CC BY
187
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕДЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЛЕСОВ НП «КУРШСКАЯ КОСА»
A. Н. ФИЛИПЧУК, проф. каф. лесоустройства и охраны леса МГУЛ, доктор с.-х. наук,
B. В. НАГУЛЕВИЧ, асп. каф. лесоустройства и охраны леса МГУЛ
Приоритетными задачами, которые возложены на национальные парки (НП) действующим законодательством, являются организация и ведение экологического мониторинга с целью сохранения или восстановления нарушенных природных комплексов, уникальных и эталонных природных участков и объектов. Федеральный закон определяет национальный парк как природоохранное, эколого-просветительское и научно-исследовательское учреждение, территория (или акватория) которого включает в себя природные комплексы и объекты, имеющие особую экологическую, историческую и эстетическую ценность, и которое предназначено для использования в природоохранных, просветительских, научных и культурных целях.
При организации мониторинга особая роль отводится национальным паркам как экспериментальным объектам для опробования экологического подхода к его ведению.
В национальном парке «Куршская коса» (Калининградская область) разрабатывается система экологического мониторинга природных комплексов, основанная на использовании данных дистанционного зондирования и технологий географических информационных систем (ГИС-технологий).
Экологический мониторинг лесов включает оценку и прогноз динамики лесных экосистем на основе разработанного набора оценочных критериев.
Для НП «Куршская коса» предлагаются следующие виды мониторинга:
- лесохозяйственный - имеющий целью слежение за изменениями в лесном фонде в результате выполнения лесохозяйственных мероприятий;
- лесопатологический - для наблюдения за насаждениями, подверженными воздействию вредителей и болезней;
- рекреационный - предназначенный для обнаружения изменений (или их отсутс-
filipchuk@mgul. ac. ru; victnagul@yandex. ru
твия) в лесном фонде в местах массового отдыха;
- лесопожарный - для обнаружения участков возгорания, их локализации и тушения пожаров и слежения за состоянием растительности на гарях;
- специальные виды мониторинга - мониторинг защитного пляжного дюнного вала, мониторинг состояния растительности высоких дюн и состояния прибрежной растительности акватории Куршского залива.
Однако отдельные виды мониторинга не всегда легко разграничить. Так, например, слежение за состоянием лесных культур при ведении мониторинга состояния растительности высоких дюн есть не что иное, как результат выполнения лесохозяйственных мероприятий, и может быть отнесено к лесохозяйственному мониторингу. Слежение за участками рекреационной эрозии защитного пляжного дюнного вала может рассматриваться как рекреационный мониторинг вследствие их происхождения. А результатом ведения лесопатологического мониторинга является назначение лесохозяйственных мероприятий - выборочных санитарных рубок разной интенсивности, относящихся к объектам лесохозяйственного мониторинга.
К настоящему времени сформулированы основополагающие принципы для организации системы экологического мониторинга лесов национального парка «Куршская коса», небольшого по площади, однако имеющего уникальные природные комплексы.
Для парка целесообразно создание системы трехступенчатого мониторинга:
- первая ступень - космическая съемка (космическая информация среднего и высокого пространственного разрешений),
- вторая ступень — самолетная съемка (фото или видео),
- третья ступень — наземные наблюдения.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009
11
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Экологический мониторинг лесов включает как задачи получения пространственной информации о распределении площадей категорий земель лесного фонда и их динамике во времени, так и задачи определения качественных и количественных характеристик объектов наблюдений. Решение этих задач может быть достигнуто на основе получения дистанционной информации двух масштабных уровней: обзорного и детального.
Основными источниками получения дистанционной информации для решения задач мониторинга являются космические снимки, аэроснимки и материалы видеосъемок.
Целесообразность использования материалов космической съемки в системе мониторинга лесов национального парка определяется задачами мониторинга, площадью и особенностями экосистем территории. Практически все экосистемы парка крайне уязвимы и быстро меняют пространственные и площадные характеристики в результате стихийных природных процессов, происходящих в этом регионе, и антропогенного воздействия.
Изменения экосистем в национальном парке могут быть настолько значительными, что, несмотря на малую площадь парка, становится возможным использовать для мониторинга материалы космических съемок. Актуальная объективная информация, детальность которой обусловлена параметрами съемочной системы, позволяет оценить пространственную структуру экосистем НП по площадным и количественным показателям единовременно в пределах всей территории парка или его крупных частей.
Показателями мониторинга этого уровня являются площади различных типов растительного покрова и их пространственное расположение.
В качестве основных источников космической информации использованы материалы космической съемки со спутника SPOT и данные съемки с индийского спутника IRS.
Материалы аэросъемки дают возможность оперативно располагать достоверными сведениями о реальном состоянии объектов растительности, включая количественные и качественные показатели. Таким образом, можно актуализировать данные мониторинга
как по отдельным участкам национального парка, так и в целом по парку, лесничествам, функциональным зонам.
Для целей ведения экологического мониторинга лесов НП «Куршская коса» аэросъемку целесообразно применять по крайней мере в трех направлениях:
1) как пространственную информацию для совмещения с планово-картографическими материалами и аэрокосмическими изображениями с целью их совместного анализа;
2) как материал для накопления информации во времени для последующих сравнений и определения динамики характеристик объектов лесного мониторинга;
3) как объективную основу для получения экологических показателей, характеризующих объекты лесного мониторинга.
Применение материалов аэрокосмических съемок для экологического мониторинга обеспечивает своевременное обнаружение неблагоприятных воздействий на экосистемы, позволяет оценить их сохранность, проанализировать адекватность критериям и индикаторам устойчивого управления лесами. Обзорные космические снимки в сочетании с аэрофото- или аэровидеосъемкой, при ограниченном объеме наземных наблюдений, позволяют получить пространственное представление о динамике лесных экосистем.
Наземные наблюдения включают организацию системы постоянных пробных площадей и профилей - транссект в наиболее динамичных экосистемах национального парка: на вырубках, в молодняках, на высоких дюнах.
Формирование системы наземных наблюдений имеет следующие цели:
1) расширение информационной базы системы мониторинга, т.к. дистанционные методы не охватывают всего разнообразия показателей состояния природной среды;
2) повышение качества и точности интерпретации аэроинформации за счет тренировки исполнителей и введения в дешиф-ровочные данные ошибок, определенных при сравнении дешифровочных и наземных показателей;
3) оценка ежегодной динамики происходящих изменений на постоянных пробных
12
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
площадях, которая не всегда может быть выявлена с помощью аэрокосмических методов.
Ведение экологического аэромониторинга лесов целесообразно осуществлять на основе функционирования ГИС с базами данных пространственных объектов. В основе организации ГИС, предлагаемой для ведения экологического мониторинга лесов НП «Куршская коса», лежит принцип послойного представления картографической информации.
В ходе ведения мониторинга ГИС расширяется и совершенствуется за счет включения новых слоев информации, в том числе данных наземных наблюдений.
Картографические слои дополняются атрибутивными базами данных.
Особенность ГИС для организации и ведения мониторинга лесов НП «Куршская коса» заключается в трех положениях:
1) в ее структуре предусмотрены слои для наполнения их дистанционной информацией разных уровней, при этом программное обеспечение должно включать блоки для обработки изображений;
2) тематические слои, содержащие дистанционные изображения как обзорного, так и детального уровней, при ведении мониторинга накапливаются, т.е. программное обеспечение должно содержать функции, позволяющие проводить их совмещение и анализ;
3) программная оболочка ГИС должна включать функции совмещения как всех картографических слоев, так и их заданных сочетаний, а также получения по запросам информации из баз данных.
В качестве программного продукта для ГИС используется программное обеспечение, предназначенное для работы с пространственной информацией и параметрическими данными. Для создания и фунционирования ГИС «Куршская коса» предполагается несколько программ: геоинформационные программы TopoL, MapInfo, ArcView, программа для работы с базами данных - Microsoft Access.
При создании ГИС для ведения мониторинга лесов наряду с материалами космо- и аэросъемки включают информацию другого типа. Это, в первую очередь, топографичес-
кие карты, планово-картографические материалы лесоустройства, тематические карты, таксационные базы данных, материалы наземных наблюдений и другие. Эти данные используют как самостоятельную информацию, так и для совмещенного анализа.
В 2008 г. в рамках работы над развитием системы экологического мониторинга лесов национального парка «Куршская коса» проведены полевые обследования наземных пробных площадей, период наблюдений за которыми составил 10 лет (первые пробные площади были заложены в 1999 г.).
В результате дополнена новыми материалами база данных наземных наблюдений, уточнены характеристики дешифрирования аэрофотоснимков по определению зарастания травяной и древесной растительностью дюнных комплексов, мест проведения санитарных рубок и участков ветровалов.
Библиографический список
1. Вуколова, И.А. Экологический мониторинг лесов национального парка «Куршская коса» на основе аэрокосмических методов и ГИС-технологий / И.А. Вуколова, О.Л. Орлова, О.В. Рыльков // Проблемы изучения и охраны природного и культурного наследия. - М.: НИА-Природа, 2003. - С. 54-68.
2. Вуколова, И.А. Мониторинг растительности песчаных дюн: методические принципы и опыт проведения / И.А. Вуколова, В.В. Нагулевич // Лесохозяйственная информация. - 2008. - № 1-2.
3. Вуколова, И.А. Методические принципы организации и ведения мониторинга залесения песчаных дюн Куршской косы. Современное состояние и перспективы применения ГИС-технологий и аэрокосмических методов в лесном хозяйстве и садово-парковом строительстве / И.А. Вуколова, В.В. Нагулевич //. Сборник статей. МарГТУ - 2008. - С. 9-13.
4. Малышева, Н.В. Использование дистанционных методов и ГИС-технологий для экологического мониторинга лесов национальных парков / Н.В. Малышева, С.В. Князева, Т.А. Золина и др. // Экологические проблемы сохранения исторического и культурного наследия: Сборник статей. - М.: РосНИИ культурного и природного наследия, 1999. - С. 56-68.
5. Орлова, О.Л. Принципы организации экологического мониторинга лесов национальных парков на основе использования дистанционной информации и ГИС-технологий / О.Л. Орлова, И.А. Вуколова, С.В. Князева и др. // Аэрокосмические методы и геоинформационные системы в лесоведении и лесном хозяйстве: Сборник докладов. - М.: ЦЭИЛ РАН, 2002. - С. 294-297.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009
13
