CC BY
0УДК 504.06 Лукьянова В.В., Лукьянов В.Д.
Лукьянова В.В.
магистр 2 курса Мытищинский филиал Московский государственный технический университет
им. Н.Э. Баумана (г. Мытищи, Россия)
Лукьянов В.Д.
магистр 2 курса Московский государственный технический университет
им. Н.Э. Баумана (г. Мытищи, Россия)
СРАВНЕНИЕ ПОКРЫТОЙ ЛЕСОМ ПЛОЩАДИ И ОБЩЕГО ЗАПАСА ЛЕСОВ ПО ДАННЫМ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ЛЕСОВ 1-ГО И 2-ГО ЦИКЛА ДЛЯ МОДЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ
Аннотация: в статье на примере Республики Карелия был выполнен анализ данных 1-го и 2-го цикла государственной инвентаризации лесов (ГИЛ) для модельных объектов по основным показателям: площадям лесных земель, запасам древесины общим и средним, по основным лесообразующим породам.
Ключевые слова: государственная инвентаризация, лес, фотопроба, дистанционное зондирование.
Сравнительный анализ данных 1-го и 2-го цикла государственной инвентаризации лесов (ГИЛ) для модельных объектов выполнен по основным показателям, востребованным в национальной отчетности: площадям лесных земель, запасам древесины общим и средним, запасам древесины по
2030
лесообразующим породам и возрастным периодам, запасам древесного детрита (сухостойная древесина, валежник, пни), приросту запасов древесины.
На территории модельного объекта работы 1-го цикла ГИЛ проведены с 2007 по 2013 годы. Сводные качественные и количественные характеристики лесов опубликованы в Аналитическом обзоре в 2020 г. [4], [6]. Всего обследовано 779 постоянных пробных площадей (111111).
Принцип проектирования сети ППП, согласно методическим документам, - стратифицированная случайная выборка (рисунок 2а). Работы 2-го цикла были проведены в 2021-2022 годах, в 2021 годы измерения сделаны на 444 ППП, в 2022 году - на 228 ППП. Всего обследовано 672 ППП [5]. Во 2-м цикле изменен принцип построения сети ППП. Согласно регламенту ГИЛ [3], распределение ППП или фотопроб на территории субъектов Российской Федерации осуществлялось в границах цифровой сети, состоящей из ячеек-шестиугольников (гексагонов).
Каждая ППП или фотопроба распределяется в лесах в границах гексагональной ячейки (гексагона) случайным образом. Сторона гексагона для Республики Карелия принята 16 км, количество гексагонов рассчитано в размере 298 шт. [5], [8] (рисунок 1б).
2031
Рисунок 1. Схема распределения ППП в Республике Карелии при проведении ГИЛ: а) 1-го цикла, б) 2-го цикла (б).
В 1-м цикле ГИЛ объектом работ по определению количественных и качественных характеристик лесов являются лесные районы Российской Федерации. Согласно методическим рекомендациям [1], площади лесных земель получают по цифровой картографической основе, фактически являющейся сводом выделов лесной таксации с планово-картографических материалов лесоустройства, обновленных по ортотрансформированным космическим снимкам.
Для контроля сумма площадей выделов по стратам и сумма площадей страт должны совпадать с общей площадью лесных земель в границах объекта работ. Общая площадь лесных земель Карелии по данным 1-го цикла ГИЛ составляет 9 784, 98±563,9 тыс. га. [7].
2032
Объектами работ по оценке состояния лесов, их количественных и качественных характеристик, согласно регламенту ГИЛ 2-го цикла, являются леса, расположенные на землях лесного фонда и землях иных категорий в границах субъектов Российской Федерации. Во 2-м цикле лесные площади представлены по данным ДЗЗ, как предписано регламентом ГИЛ [3]. Это методическое решение и путаница в терминологии привели к определенным парадоксальным результатам (таблица 1).
Таблица 1. Площади земель по данным ГИЛ 1-го и 2-го циклов и ГЛР, тыс. га.
Республика Карелия.
Источник данных Площадь лесных земель, тыс. га Площадь занятых древесной растительностью земель (лесопокрытые земли), тыс. га Площадь земельного фонда субъекта РФ, тыс. га Лесистость, %
1-й цикл ГИЛ 9 784, 98 9295,7 18052,0 53,1
2-й цикл ГИЛ 11456,7 11 354,6 63,5
ГЛР 9 781,8 9 574,7 53,0
Общая площадь лесных земель Карелии, по данным 2-го цикла, составляет 11 456,7 тыс. га. По сравнению с 1-м циклом она увеличилась на ~ 1,7 млн. га (+17,0%) с 2020 по 2022 г., т.е. между отчетностью по итогам 1-го и 2-го циклов ГИЛ. Если пересчитать соотношение приведенной площади занятых древесной растительностью земель (лесопокрытые) по данным ГЛР к общей площади земельного фонда субъекта (данные федеральной статистики ЕМИСС), то получим как раз 53%, т.е. столько же сколько было ранее, в 1-м цикле ГИЛ.
Подсчитанные площади во 2-м цикле ГИЛ вызывают сомнения. Фактическая лесистость в аналитическом обзоре по итогам 2-го цикла [5]
2033
заявлена в размере 63,5%, т.е. на -10% больше, чем по данным ГЛР. Проконтролировать эту цифру сложно. Напрямую площадь земель, занятых древесной растительностью (лесопокрытых), полученную по данным дистанционного зондирования.
Ошибка оценки площади лесопокрытых земель по данным дистанционного зондирования будет состоять из:
1) ошибки распознавания категорий лесопокрытых и непокрытых лесом
земель,
2) ошибки оценки площади земель по данным ДЗЗ, которая связана с детальностью материалов дистанционного зондирования - пространственным разрешением снимков.
Каково пространственное разрешение снимков, фактически использованных для оценки площади, - неизвестно. Какова достоверность распознавания категорий лесных земель - тоже неизвестно, так как она не приводится. Поскольку никакая характеристика погрешности оценки площади не приводится, то утверждать, что лесистость Карелии составляет 63,5% нет оснований. Возможно, суммарная ошибка распознавания категорий непокрытых лесом земель и лесопокрытых земель по ДЗЗ и составляет 10%? Заявленная в Аналитическом обзоре величина лесистости 63,5% пока бездоказательна. Если это так, то нужно в начале Аналитического обзора 2-го цикла ГИЛ приводить площади лесопокрытых земель именно по данным ГИЛ, а не ГЛР.
Общий запас древесины на лесных землях Республики Карелии по данным 1-го цикла оценен в размере 1 843,2 млн. м3. По данным 2-го цикла он составил 1 889, 3 млн. м3, т.е. увеличился на 2,5 % (заметим, что площадь выросла на 17%). Среднее значение запасов древесины во 2-м цикле по сравнению с 1-м меньше на -14% из-за большей площади лесных земель, принятой в расчет во 2-м цикле. Увеличение общих запасов древесины, как можно предположить, произошло за счет увеличения площади лесных земель на 17%.
2034
Таблица 2. Запас древесины на лесных землях по данным ГИЛ 1-го и 2-го циклов и ГЛР, млн. м3. Республика Карелия.
Исходные данные Общий запас древесины, млн. м Средний запас древесины, м3/га Фактическая погрешность, % Разница общих запасов в сравнении с ГЛР, %
1-й цикл ГИЛ 1 843,2 188 2,0 +78,2
2-й цикл ГИЛ 1 889, 3 165 3,1 +82,7
ГЛР 1 033,78 108* - -
*Средний запас по лесопокрытым землям.
Фактическая погрешность определения общего запаса древесины (±3,1%) во 2-м цикле ГИЛ оказалась несколько больше, чем в 1-м цикле (±2,0%), однако она все же ниже допустимой целевой погрешности в ±5% для высокоинтенсивной зоны использования лесов, установленной регламентом ГИЛ 2-го цикла для Республики Карелии.
Общий запас древесины лесных земель Республики Карелии формируют 5 основных лесообразующих пород, доля которых в общем запасе составляет более 99% (таблица 3). Изменение способа выборочно-статистического учета во 2-м цикле ГИЛ по сравнению с 1-ым и методики последующей обработки данных сказались на изменении количественных показателей общего запаса по лесообразующим породам.
2035
Таблица 3. Запас древесины основных лесообразующих пород по данным ГИЛ
1-го и 2-го циклов, тыс. м3 на территории Республики Карелия.
Древесная порода 1 цикл 2 цикл
Запас, тыс. м Доля в общем запасе по субъекту, % Запас, 3 тыс. м Доля в общем запасе по субъекту, %
Сосна обыкновенная 793 852,90 43,1 911 297,6 48,2
Ель европейская 468 017,00 25,4 634 625,3 33,6
Береза бородавчатая 422 731,6 23,0 269 428,2 14,2
Осина 129 836,5 7,0 66 468,7 3,5
Ольха белая (серая) 14 417,2 0,8 7 217,2 0,4
Итого 1 828 855,2 99,3 1 889 037,0 99,9
Прочие породы 14 384,0 0,7 306,80 0,1
ВСЕГО 1 843 239,2 100 1 889 343,8 100
Общий запас хвойных пород и доля в общем запасе хвойных древостоев сосны обыкновенной и ели европейской по данным 2-го цикла ГИЛ увеличилась на 5,1 и 7,6% соответственно. Доля в запасе лиственных пород -березы, осины, ольхи белой (серой) - уменьшилась на 8,8, 3,5 и 0,4% соответственно (рисунок 2).
2036
Рисунок 2. Доля основных лесообразующих пород в общем запасе древесины по данным 1-го и 2-го цикла ГИЛ. Республика Карелия.
Это заключение подтверждает и сравнение сводных данных о распределении запаса древесины по группам древесных пород (рисунок 3).
Рисунок 3. Соотношение групп древесных пород в общем запасе древесины по данным 1-го и 2-го циклов ГИЛ. Республика Карелия.
2037
Доля участия древесных пород хвойной группы в общем запасе во 2-м цикле выросла с 68,5 до 81,8%, т.е. на 13,4% по сравнению с 1-м циклом, и соответственно на такую же величину уменьшилась доля пород мягколиственной группы. Полученное во 2-м цикле соотношение доли участия отдельных групп пород в формировании общего запаса близко к этому же соотношению в данных ГЛР по Республике Карелии по состоянию на 01.01.2023 (рисунок 4).
Сопоставление распределения общего запаса по группам пород по итогам 2-го цикла ГИЛ с тем же показателем, но по данным ГЛР, приводит к следующему предположению: вероятно, полученное в ходе 2-го цикла перераспределение общего запаса не следствие естественной динамики роста древостоев, а стремление «гармонизировать» статистический выборочный метод учета по составляющим породам ГИЛ и метод учета по преобладающим породам в общем запасе при лесоустройстве для использования в лесохозяйственной практике.
1 цикл ГИЛ 2 цикл ГИЛ ГЛР
■ хвойные мягколиственные
Рисунок 4. Соотношение групп древесных пород в общем запасе древесины по данным 1-го и 2-го циклов ГИЛ и ГЛР. Республика Карелия.
2038
Сравнение распределения общего запаса древесины по возрастным периодам по итогам 1-го и 2-го циклов ГИЛ показывает большее приближение к нормальному распределению совокупности данных 2-го цикла (рисунок 5). Большая доля запаса древесины, как по итогам 1-го, так и 2-го цикла, приходится на насаждения старших возрастных периодов - более 120 лет. В 1-ом цикле - 436599,5 тыс./ м3 (23,7%), во 2-й цикле ГИЛ возрастной интервал 121 и более лет разбит на 2 интервала - 121-140 и 141-160 лет, но суммарный запас по этим периодам составляет601 304,80 тыс. м3 (31,8%).
450000
т
3 400000
3 350000
^ 300000 .0
Ц 250000 2 200000 ¡1 150000 £ 100000 га 50000 0
Возрастной период, лет
■ 1 цикл ■ 2 цикл
Рисунок 5. Распределение общего запаса древесины по возрастным периодам в 1-м и 2-м цикле ГИЛ. Республика Карелия.
Сравнение доли участия отдельных древесных пород в формировании общего запаса (%) по данным 1-го и 2-го цикла ГИЛ вызывает вопросы. В 1-м цикле ГИЛ в группах молодняков закономерно преобладают лиственные быстрорастущие породы - береза и осина (рисунок 6а). Лиственные породы в этом временном периоде составляют 95% запаса, а хвойные - только 5%. По итогам 2-го цикла эта закономерность нарушается. В составе запаса во временном интервале 1-10 лет уже 70% составляют хвойные породы (сосна и ель) и только 30% лиственные, а в возрастном периоде 11-20 лет на долю
2039
хвойных в запасе приходится 50% и столько же на долю лиственных (рисунок 6б).
Рисунок 6. Распределение общего запаса древесины по древесным породам и возрастным периодам в 1-м (а) и 2-м (б) цикле ГИЛ. Республика Карелия.
По нашим исследованиям, проведенным по подеревной базе данных 2-го цикла ГИЛ по Республике Карелии, в возрастном периоде 1-10 лет преобладают лиственные породы, в частности, береза и осина, вклад которых в общий запас для этого возрастного периода более 90%, а в возрастном периоде 11-20 лет лиственные формируют порядка 80% запаса. Поэтому сводные данные о распределении запасов по возрастным периодам во 2-м цикле ГИЛ нуждаются в уточнении.
Выводы.
1. Система учета площадей, покрытых лесной растительностью, несовершенна и вызывает ряд вопросов. Площадь лесов при ГИЛ определяется на основе данных ГЛР, при этом не учитываются значительные территории,
2040
покрытые лесной растительностью. По данным Д.Г. Щепащенко, А.З. Швиденко и др. (2015), площади лесов, управляемых органами лесного хозяйства, на 45 млн. га меньше, чем площадь, представленная в ГЛР [2].
2. Еще одним важным фактором является устаревшая лесоустроительная информация, имеющаяся в лесничествах, которая используется при закладке пробных площадей. Если в начале 2009 г. устаревшие материалы были только на 14 % площадей, то к 2019 г. таких материалов более 55 %.
Стратификация проводится на основе повыдельных таксационных характеристик, т. е. приходится опираться на данные лесоустройства, которые изначально вызовут неточности при проведении ГИЛ на их основе. Ряд авторов отмечает, что не стоит привязывать ГИЛ к повыдельной базе данных (традиционной для России системе учета). Очевидно, нужно что-то менять.
3. Дифференциация ПП на временные (ВПП) и постоянные (111111).
Дополнить измерения на ППП измерениями на ВПП. Вопрос в
действующем регламенте ГИЛ [3] не рассматривается и подлежит обсуждению, включая объем финансовых затрат, трудоемкость и необходимый объем выборки ВПП. ППП необходимы для определения динамических количественных и качественных характеристик лесов и, в связи с длительным периодом использования, обследуются в ряде циклов инвентаризации. Временные пробные площади будут задействованы только в одном цикле инвентаризации и характеризуют текущее состояние лесов. Временные ПП также должны располагаться в ячейках регулярной сети, которые смещаются в пространстве с каждым последующим циклом инвентаризации, тогда территория объекта инвентаризации «сканируется» и временные ПП будут характеризовать изменчивость характеристик лесов между циклами ГИЛ.
При дополнении выборки по объекту инвентаризации временными ПП необходимо пересчитать объемы выборки и количество/размер регулярных ячеек принятой гексагональной сети.
2041
4. Упорядочить оценку площади по принятым категориям лесных земель. В действующем регламенте ГИЛ не указана точность оценки площади лесных земель. Использование ДЗЗ для определения площади нужно сопровождать указанием точности ее оценки. Для верификации площади, определенной по ДЗЗ, пригодны ТДУ. Необходимо дифференцировать точность оценки для земель, занятых древесными насаждениями (лесопокрытых),земель, незанятых древесными насаждениями (лесонепокрытых) и лесных. Пример НИЛ Швеции: точность оценки площади лесопокрытых земель - ±1%, лесонепокрытых - ±3% и прочих земель - (±)2% [9]. При проведении 2-го цикла ГИЛ необходимо исключить ошибки в определении лесистости, в связи с чем дать четкие указания, что лесистость рассчитывается исходя из площади лесопокрытых земель по данным ГИЛ и общей площади земель объекта инвентаризации (субъекта РФ).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Приказ Рослесхоза от 15.03.2018 № 173 «О внесении изменений в Методические рекомендации по проведению государственной инвентаризации лесов, утвержденные приказом Рослесхоза от 10.11.2011 N 472»;
2. Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород Северной Евразии (нормативно-справочные материалы): изд. 2-е, доп. / А.З. Швиденко, Д.Г. Щепащенко, С. Нильссон, Ю.И. Булуй. - Москва: Международный институт прикладного системного анализа, 2008. - 886 с;
3. Регламент организации и проведения мероприятий по государственной инвентаризации лесов центральным аппаратом Рослесхоза, территориальными органами Рослесхоза и подведомственными организациями. Приложение к Приказу Рослесхоза от 06.05.2022. № 556;
4. Аналитический обзор о состоянии лесов, их количественных и качественных характеристиках по Республике Карелия о выполнении
2042
государственной работы «Обеспечение осуществления государственной инвентаризации лесов, в том числе дистанционного мониторинга использования лесов» в 2020 году. «Формирование федеральных информационных ресурсов» - Москва: Рослесинфорг, 2020 - 78 с;
5. Аналитический обзор о состоянии лесов, их количественных и качественных характеристиках по Республике Карелия. - Москва: Рослесинфорг, 2022 - 194 с;
6. Антанайтис, В.В. Прирост леса: 2-е изд. перераб. / В.В. Антанайтис, В.В. Загреев. - Москва: Лесная промышленность, 1981. - 200 с;
7. Gillis, M.D. Monitoring Canada's forests: The National Forest Inventory / M.D Gillis, A.Y. Omule, Т. Brierley // The Forestry Chronicle. - 2005. - Vol. 81. -№. 2. - Р. 214-221;
8. Бахмет, О.Н. Запасы углерода в почвах сосновых и еловых лесов Карелии / О.Н. Бахмет // Лесоведение. - 2018. - № 1. С. 48-55;
9. Axelsson, A.-L. Sweden. - Ch. 35. National Forest Inventories: Pathways for Common Reporting /A.-L. Axelsson, G. Stahl, U. Soderberg, Н. Petersson, J. Fridman, А. Lundstrom, eds.: Е. Tomppo [et al.]. — Heidelberg: Springer Science+Business Media B.V., 2010. - Р. 541-554. DOI: 10.1007/978-90-481-32331
2043
Lukyanova V. V., Lukyanov V.D.
Lukyanova V.V.
Moscow State Technical University named after N.E. Bauman
(Mytishchi, Russia)
Lukyanov V.D.
Moscow State Technical University named after N.E. Bauman
(Mytishchi, Russia)
COMPARISON OF FORESTED AREA AND TOTAL FOREST RESERVE ACCORDING TO STATE FOREST INVENTORY OF 1ST AND 2ND CYCLES FOR MODEL FACILITIES IN TERRITORY OF REPUBLIC OF KARELIA
Abstract: in the article, using the example of the Republic of Karelia, an analysis of data from the 1st and 2nd cycles of the state forest inventory (GIL) was carried out for model objects according to the main indicators: forest areas, total and average wood reserves, and main forest-forming species.
Keywords: state inventory, sample areas, photographic, remote sensing.
2044
