Введение к работе
Актуальность темы, В соответствии с Концепцией развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2006-2010 годы предусматривается осуществить планомерное развитие лесного хозяйства на основе внедрения достижений науки и техники, широкого использования геоинформационных систем и технологий (ГИС-технологий) для обеспечения интенсивного и комплексного использования лесных ресурсов при сохранении экологического и генетического потенциала лесов России. В научных публикациях давно отмечена тенденция к смене парадигм использования лесов от ресурсно-сырьевой к биосферно-стабилизирующей (Уткин, 1995).
В современных условиях развитие лесоустройства, а также различных видов слежения за состоянием лесов во многом связаны с использованием информационных технологий, а также методов обработки аэро космических изображений и созданием лесных цифровых карт (в том числе, экологического содержания). Важно отметить, что огромная территория лесного фонда в нужной степени не обеспечена достоверными картографическими данными, особенно с учетом неразвитости рынка электронных и бумажных карт. Поэтому развитие эколого-картографического сопровождения инвентаризации и мониторинга лесов является актуальной задачей, которая соответствует современным задачам развития лесного хозяйства России.
Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в развитии эколого-карто граф и ческой технологии на основе данных лесоинвентаризации и дистанционного зондирования путем создания новых, нетрадиционных для лесного картографирования цифровых карт. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
анализ содержания существующих лесных экологических карт;
картографическое отображение различными способами пространственного распределения биометрических параметров лесонасаждений;
разработка оригинальных карт оценки состояния насаждений по данным рекогносцировочного лесопатологического обследования;
оценка на основе космической снимков высокого разрешения деструктивных изменений лесов в результате ветровала и усыхания деревьев;
выявление и учет на основе материалов космических съемок текущих изменений, вызванных пожарами в лесном фонде труднодоступных районов;
картографическое представление результатов оценки надземной фитомассы насаждений при совместном использовании материалов лесоинвентаризаціш и данных космических съемок;
анализ с помощью космической информации особенностей фенологического состояния лесного (растительного) покрова.
Научная новизна и практическая значимость работы.
-
Представлены новые виды цифрового картографического отображения ресурсно-экологических свойств лесов и их пространственного анализа на основе данных лесоинвентаризации и дистанционного зондирования.
-
Усовершенствована методика выявления и учета на основе космических снимков нового поколения и данных лесойнвентаризации текущих изменений в лесном фонде труднодоступных районов, вызванных лесными пожарами, а также оценки деструктивных изменений лесов в результате ветровалов и усыхания деревьев.
-
Разработан вариант повыдельной оценки и картографического представления запасов надземной фитомассы лесного (растительного) покрова на основе совместного использования материалов лесоинвентаризации и данных космических съемок.
-
Выявлена связь по данным дистанционного зондирования фенологического состояния лесного покрова со структурой лесных ландшафтов юга Западной Сибири.
В результате выполненных работ составлена серия лесных цифровых карт при проведении лесоустройства национального парка «Лосиный остров» (1998 г.), подготовлен «Проект руководства по составлению цифровых карт лесов на основе материалов лесоинвентаризации и данных дистанционных съемок при формировании многоуровневых геоинформационных систем (ГНС)» (2003 г.).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
-
Развитие эколого-картографического сопровождения лесоинвентаризации и мониторинга лесов, основанное на использовании данных дистанционного зондирования и ГИС-технологий.
-
Результаты исследования информативных свойств космических снимков для оценки надземной фитомассы лесов и определения фенологического состояния лесного (растительного) покрова.
-
Особенности цифрового картографического анализа динамики лесного фонда на основе использования архивных данных и реконструкции старых лесных карт.
Апробация работы. Основные результаты были доложены на IV Международном симпозиуме «Проблемы экоинформатики» (Москва, 2000), на VIII Молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2001), на XI Международном симпозиуме по биоиндикаторам «Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга» (Сыктывкар, 2001), на Международном совещании «Лесные стационарные исследования. Методы, результаты, перспективы» (Москва, 200І)* на Всероссийской научной конференции «Дистанционное зондирование земных покровов и атмосферы аэрокосмическими средствами» (Муром, 2001), на II Всероссийской научной конференции по картографии «Картография XXI века: теория, методы, практика» (Москва, 200Ї), на [II Всероссийской конференции «Аэрокосмические методы и геоинформационные технологи в лесоведении и лесном хозяйстве» (Москва, 2002), на Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика Н.П. Анучина, «Теория и практика лесоустройства и лесопользования» (Москва, 2003), на Международной конференции «Стационарные лесо-экологические исследования: методы, итоги, перспективы» (Сыктывкар, 2003), на Всероссийской научной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов» (Москва, 2003), на Международной конференции «Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами: состояние и перспективы» (Йошкар-Ола, 2005 г.), на научно-практической конференции «Водлозерские чтения: естественно научные и гуманитарные основы природоохранной и просветительской деятельности национального парка «Водлозерский» (Петрозаводск, 2006 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 18 печатных работ.
Организация исследований и вклад автора. Работа выполнена в течение 1999 -2006 гг. в Центре по проблемам экологии и продуктивности лесов Российской Академии наук (ЦЭПЛ РАН) в соответствии с программой фундаментальных исследований Отделения Общей биологии РАН «Разработка научных основ и методов мониторинга лесов» (регистрационный Ха 01.20.02 16365). Кроме того, диссертант принимала участие в рзботах по теме Федеральной целевой научно-технической программе (шифр «Биометрия») «Информационное обеспечение комплексной оценки и прогноза эффективного лесопользования на основе мониторинга лесных экосистем» (№
43.0116.11.1626 от 01.02.02); по теме «Крупномасштабные процессы в бореальных
лесах Евразии и прогноз их воздействия на состояние биосферы» (Госконтракт с Министерством промышленности, науки и технологий РФ № 43.016.11.1626 от 01.02.2002 г.); по теме «Методические рекомендации по составлению лесных цифровых карт экологического содержания на основе данных дистанционных съемок и материалов лесоинвентаризации» (договор с ВНИИЛМом № 02-10/6Л-13-01 от 10.05. 2001 г.); по теме «Разработка методических рекомендаций обнаружения деструкции хвойных лесов по крупномасштабным космическим снимкам» (договор с МГУЛ № 05-066 07 от 29.09.2005).
Значительные по объему исследования выполнены в Международном институте леса при проведении лесоустройства национального парка «Лосиный остров» (договоры с Правительством Москвы № I ПК/7 от 28.06.1996 г. и № 12/НП 103-104 УГЗ от 15.03.1999 г.), а также по теме «Разработка рекомендаций по совершенствованию мониторинга лесов на основе использования информации, получаемой со спутников нового поколения (договор с НЦ ОМЗ в рамках Госконтракта с Росавиакосмосом на НИР «Ветер» № 903-0322/03 от 14.05.2003 г.).
В диссертацию включены результаты исследований, выполненные непосредственно диссертантом, и при участии автора по разработке методических положений эколого-картографического анализа и обработке материалов космических съемок и баз данных лесоинвентаризации, а также при создании лесных цифровых карт экологического содержания.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах и состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Текст содержит 14 таблиц и 65 рисунков. Список литературы содержит 143 наименования.
