CC BY
38
УДК 574.4:581.9(571.52)
Х.Б. Куулар, С.А. Чупикова ТувИКОПР СО РАН, Кызыл Ж.Э. Чоксум ТывГУ, Кызыл
АНАЛИЗ ТРАНСФОРМАЦИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ УЮКСКОГО ХРЕБТА В ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЕ
В работе содержится преобразование горной растительности горной Уюкского хребта Республики ^ша. Геоинформационными методами получен детальный анализ растительности. Изучение трансформации растительности Уюкского хребта необходимо для экологической безопасности региона.
Kh.B. Kuular, S.A. Chupikova
Tuvinian institute for the exploration of natural resources RAS SB, Kyzyl Zh.E. Choksum
Tuvinian State University, Kyzyl
THE GEOINFORMATION ANALYSIS OF VEGETATION TRANSFORMATION OF THE UJUKSKY MOUNTAIN RANGE
This materiel consist the vegetation transformation of the Ujuksky mountain range in Republic Tyva. The geoinformation method helps to obtain the detailed analysis of vegetation. Study the vegetation transformation of Ujuksky mountain range necessary for ecological safety.
Республика Тыва относится к малонарушенным лесным территориям России, имеет ключевое значение для глобальной экодинамики, сосредоточена она на юге гор Южной Сибири. Объектом исследования данной работы является Уюкский хребет - отрог Западного Саяна, высотой до 2311 м.
Уюкский хребет представляет собой сильно расчленённое низкогорье, слабо расчленённое среднегорье на северных пологих склонах и резко расчленённое среднегорье на южных склонах. Главный фактор, определяющий характер распространения растительности на хребте - рельеф. Стратифицированность горного рельефа и резкая континентальность климата создали условия для пестроты растительности на относительно небольших территориях, которые отличается друг от друга на уровне экосистем из разных высотно-поясных комплексов (ВПК). Рельеф перераспределяет влагу, поэтому растительность верхней, средней или нижней частей склона находится в совершенно разных условиях увлажнения. Климат Уюкского хребта резко континентальный, с летней засухой и очень низкой влажностью. Среднегодовая
температура-----5,3 °C, средняя ежегодная влажность - 330 мм. Выпадение
осадков крайне неравномерно, 60% осадков выпадает на летние месяцы.
Уюкский хребет относится к Хемчикско-Куртушибинскому округу горных степей и горно-таёжных травяных лиственничных лесов, Алтае-Тувинско-Хангайской котловинно-горной лесорастительной провинции горных степей и лиственничных лесов, Центрально-Азиатской котловинно-горной лесорастительной области [1]. Леса представлены почти на 90% хвойными породами, кедром почти 40% от покрытых лесом земель. Бореальные леса Уюкского хребта играют важную роль в формировании устойчивых лесных экосистем региона и выполняют экологические (климаторегулирующие, противоэрозионные), социально-экономические функции.
Данный хребет является центром организации досуга населения близлежащих поселков и города Кызыл. Хребет расположен недалеко от города и является доступным местом отдыха жителей города с населением 104,1 тыс. человек (34,1% всего населения региона), где сосредоточена основная часть городского населения региона. Здесь расположены зимние базы отдыха и горнолыжные трассы. В летние и осенние сезоны данная территория служит местом заготовки ягод (голубики, брусники, земляники, клюквы, малины, смородины) и кедровых орехов. Частое посещение леса приводит к вытаптыванию травяного покрова и снижению естественного возобновления подроста основных древесных пород (лиственницы и кедра) [2].
Неконтролируемая антропогенная нагрузка, особенно осенью и весной при сухой погоде, наносит серьезный ущерб лесной экосистеме хребта. В 2007 г. такая нагрузка привела к большому пожару в сезон сбора ягод (голубики и брусники) и кедровых орехов в окрестности станции “Тайга”. Продолжительность пожароопасного периода составляет почти 210 дней. Во 1 декаде апреля начинается начало пожароопасного сезона и кончается в 3 декаде октября. Пожары резко снижают не только прирост насаждений, и снижают защитные функции лесов (водоохранные, почвозащитные и др).
Другим возмущающим фактором является глобальное изменение климата. Увеличение в последние десятилетия среднегодовой весенней и летней температуры становятся наиболее важными факторами и привели к увеличению воздушной и почвенной влаги. В результате темнохвойные леса восточных и северных склонов не успевают адаптироваться к быстрым изменениям климата и находятся в чахлом состоянии [3].
Оценка возмущающих факторов окружающей среды, своевременное выявление потенциальных опасностей и прогноз последствий является очень актуальным направлением исследований сегодня. Для оценки экологического состояния бореальных лесов хребта нами используются полевые методы и методы информационных технологий. Разноформатные данные (полевые, архивные, картографические) преобразуются в электронный вид для дальнейшего изучения средствами ArcView с модулем Spatial Analyst. Использование геоинформационных технологий позволяет визуалировать и прогнозировать влияние возмущающих факторов и получить оценочные карты. ГИС служат эффективным инструментам многофакторного анализа,
пространственного моделирования и прогнозирования устойчивости хребта к возмущающим факторам.
При стратифицированном распределении факторов среды и растительности трансектный метод является одним из важных. И представляет наиболее точный путь сбора подробной информации данных о растительности полевым способом для точной привязки и идентификации ДДЗ. Однако натурные методы не позволяют проводить исследования, и картографирование растительности на больших территориях с необходимой периодичностью, во-первых, из-за высокой трудоемкости.
Задачи стабилизации окружающей среды, в том числе охрана и восстановления лесов все больше возрастает. И в настоящее время современные методы - ГИС-технологии занимает ведущее место в таких исследованиях. Для создания ЦМР профильного участка Уюк-Сесерлиг через Уюкский хребет на топографической карте выделен прямоугольник (69х74 км). Профильный участок проходит от подножья северного макросклона до степной зоны южного макросклона. Исходными данными послужили оцифрованные топокарты масштаба 1:100000, слои растительности 1:4000000 и 1:300000, речной сети 1:100000, ландшафта 1:1000000 и данные натурных исследований -геоботанические и лесоводственные описания площадках. Натурные исследования растительности имеют координаты (GPS), тип леса и состава древостоя, уточнение количества подроста, описание травяного покрова.
Для построения модели рельефа профильного участка Уюкского хребта использовалась модуль ArcGis 3D Analyst методом триангуляции Делоне и интерполяция алгебраическим полиномом 3-й степени. Далее на основе ЦМР хребта созданы серия ключевых показателей рельефа: гипсометрическая карта, карты крутизны и экспозиций склонов, что позволяет в дальнейшем провести более углубленный анализ лесной растительности на территории хребта.
Таким образом, критерием классификации растительности выбраны морфометрические (топографические) показатели - абсолютные высоты, склоны, экспозиции. Полученная цифровая модель показала высокую пространственную детальность рельефа и растительности. Проведена переклассификация растра (сетки) высот на зоны размером 40 м по высоте с помощью модуля ArcGIS Spatial Analyst. Анализ результатов позволил выделить четыре делений рельефа хребта со средним склоном 10°, который связан с высотно-поясными комплексами (ВПК). Для Уюкского хребта выделяются высотно-поясные комплексы (ВПК): высокогорно-таёжный ВПК на высотах 1800-1400 м н.у.м., среднегорный и низкогорный подтаёжный ВПК занимает высоты в пределах 1400-1100 м н.у.м., лесостепной пояс занимает предгорья, до высоты 1000 м и нижние пологие склоны, граничащие с предгорной степью.
По созданным картам экспозиции и крутизне склонов четко выделяются особенности форм рельефа Уюкского хребта в определенном интервале над уровнем моря, что очень важно для исключения маскирующее влияние растительного покрова горного рельефа. ЦМР представила возможности визуализации естественных природных факторов, отражающие взаимосвязи между растительностью и условиями местообитания.
На рис 1. представлены фрагменты цифровой модели рельефа Уюкского хребта на основе морфометрических показателей рельефа (абсолютной высотой, экспозицией склонов, крутизной склонов).
Рис. 1. Цифровая модель рельефа Уюкского
1 - триангуляционная модель, 2 - модель экспозиции склонов, 3 -высотная
модель
С использованием возможностей ArcGIS и его модулей 3D Analyst и Spatial Analyst получены картографические модели Уюкского хребта. Получена визуальная демонстрация высотно-поясной дифференциации горных экосистем Уюкского хребта, и участки с наибольшей трансформации.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Типы лесов гор Южной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1980. - 334 с.
2. Куулар, Х.Б., Монгуш, Г.Р. Возмущающие факторы, влияющие на леса Уюкского хребта [Текст]/ Х.Б. Куулар// Современные наукоемкие технологии. -2010. - № 9.- С. 130-131.
3. Назимова, Д.И., Куулар, Х.Б., Дробушевская, О.В. Кедр сибирский в горных лесах Танну-Ола [Текст] / Д.И. Назимова // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. Материалы пятой международной научно-практической конференции. - Барнаул, 2006. - С. 161-163.
© Х.Б. Куулар, С.А. Чупикова, Ж.Э. Чоксум, 2011
