CC BY
32
ном и садово-парковом хозяйствах региона. Использованы результаты работы Страдчевского учебно-производственного лесокомбината, лесохозяйственного факультета и лесоопытной станции ботанического сада Национального лесотехнического университета Украины.
Ключевые слова: Расточье, акклиматизация, интродукция, арборетум, лесные культуры.
Hrynyuk Yu.G., Bilyk Ya.Ya. About experience and prospects of increase of Rostochya forest's dendrodiversity
The paper is represented the shortly history of botanical and forestry researches in the Ukrainian Rostochya region, the ^ronology of tree-introduction and acclimatization in Rostochya woods too. There are analysed the results of experimental works and presented some comparative information about concerning perspective of some exotic tree species for it's application in park and garden design and forestries of region. There was used the long-term job performances of the Stradch wood production combine, Forestry faculty and forest research station of the National Forestry Technical University of Ukraine.
Keywords: Rostochya, acclimatization, introduction, arboretum, tree-planting.
УДК 630*587.5 Доц. О. Т. Данчук, канд. с.-г. наук;
доц. О.Г. Часковський, канд. с.-г. наук - НЛТУ Украти, м. nbsis; наук. ствроб. Л. Б. Косик, канд. геогр. наук. - Природний заnовiдник "Розточчя"; мол. наук. ствроб. I.A. Бтьський - НЛТУ Украти, м. Львiв
АНАЛ13 3М1Н Л1СОВОГО ВКРИТТЯ ТЕРИТОРП УКРАШСЬКОГО РОЗТОЧЧЯ НА ОСНОВ1 СУПУТНИКОВИХ ЗН1МК1В LANDSAT ЗА ПЕР1ОД 13 1988 ПО 2006 РОКИ
Описано метод використання 3aco6iB дистанцшного зондування землi з метою вивчення змши площ люового вкриття. Оброблено супутниковi зшмки Landsat за пе-рюд i3 1988 по 2006 рр. на територп регюну Украшського Розточчя. Отримаш результата пщтверджують мождивють використання супутникових зшмюв для мошто-рингу стану люових земель. Наведено приклад створення карт розмщення дшянок, на яких вщбудась змша переходу люових дшянок у нелiсовi та навпаки.
Ключов1 слова: Украшське Розточчя, супутниковi зшмки, методи, люистють.
Збшьшення антропогенного навантаження на навколишне середовище актив1зуе змши його стану i порушуе еколопчну р1вновагу природних ком-плекЫв [3]. Як вщомо, лiс виконуе одну з найважливших функцiй у збере-женнi 6iорiзноманiття, мае вирiшальний вплив на кшматичш та пдрорегуля-цiйнi умови. Люи в Укра!нському Розточчi завжди слугували основою для формування унiкального сощально-культурного середовища. Проте лiс сам зазнае змш унаслiдок впливу на нього природних факторiв та господарсько! дiяльностi людини. Тому вивчення динамiки люистост в Розточчi мае важли-ве прикладне значення.
Регiон Розточчя вщграе стратегiчну роль для збереження еколопчно! ста6iльностi у басейнах Чорного та Балтшських морiв. Одним iз можливих варiантiв простеження змiн цiлого регюну е анашз супутникових знiмкiв.
Дослщження з упровадження сучасних цифрових супутникових тех-нологiй у лiсовому господарствi регiону розпочали у 90-х роках на базi Природного заповедника "Розточчя" М.П. Горошко (1998), С.1. Миклуш (1999),
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
О.Г. Часковський (1999) та ш. Здiйснено апробащю методiв опрацювання су-путникових зшмюв для щентифшаци рослинностi та розроблено практичш рекомендаций якi послужили основою для здшснення цього дослiдження [4].
Розточчя - горбисте пасмо, що простягаеться вiд Львова у швшчно-за-хiдному напрямку до м. Красшк, що на територи Польшд, утворюючи вододiл мiж басейнами Дшстра, Сяну i Захiдного Бугу. Протяжшсть Укра!нського Розточчя сягае приблизно 60 км, ширина - 15-20 км. Поверхня району мае асиметричну будову: максимальш висоти и (360-400 м) зосереджеш вздовж пiвнiчно-схiдного краю, який стрiмко пiднiмаеться 80-100-метровим уступом над прилеглою рiвниною Малого Полiсся. Укра!нське Розточчя подiляють на Равське, Львiвське та Янiвське [3], якi займають, вiдповiдно, швшчно-захщ-ну, пiвнiчно-схiдну i пiвденно-захiдну частини височини.
Лiсовий фонд Розточчя займае 56 % його плошд, що свiдчить про до-волi високий потенцiал лiсових ресуршв регiону [3]. Зазначимо лише, що для Розточчя характерна значна неоднорщшсть показника люистость Найбiльша залiсненiсть характерна для Яшвського та центрально! частини Львiвського Розточчя, найменша - для швденно! та швденно-схщно!, центрально! (вшсь-ковий полiгон) та пiвнiчно-захiдно! частин регюну.
У складi лiсiв переважають дубово-сосновi, буково-дубовi i буково-дубово-сосновi угруповання [2]. Природна лiсова рослиншсть зазнала великого антропогенного впливу. Найбiльшi масиви лiсiв зосередженi на дшянках з високим iндексом вертикального розчленування.
Останшми роками для мошторингу довкiлля широко застосовують ма-терiали дистанцiйного зондування Землi [6]. Сучасш засоби геоiнформацiйних систем (Г1С) дають змогу моделювати рельеф та рослинне вкриття, а супутни-ковi знiмки надають необхiдну для цього шформацш. За допомогою такого моделювання оцiнюють захиснi й водорегулiвнi властивост лiсiв на основi детального аналiзу просторового розмiшення лiсiв, !х кiлькiсного та якiсного складу, характеру рельефу й штенсивност лiсогосподарсько! дiяльностi. Здiйснення монiторингу стану лiсiв, об'ективного та оперативного оцiнювання !хнього стану необхщш для контролю за сталим розвитком територiй.
Ми проаналiзували змши площ лiсово!, нелiсово! рослинностi та водно! поверхш за 1988, 2000 та 2006 рр. У робот використано супутниковi ба-гатоканальш знiмки ЬапёБа1 5 ТМ та ЬапёБа1 7 ЕТМ+, просторова роздшьна здатнiсть яких становить 28,5 м. Сцена складаеться зi семи монохромних зшмюв, знятих у рiзних спектральних дiапазонах, комбiнацiю яких викорис-товували для аналiзу.
Для виконання поставленого завдання ми виокремили три класи наземного вкриття для штерпретацп супутникових зшмюв: "лю", мнелiсм, "вода". Таким чином здшснено розподш дослiджувано! територi! за супутнико-вими зшмками на три класи. Таку штерпретащю виконано для трьох зшмюв, зроблених у рiзнi роки, а саме в 1988, 2000 та 2006 рр. Перший клас об'еднав деревну та чагарникову рослиншсть. Також до ще! категори вiднесено залю-ненi територi! деревами-пiонерами, що е початковим етапом трансформацп нелiсово! поверхш в лю. Зазначений процес вщграе надзвичайно важливу
роль для збереження видового бюр!зномашття. До другого класу зарахову-ють дiлянки, котр! не належать до водних площ i територiй, вкритих лiсовою рослиншстю. До нього належать антропогеннi дшянки (будiвлi, дороги, поля, сiножатi, кар'ери, вирубки, пасовища та iн.), вщкрит луки, заболоченi дшян-ки. Третш клас представлять об'екти, якi за спектральними ознаками належать до водно! поверхш (рiки, озера, техтчш водойми).
У польових умовах здшснено дослiдження з метою встановлення ета-лонних дiлянок та визначення !хшх координат приладом Global Positioning System (GPS). Шсля цього здiйснено експорт визначених точок на персональ-ний комп'ютер. Наклавши шар точок на супутниковi знiмки, видiлено межi еталонних дiлянок. Класифiкацiю супутникових знiмкiв виконано за допомо-гою програми Erdas Imaging, що дае змогу опрацьовувати та аналiзувати рас-тровi та векторш данi.
Для визначення спектральних особливостей еталонних дiлянок вико-ристано шструмент Classifier Signature Editor. Беручи сукупшсть типових еталонних дшянок для конкретного класу, iнструмент сумуе точки зображення з однаковими значеннями у межах кожного каналу. На основi чого, шзшше, будуе крив! розподшу спектральних ознак класу. Внаслщок аналiзу кривих встановлюють межовi значення дiапазону вiдбитого випромiнювання для кожного шару багато спектрального зшмку.
У модулi керовано! класифiкацi! (Supervised Classification), на основi отриманих значень, побудовано алгоритм розподшу точок за попередньо встановленими значеннями дiапазонiв. Методом найбшьшо! правдопод!бнос-тi (Maximum Likelihood) проаналiзовано знiмки з метою встановлення розмь щення класiв. Отриманi результати наведено в табл.
Табл. Динамика, вкриття яровою рослиншстю земель Украшського Розточчя
Класи Динамша лшово! рослинност!, %
1988 р. 2000 р. 1988-2000 рр. 2006 р. 2000-2006 рр.
"Лш" 54,6 59,1 4,5 57,7 -1,4
"Нелш" 45,0 39,6 -5,4 42,0 2,4
"Вода" 0,4 1,3 0,9 0,3 -1,0
Всього 100 100 0 100 0
На основi наведених даних спостер!гаемо зростання площ люових ма-сивiв у перiод з 1988 по 2000 рр. на 4,5 %. Скорочення площ нелюових дшя-нок вщбулось на 5,3 % як внаслщок розростання узлiсся, так i через зростання площi водно! поверхш на 0,9 %. З 2000 по 2006 рр. частково зменшилися плошд люово! та водно! поверхш, вщповщно, на 1,4 % та 1,0 %. Як наслщок, зросла площа нелiсово! поверхнi на 2,4 %. Простежуючи змiну площ видше-них класiв за перюд з 1988 по 2006 рр., вщбулось зростання територi! класу "Лю" на 3,1 %, площа класу "Нелю" скоротилась на 3 %, "Вода" зросла зага-лом на 1 %.
Такий тип аналiзу демонструе тiльки кiлькiсну змшу площ, що не дае повного уявлення про причини змш, як вiдбулися в середовищi. Тому для повшшого аналiзу, крiм видiлення основних клашв, ми додали два додатко-
Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши
вих класи ("Лю^Нелю", "Нелю^Лю"), якi вiдображають дшянки змiни по-верхнi наземного вкриття.
Клас "Лю^Нелю" вщображае змiну дшянок, вкритих лiсовою рослин-нiстю, на невкрит дiлянки. Такий клас вщповщае скороченню площi, яку займала люова рослиннiсть. Клас "Нелю^Лю" вщображае дшянки приросту плошд лiсовоï рослинностi.
Для створення карти змши площ лiсовоï рослинностi за перiод з 1988 по 2006 рр. у редакторi моделей (Modeler Maker) на основi побудовано-го алгоритму виконано математичш дiï над зображеннями карт. При цьому значення кожноï точки зображення сприймаеться як аргумент у виразi для вiдповiдноï точки в шшому зображеннi. Таким чином точки кожного класу отримують значення, необхiдне для 1'хньо1' iдентифiкацiï. Результативну карту наведено на рис.
Лю 1988 2006
| Нелю Лю —> Нелю
Вода . Нелю —>• Л1с
Рис. Змта площ дтянок, вкритих лковою рослиншстю, за перюд iз 1988 по 2006рр.
На основi виконаного аналiзу, о^м кшьюсних даних, отримано прос-торове розмiщення дiлянок, як перейшли до iншого класу. Для аналiзу причин змiн використовували карту розмiщення землекористувачiв регiону Ук-ра1нського Розточчя. Пiд час зютавлення даних простежуються взаемозв'язки мiж процесами.
Найбшьше спостер^аеться прирiст люово! плошд завдяки заростанню територи Яворiвського тактичного вшськового навчального поля внаслiдок скорочення масштабност та частоти проведення вшськових маневрiв за участi важко! вшськово! технiки. Також простежуеться заростання прилеглих до люу закинутих сiльськогосподарських упдь. Це вiдбулось унаслiдок переходу вщ колективно! до приватно! форми господарювання. Значний еконо-мiчний спад спричинив скорочення площ сшьськогосподарських упдь. Роз-почався динамiчний процес сукцесй, перехiд окультурених дiлянок у зарослу чагарниками та деревами-пiонерами територiю. Дшянки змши люово! повер-хнi на нелюову свiдчать про вжитi люогосподарсью заходи люокористувача-ми регiону.
Змша площ! класу "Вода" пов'язана !з цикичшстю дш, потр!бних для ведення рибного господарства. Вщбуваеться перюдичне наповнення та спус-кання води у ставках, тому щороку, залежно в!д моменту здшснення зйомки, результат значно коливаеться. Виконаний анал!з демонструе можливють ви-користання супутникових зтмюв для мониторингу за станом люових земель. Подальший анал!з дасть змогу з'ясувати причини негативних змш та розро-бити заходи для !х усунення.
З метою шдвищення точност анал!зу та встановлення додаткових характеристик л!состану доцшьно в подальшш робот! використовувати супут-ников! зн!мки високо! роздшьно! здатност!. Це дасть змогу анал!зувати ситу-ащю на р!вн! частини окремо взятого дерева, що необхщно для своечасного виявлення змш та прийняття завчасних ршень.
Л1тература
1. Гаврилюк С.А. Дешифрування зображень люових д1лянок за матер1алами сканерних косм1чних зйомок (на приклад! Захщного Люостепу Укра!ни) : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. с.-г. наук: спец. 06.03.02 "Люовпорядкування та люова таксащя" / С. А. Гаврилюк. - К. : Вид-во "Проза-МП", 2008. - 19 с.
2. Геренчук K.i. Природа Льв1всько! обласп / за ред. проф. К.1. Геренчука. - Льв1в : Вид-во "Вища шк.", 1972. - 137 с.
3. Косик Л.Б. Просторово-часова динамша площинного змиву в Укра!нському Розточч1 за результатами стацюнарних 1 натвстацюнарних дослщжень : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. геогр. наук: спец. 11.00.04 "Геоморфология ! палеогеограф!я" / Л.Б. Косик. - Льв!в, 2010. - 22 с.
4. Часковський О.Г. 1нвентаризащя люових насаджень Розточчя з використанням ди-станцшних метод!в : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. с.-г. наук: спец. 06.03.02 "Люовпорядкування та люова таксащя" / О.Г. Часковський. - К. : Вид-во "Проза-МП", 2001. -18 с.
5. Lillesand T.M. Remote Sensing and Image Interpretation / T.M. Lillesand, R.W. Kiefer. -John Wiley & Sons, 1979. - 198 p.
Данчук О. Т., Часковский О.Г., Косык Л.Б., Бильский И.А. Анализ изменений лесного покрытия территории Украинского Расточья на основе спутниковых снимков Landsat за период с 1988 по 2006 гг.
Описан метод использования средств дистанционного зондирования земли с целью изучения изменения площадей лесного укрытия. Проведена обработка спутниковых снимков Landsat за период с 1988 по 2006 год на территории региона Украинского Расточья. Полученные результаты подтверждают возможность использования спутниковых снимков для мониторинга. Приведен пример создания карт расположения участков, на которых произошла смена перехода лесных участков в нелесные и наоборот.
Ключевые слова: Украинское Расточье, спутниковые снимки, методы, лесистость.
Danchuk O.T., Chaskovskyi O.G., Kosyk L.B., Bilskyi I.A. The analysis of forest covering changes of Ukrainian Roztochya territory on the basis of satellite photos Landsat 7ETM+ for the period from 1988 till 2006
The method of using of earth remote sensing is described with the aim of learning forest covering areas changes. The processing of satellite photos Landsat for the period from 1988 till 2006 at Ukrainian Roztochya territory is conducted. The example of creating of dynamics forest vegetation maps is cited.
Keywords: Ukrainian Roztochya, satellite photos, methods, forestry.
