CC BY
9
УДК 630*181
ДЕШИФРИРОВАНИЕ ЛАНДШАФТОВ ПО ПРОДУКТИВНОСТИ НАСАЖДЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРИРОДНОГО ЗАПОВЕДНИКА «АЗАС»)
Сергей Кимович Фарбер
Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 660036, Россия, г. Красноярск, Академгородок, 50/28, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории таксации и лесопользования, тел. (391)249-46-35, e-mail: sfarber@ksc.krasn.ru
Наталья Сергеевна Кузьмик
Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 660036, Россия, г. Красноярск, Академгородок, 50/28, кандидат сельскохозяйственных наук, ученый секретарь, тел. (391)249-44-37, e-mail: natalia_5791@mail.ru
Нина Иосифовна Молокова
Государственный природный заповедник «Азас», 668530, Россия, Республика Тыва, с. Тоора-Хем, ул. Агбаан, 20, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, тел. (394-50)2-12-99, e-mail: azasmolokova@mail.ru
В работе ландшафт отождествляется с типом местоположения, в пределах которого произрастают насаждения одного класса бонитета или преобладает растительность нелесных сообществ. Контурное дешифрирование (типизация местоположений) произведено по показателям рельефа - абсолютная высота, уклон и экспозиция - посредством пространственного анализа ЦМР SRMT. Аналитическое дешифрирование, т. е. наполнение пространства карты фоновым состоянием растительного покрова, произведено по спектральным яркостям пикселей космических снимков Landsat методом неконтролируемой классификации.
Ключевые слова: рельеф, продуктивность насаждений, типы лесов и нелесных сообществ, ландшафт, картографирование.
THE INTERPRETATION OF LANDSCAPES ON THE PRODUCTIVITY OF PLANTATIONS (FOR EXAMPLE, STATE WILDLIFE RESERVE «AZAS»)
Sergey K. Farber
V. N. Sukachev Institute of Forest Russian Academy of Science Siberian Branch, 50/28, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia, D. Sc., Leading Researcher, phone:(391)249-46-35, e-mail: sfarber@ksc.krasn.ru
Natalia S. Kuzmik
V. N. Sukachev Institute of Forest Russian Academy of Science Siberian Branch, 50/28, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia, Ph. D., Scientific Secretary, phone: (391)249-44-37, e-mail: natalia_5791@mail.ru
Nina I. Molokova
State Wildlife Reserve «Azas», 20, Agbaan, Toora-Khem, Tyva Republic, 668530, Russia, Ph. D., Leading Researcher, phone: azasmolokova@mail.ru
In the paper, landscape is identified with the type of location within which stands of one class of the site productivity are growing or vegetation of non-forest communities prevails. The contour interpretation is made according to the relief indices - absolute height, slope and exposure - by the
spatial analysis of the SRMT DEM. Analytical interpretation, made by the spectral brightness of the pixels of the Landsat scenes by the method of uncontrolled classification.
Key words: relief, stand productivity, types of forests and non-forest communities, landscape, mapping.
На территории заповедника «Азас» из лесных формаций абсолютно преобладают кедровые и лиственничные насаждения, лесотаксационные выделы которых поэтому используются в качестве выборочных. Количество наблюдений n выборочных выделов кедровых насаждений составило 196, лиственничных -85. На основе лесотаксационных описаний насаждений выборочных выделов проведен корреляционный и регрессионный анализ. Получены линейные зависимости классов бонитета насаждений от абсолютных высот, экспозиций и уклонов местности (табл. 1). Оказалось, что продуктивность как кедровых, так и лиственничных насаждений уменьшается по мере набора высоты; в лиственничных теснота связи выше. Существует слабая зависимость продуктивности от экспозиции. Взаимосвязь продуктивности с уклонами отсутствует. При этом наблюдается повышение тесноты связи при исключении из выборки данных лесотаксационных выделов багульниково-сфагновых лесов.
Таблица 1
Количество наблюдений и парные коэффициенты корреляции г между продуктивностью насаждений и показателями рельефа местности
Вид зависимости Коэффициент корреляции r
Все наблюдения Без багульниково-сфагновых лесов Склоны северных экспозиций Склоны южных экспозиций
Б_К=ДВ) 0,198 (n=196) 0,425 (n=178) 0,454 (n=148) 0,524 (n=84)
Б_К=ДУ) 0,014 (n=196) 0,084 (n=178) 0,045 (n=148) 0,208 (n=84)
Б_К=ДЭ) 0,066 (n=196) 0,254 (n=178) 0,282 (n=148) 0,302 (n=84)
Б_Л=^В) 0,596 (n=85) 0,640 (n=77) 0,703 (n=43) 0,585 (n=53)
Б_Л=ДУ) 0,213 (n=85) 0,193 (n=77) 0,241 (n=43) 0,281 (n=53)
Б_Л=^Э) 0,582 (n=85) 0,380 (n=77) 0,305 (n=43) 0,141 (n=53)
Условные обозначения: Б_К - класс бонитета кедровых насаждений; Б_Л - класс бонитета лиственничных насаждений; В - абсолютная высота; У - уклон; Э - экспозиция.
Заповедник расположен в пределах трапеции БЯТМ 54-02. Абсолютные высоты выборочных выделов получены непосредственно с растра ЦМР с шагом классификации - 1 м. Для определения уклонов местности создан растр с шагом классификации - 1 градус. Для определения экспозиций создан растр с шагом классификации - 45 градусов. В соответствии с зависимостями (табл. 1):
- градация оси уклонов должна включать относительно плоские местоположения с уклонами (0-3) град.;
- на оси экспозиций достаточно отметить северные и южные склоны;
- ось абсолютных высот градуируется при достижении каждого следующего класса бонитета.
Таким образом, для индексации местоположений приняты входы: абсолютные высоты с образованием пяти высотных поясов, плоские местоположения с уклонами до 3-х градусов (поймы водотоков и водоразделы), склоны с уклонами более 3-х градусов, склоны северной экспозиции до 90 градусов и от 270 до 360 градусов, склоны южной экспозиции от 90 до 270 градусов. По выявленным значениям градации осей абсолютных высот, уклонов и экспозиций сформированы их векторные слои с последующим их размещением в одном слое (инструмент «пересечение»). Полученные местоположения отождествляются с ландшафтами заповедника. Индекс местоположения равно относится и к ландшафту.
В пределах одного контура местоположения (ландшафта) могут располагаться насаждения определенных типов леса и нелесных сообществ. Причина -неоднородность лесорастительных условий в долинах, водоразделах, нижних, средних и верхних частях склонов. Кроме того, для каждого местоположения наблюдается набор состояний растительного покрова от начального до конечного состояния по типам сукцессий. На снимках Landsat по типам местоположений сохраняют гамму цветов категории земель, преобладающие и сопутствующие группы пород деревьев. Поэтому в легенде карты отражены категории земель и основные направления сукцессии насаждений. Достаточное количество задаваемых классов принято до 10. Каждый класс пикселей отождествлялся с преобладающим по площади в данном ландшафте типом леса или типом нелесного сообщества. Классы пикселей, отвечающие одному набору растительных сообществ, объединялись. Кустарники, молодняки, а также не покрытые лесом земли местами могут оказаться перемешанными с погибшими насаждениями.
В среде ГИС далее возможно редактирование данных атрибутивной таблицы, а при необходимости и создание дополнительных полей. Так по мере появления новых сведений о почвенно-грунтовых условиях могут уточняться их характеристики (плодородие степень влажности). Показатели ландшафтов внесены в отдельные поля атрибутивной таблицы векторного слоя. Данные полей являются основой для получения легенды карты (табл. 2).
Полученные контура ландшафтов отвечают уровню генерализации карты масштаба 1:100 000 и являются структурными составляющими вышестоящей иерархической ступени, а именно Тоджинского округа подтаежных сосново-лиственничных и горно-таежных лиственнично-сосновых и кедровых лесов (Типы лесов ..., 1980). Существует возможность дальнейшей детализации ландшафтов. Так, в нижних высотных поясах введение дополнительных классов уклонов позволит отделить степи от болот и лугов, в верхних - скалы от кустарников и редин; наложение масок пожаров позволит уточнить местоположение гарей и производных пирогенных насаждений. Посредством дополнительного дробления местоположений появляется принципиальная возможность
выделения более мелких ландшафтных единиц - урочищ, фаций. При этом масштаб карты должен быть увеличен до 1:(25 000-50 000). Основа карты - поля атрибутивной таблицы. Данные таблицы по мере их устаревания требуют редактирования, а карта актуализации. Получение новых сведений о ландшафтах требует целенаправленных исследований, которые проводятся по планам научно-исследовательских работ заповедника.
Таблица 2
Легенда ландшафтной карты заповедника Азас (фрагмент)
Индекс место-положения Ландшафт Лесорасти-тельные условия Тип лесов и нелесных сообществ Тип (подтип) почвы
Тип Генезис рельефа
Перистепной, лесостепной и подтаежный ВПК
1-11, 1-21 Горные таежные леса, таежные низкого- рья Пролю- виаль- ные До 1150 м. Поймы, надпойменные террасы, водоразделы (0-3) град. Болото переходное осоково-сфагновое: блпр Торфяно-болотные переходные
Е,К зеленомошный долинный: змд Дерново-подзолистые (без разделения)
Л,К_багульниково-моховой: бгмх Подбуры темные таежные (торфянистые) + таежные глеевые торфянисто-перегнойные
Редины К багульниково-сфагновый: бгсф Торфяные болотные верховые
1-12 Горные таежные леса, таежные низкого- рья Денуда-ционно-эрозионные До 1150 м. Северные склоны К,Е зеленомошно-крупнотравный: змкр Дерново-подзолистые (без разделения)
Л,К_багульниково-моховой: бгмх Подбуры темные таежные (торфянистые) + таежные глеевые торфянисто-перегнойные
Л,К зеленомошно-багульниковый: змбг Подбуры темные таежные (торфянисто-перегнойные)
Л,С_голубично-моховой: глмх Таежные глеевые торфянисто-перегнойные
Редины Л_бгмх Подбуры темные таежные (торфянистые) + таежные глеевые торфянисто-перегнойные
Ерник мохово-болотный: мхбл Торфянисто-глеевые болотные
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Арманд Д. Л. Наука о ландшафте. - М.: Мысль, 1975. - 288 с.
2. Гвоздецкий Н. А., Исаченко А. Г. К проблеме физико-географического районирования. - Изд-во В.Г.О., 1962, № 6. - С. 462.
3. Исаченко А. Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. - М.: Высшая школа, 1991. - 368 с.
4. Калашников Е. Н., Киреев Д. М. Основы ландшафтно-статистического метода лесо-инвентаризации. - Новосибирск: Наука, 1978. - 144 с.
5. Нееф Э. Теоретические основы ландшафтоведения. М: Прогресс. 1974. - 220 с.
6. Прокаев В. И. Основы методики физико-географического районирования. - Л., 1967. - 119 с.
7. Рихтер Г. Д. Основные факторы и закономерности территориальной дифференциации природы СССР и физико-географическое районирование. - Т. VIII. М.: Земледелие, 1969. - 36 с.
8. Седых В. Н. Формирование кедровых лесов Приобья. - Новосибирск: Наука, 1979. -
110 с.
9. Седых В. Н. Аэрокосмический мониторинг лесного покрова. - Новосибирск: Наука, 1991. - 239 с.
10. Солнцев Н. А. О морфологии природного географического ландшафта / Вопросы географии, 1949, Вып. 16. - С. 61-86.
11. Солнцев Н. А. История физико-географического районирования европейской части СССР // Физико-географическое районирование СССР. М., 1962. - С. 6-54.
12. Сочава В. Б. Учение о геосистемах. Современный этап комплексной физической географии. - М.: Изд-во АН СССР, 1972, № 3. - С. 20.
13. Сукачев В. Н. Основы лесной типологии и биогеоценологии. - Л.: Наука. 1972. Т. 1. - С. 283.
© С. К. Фарбер, Н. С. Кузьмик, Н. И. Молокова, 2018
