массового отдыха и т.п. Причем все эти параметры в таксационных описаниях должны стать не дополнительными, сопутствующими традиционным параметрам, необходимым для лесов эксплуатационного насаждения, а основными, решающими главные задачи национального парка - сохранение ландшафтов и предоставление отдыхающим возможностей для полноценного отдыха.

Решение этой задачи требует создания актуального бланка таксационного описания, подготовки персонала для работы по новым бланкам описаний. Решение этой задачи требует шире использовать высокоточные методы дистанционного зондирования, отображения и анализа территории парка, позволяющие перейти от многочисленных неточных картосхем, представленных в отчетах исследователями парка, к точнейшим актуальным отображениям природных процессов с максимально возможной точностью привязок к местности. Последнее позволяет иметь актуальную объективную информацию для разнообразных целей лесоустройства.

 

Конференция сообщества природоохранных ГИС в России г.Москва, 25-27 сентября 2015 г

Пахмурин А.Г., Васюнин Я.Н., "Иннотер"

Заказать обратный звонок
К началу страницы