Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности вопроса 9
Глава 2. Природный объект и методика ландшафтного изучения лесов 13
2.1. Природный объект 13
2.2. Методика ландшафтного изучения лесов 20
2.3. Корневая система дерева 21
2.4. Экологическая оценка лесных земель 25
2.5. Метод ландшафтных индикаторов 27
2.6. Виды и объёмы выполненных научных исследований 30
ГЛАВА 3. Структура лужско-тосненского ландшафта Ленинградской области 31
3.1. Виды ландшафтных местностей 33
3.2. Виды ландшафтных урочищ 34
3.3. Виды ландшафтных подурочищ 36
3.4. Основные экологические группы ландшафтных фаций 37
3.5. Выводы по главе 42
ГЛАВА 4. Информативность материалов ДЗЗ 43
4.1. Признаки изображения 44
4.2. Информативность космических снимков (КС) 50
4.3. Информативность панхроматических аэрофотоснимков (АФС) 55
4.4. Информативность цветных спектрозональных снимков 57
4.5. Выводы к главе 58
ГЛАВА 5. Информативность физико-географических карт 60
5.1. Информативность общегеографических карт (ОК) 60
5.2. Информативность тематических карт
5.2.1. Информативность геологических карт 67
5.2.2. Информативность планов насаждений
5.3. Информативность геоботанических карт 76
5.4. Информативность материалов торфяного фонда 77
5.5. Выводы по главе 78
ГЛАВА 6. Растительные индикаторы лужско-тосненского ландшафта Ленинградской области 80
6.1. Фитоиндикационный метод исследования 81
6.2. Растения-индикаторы Лужско-Тосненского ландшафта 83
6.3. Фиторазнообразие насаждений классов ландшафтных фаций 91
6.4. Выводы по главе 98
Заключение 99
Список литературы 102
- Корневая система дерева
- Виды ландшафтных подурочищ
- Информативность панхроматических аэрофотоснимков (АФС)
- Информативность планов насаждений
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Результаты оценки и картографирования лесов зависят от информативности используемых материалов и методов их интерпретации. В последние десятилетия в лесном деле возрастает применение материалов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Одним из методов изучения лесов и лесных территорий является ландшафтно-индикационный метод. Этот метод предусматривает применение материалов ДЗЗ в сочетании с картографическими, литературными, фондовыми и другими ландшафтными источниками информации (ЛИИ) [А.Н. Громцев, 2008; Д.М. Киреев, 1977; 2007; 2012; Д.М. Киреев, П.А. Лебедев, В.Л. Сергеева, 2011; М.В. Неустроева, У.В. Деева, 2015].
Но многие вопросы оценки информативности дистанционных и
картографических материалов при инвентаризации и мониторинге лесных ресурсов оказались до сих пор нерешёнными, поэтому была выбрана данная тема и проведены по ней научные исследования.
Цель исследования. Определение информативности дистанционных и
картографических материалов при изучении лесов на ландшафтной основе. В ходе
исследования решить следующие задачи: 1. изучение сравнительной
информативности материалов ДЗЗ, топографических и тематических карт; 2. составление ландшафтной карты центральной части Лисинского лесничества; 3. определение информативности растительного покрова для выявления ПТК и экологической оценки лесных земель; 4. экологическая группировка растительных индикаторов Лужско-Тосненского ландшафта Ленинградской области.
Научная новизна исследования. 1. Изучена сравнительная информативность ЛИИ при ландшафтном картографировании лесов (аэроснимков, космических снимков различных оптических диапазонов, их сочетаний, топографических и тематических карт). 2. Проведено сопряжённое использование дистанционных и картографических ЛИИ позволило большую часть ландшафтных исследований осуществить при предварительном картографировании лесной территории в камеральных условиях. 3. Установлена возможность использования архивных материалов ДЗЗ как не имеющих срока давности в случаях ненарушенности литогенной основы ПТК.
Теоретическая значимость работы. 1. Изучена взаимосвязь типов насаждений,
их видового состава и производительности с экологическими режимами лесных
земель. 2. Определены возможности и ограничения получения информации
различных материалов ДЗЗ и физико-географических карт. 3. Получены новые
сведения о структуре, экологических и лесохозяйственных свойствах ПТК северо-
запада Русской равнины. 4. Разработана цветовая шкала методика составления
гипсометрических карт для чтения рельефа и оценки местоположений ПТК в средних
и крупных масштабах. 5. Установлена необходимость использования
картографических материалов (топографических и различных тематических карт) при ландшафтной интерпретации материалов ДЗЗ. 6. Подтверждена необходимость последовательности семи этапов ландшафтных исследований изучения структуры и картографировании лесных земель ледниковых и озёрно-ледниковых равнин.
Практическая значимость работы. 1. По результатам исследований разработаны рекомендации по совмещённому использованию материалов ДЗЗ и разнообразных физико-географических карт. 2. Составленная карта в ранге ландшафтных местностей и урочищ может быть использована: а) как контурная и
смысловая основа лесохозяйственных тематических и ресурсных карт (карт типов, возрастной и восстановительной динамики лесов, почвенных, лесомелиоративных, водных, карт лесных земель, атмосферных, лесохозяйственных, растительных, животных и других лесных ресурсов, прогнозов, горимости и послепожарной динамики лесов и др.; б) для обучения бакалавров, магистрантов и аспирантов специальностей «Лесное дело», «Экология и природопользование», «Кадастр земель», а также стажировки работников лесного хозяйства; в) для проектирования туристических маршрутов с целью изучения ландшафтных и растительных индикаторов лесных земель и составления карт рекреационного использования лесных земель.
Научные положения, составляющие предмет защиты. 1. Для выявления и типологической группировки ПТК лесов необходимо использовать не только материалы ДЗЗ, но и комплекс общегеографических, топографических и тематических карт; 2. выявлен объём информации, получаемый при использовании каждого вида ЛИИ: аэрофотоснимков, космических снимков, топографических карт, материалов лесоустройства, геологических карт дочетвертичных и четвертичных отложений, фондовых материалов и др.; 3. разработана экологическая группировка древесных и недревесных растений и насаждений-индикаторов ПТК изученного региона; 4. рекомендовано для комплексной оценки условий местопроизрастания лесов применение формул оценки экологического режима лесных земель.
Апробация результатов исследований. Результаты работы были апробированы в виде публикаций и докладов на следующих совещаниях и конференциях: на V международной конференции «Экологический туризм - инструмент устойчивого развития территорий и защиты окружающей среды» (Санкт-Петербург,2013); на IV Международной научно-практической конференции «Инновации и технологии в лесном хозяйстве» ITF-2014 (Санкт-Петербург,2014); на Материалы международной научно-практической конференции молодых учёных «Исследования лесных экосистем»; на VI всероссийская (с международным участием) конференция «Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении и лесном хозяйстве» (Москва, 2016); на материалы XI Международной научно-практической конференции, посвященной Всемирному Дню Земли и 100-летию заповедной системы России «География и геоэкология на службе науки и инновационного образования» (Красноярск,2016).
Личный вклад автора. Автор диссертации обосновал тему, определил цели и
задачи исследований, разработал и усовершенствовал методику исследовательских
работ, собрал необходимый материал, провёл сравнительную ландшафтно-
экологическую интерпретацию дистанционных и картографических источников
информации, составил ландшафтно-морфологическую карту ключевого участка
Лужско-Тосненского ландшафта М 1: 50 000, объяснительную записку и легенду к
ней, провёл ландшафтно-экологическую группировку растительных индикаторов
Лужско-Тосненского ландшафта Русской равнины. Автор определил
фиторазнообразие выявленных ландшафтных комплексов. Он сформулировал основные выводы и практические рекомендации проведённых исследований.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 175 наименований, из них 43 источника на иностранном языке. Текст диссертации изложен на 119 страницах, включает в себя 20 таблиц, 12 рисунков.
Благодарности. Выражаю благодарность научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук профессору Кирееву Дмитрию Михайловичу, кандидату биологических наук доценту Сергеевой Валерии Лейзеровне, всему коллективу кафедры лесной таксации, лесоустройства и геоинформационных систем СПб ГЛТУ имени С.М. Кирова.
Корневая система дерева
Как обобщение хозяйственного опыта оценки лесов и лесных земель в народном сознании (бор, суборь, рамень и т. д.). первые ландшафтные понятия и ландшафтные народные термины использованы российскими лесоводами конца XIX и начала XX веков при инвентаризации и устройстве лесов . Эти термины показали тесную взаимосвязь лесной растительности и животных с рельефом, почвенно-геологическими условиями и водами. Ландшафтные народные термины были использованы лесоводами девяностых годов XIX века: Н.К. Генко при устройстве Беловежской пущи [26], И.И. Гуторович при лесоустройстве в Вологодской губернии, П.П. Серебрянников при устройстве лесов Вершинской дачи Соль-Вычегодского уезда Вологодской губернии [35, 115]. Одним из первых удачных примеров упрощенной экологической оценки лесных земель является экологический крест, составленный по методу В.Н. Сукачева и раскрывающий порядок эколого-топологических смен [118].
В 1903–1919 годах Г.Ф. Морозов разрабатывает основные положения ландшафтного учения о лесе [98]. А.А. Крюденер (1916, 1917 г.г.) подразделял типы насаждений по богатству: боры на песках и рамени на суглинках [88]. Начиная с конца двадцатых годов двадцатого века для классификации лесов и лесных земель начинают применяться фитоиндикационные методы. К основополагающим исследованиям фитоиндикаторов следует отнести работы А.А. Крюденера (1955) [155], П.С. Погребняка (1955) [103], Д.В. Воробьева (1953) [17]. Для оценки трофности и влажности П.С. Погребняк использует растения и растительные группировки-индикаторы. Позже фитоиндикационные методы разрабатывали и применяли С.В. Викторов [14], Е.А. Востокова и Тагунова (1963) [20], Б. В. Виноградов (1964) [15], Д.М. Киреев и Кривчикова (1975) [83]. В этих работах есть списки индикаторов типов леса и лесных земель различных регионов России.
JI.C. Берг высоко оценил учение Г.Ф. Морозова «читая эту классификацию, мы получаем полное представление о ландшафтах страны. Это – истинно географическая характеристика, объединяющая данные геоморфологии, почвоведения и лесоведения». В своих трудах JI.C. Берг определяет предметом изучения географии – учение о географических ландшафтах. Под именем географического ландшафта он понимал область, в которой характер рельефа, климата, растительного и почвенного покрова и, наконец, культуры человека сливаются в единое гармоничное целое, типически повторяющееся на протяжении известной зоны Земли [6].
В 30-50 гг. появились работы Б.Б. Полынова, Л.Г. Раменского и др., которые, опираясь на материалы натурных наблюдений, дали импульс изучению морфологической структуры ландшафта [104, 106, 107].
В военные годы (1941-1945г.г.) в оборонных целях Е.А. Галкина изучает структуру болотных массивов по аэроснимкам. Она предлагает следующие территориальные единицы: болотный микроландшафт, болотный мезоландшафт, болотный макроландшафт [22, 23].
Теоретической основой дистанционного изучения лесов до применения ландшафтного подхода были разработки Г. Г. Самойловича по анализу структуры полога насаждений. Верхняя освещенная и наблюдаемая сверху структура полога леса, состоящая из совокупности крон деревьев, становится основным объектом изучения. Структура полога анализируется наземно на пробных площадях, по крупномасштабным аэроснимкам, путем аэровизуальных наблюдений и аэротаксации насаждений [111].
С конца сороковых годов ХХ века Н.А. Солнцев создаёт учение о морфологической структуре природного ландшафта, разрабатывает понятие природного территориального комплекса (ПТК как «полного» единства в отличие от «частных», понятие о пяти основных компонентах ландшафта, их генетической, ландшафтообразующей неравнозначности. Он обозначил ведущую роль литогенной основы в формировании ПТК, дал её определение [116, 117].
Дальнейшее развитие ландшафтно-индикационных методов связано с применением материалов ДЗЗ. С тридцатых годов ХХ века авиация и аэрометоды начинают широко использоваться в практике изучения лесов [111]. Проведена ландшафтная интерпретация лесов по аэроснимкам Волховской моренно-зандровой равнины [67]. В 1972–1974 годах в институте леса и древесины СО АН СССР разрабатывается ландшафтно-статистический метод лесоинвентаризации, предусматривающий согласование учетных единиц с морфологической структурой ландшафта и выборочное опробование на ландшафтной основе [48, 60, 83].
Для проведения государственной лесоинвентаризации по заказу Федеральной службы лесного хозяйства России в институте ВНИИЦ лесресурс составлена карта ландшафтных стран, областей, районов России масштаба 1: 8 000 000 с экологической оценкой лесных земель. Составленные в разное время ландшафтные карты различной детальности были направлены на решение практических задач лесного хозяйства и лесного тематического картографирования. Они показали перспективность изучения на ландшафтной основе лесов и лесных земель на различных масштабных уровнях с оценкой их экологических режимов, картографирования растительных ассоциаций, почв, древесных и недревесных растительных ресурсов (ягодников и грибоносных площадей), болот с их фациальной структурой и др. [69, 70, 72].
Проблеме изучения древесных и недревесных ресурсов лесных ландшафтов, методам их картографирования посвящены исследования различных регионов страны (Громцев Н.А. [30, 32, 33]; Фуряев В.В. и др. [128, 129]; Неустроева М.В. [101, 102], Киреев Д.М. [61,66, 85], Сергеева В.Л. [112, 113, 114], Цветков В.Ф. [119, 130], Любимов A.B. [96, 97], Алексеев А.С.[2], Архипов В.И. [3], Березин В.И. [3]; Усольцев В.А [123, 124], Зятькова Л.К.[42, 43]; Егоров А.А. [36], Ю.В. Титов [36], Деева У.В. [102]; Желдак В.И. [37], Сидоренков В.М.[37]; М.М. Шац [131] и др. [1, 38, 39, 46, 47].
Первыми крупными зарубежными работами применения аэроснимков в лесном хозяйстве являются работы Spurr S.H., 1948, 1952, 1960 [170, 171, 172]. В этих работах обобщаются методы лесоинвентаризации за рубежом. Аэроснимки в этих методах применяются для стратификации лесного фонда на относительно однородные страты. В пределах выявленных страт закладываются пробные площади для их опробывания методами вариационной статистики. В монографии, посвящённой методам инвентаризации лесов описаны способы учёта лесов в странах Западной Европы, Америки и Канады. Канадские экологи в военные годы 1941-1945 разработали понятие «лесная земля» (forest land) и провели инвентаризацию лесных земель Канады и некоторых других стран (Австралия) с целью выявления в лесном фонде земель, пригодных для сельскохозяйственного использования.
Целый ряд фундаментальных работ посвящены анализу информативности и особенностям использования различных материалов ДЗЗ (Remote sensing): Avery T.E., 1992; Colwell R.N., 1983; Landgrebe D. A., 2003; Lillesand T.M. and all, 2004; Richards J.A., 1999; Schowengerdt R.A., 2007 и др.[135, 140, 158, 159, 166, 168]. В перечисленных работах анализируются как возможности, так и ограничения аэро-и спутниковых снимков для изучения Земли и её ресурсов. Одним из методов интерпретации дистанционных изображений становится ландшафтный метод, основанный на выявлении, экологической оценке и картографировании ландшафтных комплексов (Ahern J. and all., 1999; Ammer U., 1977; Angelstam P. and all, 1976; Crow T. and all, 1999; Farina A., 2000; Forman R.T.T. and Gordon M., 1986; Forman R.T.T., 2005; Forman R.T.T. and all., 2015; Ianni E. and Geneletti D., 2010; Kijowski A., 2010; Moss M.R., 2000; Newton A. C. аnd Tejedor N., 2011 и др.[132, 133, 134, 136, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 150, 152, 153, 157, 163, 164].
Методом выявления ландшафтных комплексов становятся растительные ландшафтные и экологические индикаторы. Природной основой индикационных методов является тесная взаимосвязь компонентов и элементов ландшафта с экологическими режимами лесных земель (Clements F.E., 1949; Hammon A. аnd all, 1995; hannelius S. аnd Kuusela K., 1995; Kruedener A.A., 1955 и др.) [137, 139, 148, 149, 155, 160, 162, 175].
Виды ландшафтных подурочищ
Основой методики изучения лесов является метод ландшафтных и экологических индикаторов. Этот метод предусматривает использование ландшафтных источников информации (ЛИИ). Ими являются материалы дистанционного зондирования земли (ДЗЗ), общегеографические, топографические, тематические карты, фондовые материалы и литературные печатные работы.
Применение ландшафтной методики позволяет основной объём работ по изучению и картографированию лесов проводить до выхода в поле. В результате сокращаются дорогостоящие полевые работы, повышаются темпы исследований, точность и полнота оценки ресурсов леса.
Методика ландшафтного изучения лесов предусматривает использование ландшафтных источников информации (ЛИИ). Ими являются материалы дистанционного зондирования земли (ДЗЗ), общегеографические, топографические, тематические карты, фондовые материалы и литературные печатные работы. Ландшафтно-морфологическая интерпретация этого материала дает сведения об объективно существующих рубежах ПТК, их структуре, строении и экологических режимах лесных земель [11, 68, 71, 125]. Ландшафтное изучение лесов включает следующие последовательные этапы: 1) сбора имеющихся ландшафтных источников информации (ЛИИ) [4, 5, 27, 28, 29, 40, 41, 51, 89, 90, 94, 121]; 2) их ландшафтно-морфологическая интерпретация; 3) ландшафтного картографирования, составления предварительных ландшафтных морфологических карт; 4) проектирование по предварительно составленной ландшафтной карте мест закладки ландшафтных профилей; 5) полевые работы на ландшафтных профилях; 6) внесение уточнений и изменений в ландшафтную карту и легенду к ннм; 7) составление авторского оригинала ландшафтной карты, а при необходимости – серии тематических лесохозяйственных карт, которые создаются на контурной и смысловой основе составленной ландшафтной карты [68, 72]. Информативность ЛИИ определяется степенью выраженности (физиономичностью) элементов ландшафта, которые являются ландшафтными индикаторами ПТК. Для интерпретации всех ландшафтных источников информации используется ландшафтно-индикационный метод.
Совмещённый анализ различных ЛИИ позволяет выявить взаимосвязи компонентов ландшафта, наиболее объективно определить рубежи ПТК, оценить экологические режимы земель. Ландшафтная интерпретация одиночных ЛИИ не даёт достаточной уверенности в объективности и точности оценок ПТК. Чем полнее подобраны ЛИИ, тем объективнее выявляются ПТК, оцениваются их природные рубежи, полнее и достовернее проводится их характеристика. В результате ландшафтных исследований создаётся ландшафтно-морфологическая основа изучаемой территории.
Ландшафтная основа представляет собой перечень документов по структуре ПТК лесов: 1. ландшафтные карты ПТК различного ранга; 2. ландшафтные профили; 3. интерпретированные материалы ДЗЗ и физико-географических карт.
Ландшафтная карта сопровождается легендой, содержащей характеристику структуры, перечень и текстовое описание ПТК: видов ландшафтных местностей, урочищ и фаций с экологической оценкой режимов лесных земель [7, 72].
Лесные земли – это приповерхностная часть литогенной основы ПТК, в которой укореняются и закрепляются лесные растения. Лесные земли – это относительно твердый субстрат, из которого растения получают необходимые для их роста питательные вещества и воду. В отличие от почвы, лесная земля имеют большую мощность. Она может включать не только почву, почвообразующие и подстилающие горизонты рыхлых отложений, но и коренные горные породы.
Земли различаются по тому, как они снабжают растения водой, минеральными веществами и воздухом. Экологические режимы лесных земель – это их изменяющиеся свойства и характеристики, которые в совокупности определяют условия водно-минерального и воздушного обеспечения лесных растений [64, 65, 81, 84, 108].
Дерево состоит из двух зеркально расположенных частей – надземной и подземной. Они связаны в единую систему, но выполняют различные функции.
Функция надземной части – обеспечение максимального использования солнечной световой энергии для фотосинтеза углерода. Функция подземной части – обеспечение растений элементами пищи и водой. Корни также выполняют роль прочного закрепления дерева в земле и придания стволу устойчивого вертикального положения.
При сопоставлении строения надземной и подземной частей дерева обнаруживаются черты морфологического подобия. И надземная и подземная части имеют органы поглощения и аккумуляции вещества. Зелёные листья на окончаниях побегов поглощают и усваивают углекислый газ атмосферы. Корневые волоски окончания корней извлекают элементы питания из минералов горных пород вместе с растворяющей их водой.
Зона поглощения углерода располагается по периферии кроны дерева на окончаниях побегов там, где сучья наиболее сильно ветвятся. Зона всасывания корней также располагается по периферии ризосферы в местах наиболее сильного ветвления и образования мочек.
Надземная и подземная части дерева отчётливо подразделяются на аккумулирующую и проводящую. Проводящие ветви покрываются пробковым слоем, который предохраняет камбий и проводящие каналы от крайних колебаний температуры и механических повреждений [53].
На рисунке 2.3 видно, что деревья с самого начала стремятся обеспечить проникновение корней и освоение наибольшего пространства почвообразующих и подстилающих горных пород за пределами собственно почвы. Именно там деревья развивают систему сосущих корней и мочек для обеспечения максимального водно-минерального питания. Это и понятно, так как собственно почвенные горизонты А и В в наибольшей степени выщелочены, оподзолены и обеднены питательными веществами [105]. Корнями деревьев осваиваются особенно интенсивно наиболее богатые питательными веществами суглинистые пласты подстилающих пород. Если под песчаными отложениями располагаются богатые питательными веществами суглинистые пласты, то корни деревьев проходят пески и ветвятся, образуя мочки, в суглинистых горизонтах [53].
Информативность панхроматических аэрофотоснимков (АФС)
Использование дистанционных и картографических ЛИИ показало, что ландшафтные индикаторы очень разнообразны. Ими могут быть горные породы, четвертичные отложения и их литологический состав, формы рельефа с их геологическим строением и размерными характеристиками, блоки земной коры, планетарные отдельности и глубинные разломы, вечная мерзлота с условиями её залегания, водотоки и водоёмы с их густотой и плановым рисунком, водоносные горизонты подземных вод, их глубина, минеральный состав, проточность, виды растений и растительные группировки, следы деятельности животных и человека и т.д. [34, 59, 61, 78].
Ландшафтными индикаторами являются и сами ПТК, если их структура физиономична на имеющихся ЛИИ и доступна для опознавания и оценки. Примером таких индикаторов могут быть болотные ПТК Ландшафтные индикаторы увеличили полноту и объективность природных характеристик и экологических оценок выявляемых ПТК, расширили тематику лесоресурсных исследований. Они же дают возможность существенно обогатить природные и экологические характеристики ландшафтных комплексов лесов. Разработаны методы раздельной и совместной интерпретаций картографических и дистанционных источников.
Многие ландшафтные и индикационные взаимосвязи изучены учёными предшественниками и опубликованы в научной литературе. Но основной, наиболее полный, материал по индикационным взаимосвязям, конкретизированным для изучаемого региона и ландшафта, добывается специалистами в процессе ландшафтной интерпретации ЛИИ. Одним из способов установления ландшафтных взаимосвязей является попарный совмещённый анализ различных источников информации. Этот способ является одновременно и самообучением и самообразованием специалиста. Работник обучается самостоятельному «чтению» дистанционной и картографической «литературы», по новому, ещё не изученному ландшафту. Происходит быстрое обогащение специалиста знаниями ландшафтных индикационных взаимосвязей изучаемого региона [24, 25, 44, 67, 74, 79].
Поскольку связь между индикатором и индикатом взаимная, они могут меняться местами. Например, чистый без примеси сосновый лес невысокой производительности – бор – индицирует мощные бедные перемытые кварцевые пески аллювиального, водно-ледникового или эолового происхождения. Но может оказаться, что пески доступны для непосредственного наблюдения прямо в природе или изображаются на физико-географических картах. В этом случае пески являются индикаторами, а боры – индикатами.
В результате индикационной интерпретации источников информации появляется возможность значительно (в разы) повысить темпы, эффективность и точность ландшафтно-индикационного изучения и картографирования лесного фонда, инвентаризации многообразных ресурсов леса.
Разработанный ландшафтно-индикационный метод позволил в достаточно короткие сроки охватить исследованиями значительные территории ландшафтов Европейской и Азиатской частей России и сопредельных территорий. На исследованные ключевые участки различных регионов составлены ландшафтно-морфологические карты, картосхемы по космическим и аэроснимкам, ландшафтные профили с текстовыми легендами от мелких масштабов до детальных карт. Составленные карты явились основой решения различных лесохозяйственных задач и тематических исследований лесов [63, 80, 91].
Для опознавания, характеристики компонентов, лесорастительной оценки, классификации и картографирования ПТК используются ландшафтные индикаторы, которые содержатся на ЛИИ. Требования к дистанционным и картографическим источникам следует согласовывать с поставленными задачами и природными условиями изучаемых ландшафтов. Ландшафтный индикатор – это точно опознанный элемент ландшафта или ПТК, по которому обнаруживается другой, скрытый от наблюдения, элемент ландшафта, или индикат. Индикат определяется и оценивается на основании установленной взаимосвязи. Ландшафтные индикаторы должны быть физиономичными на дистанционных снимках и легко читаться на физико-географических картах. Индикаторы различаются по степени сопряженности с индикатами. Значимость индикаторов выражается процентом случаев, когда индикатор и индикат встречаются совместно: 100% — абсолютный, 90 — верный, 75 — удовлетворительный, 60 — сомнительный, менее 60% — недостоверный индикатор.
Информативность планов насаждений
ОК являются ландшафтными источниками информации и одновременно картографической основой тематических карт. Содержанием ОК является рельеф и эрозионно-географическая сеть. Рельеф на обзорных картах передаётся цветом и его плотностью; на топографических картах – горизонталями. С увеличением масштаба ОК уменьшается сечение рельефа – на картах читаются мелкие формы рельефа и их элементы.
Ландшафтными индикаторами общегеографических карт (ОК) являются содержащиеся на них сведения о рельефе, характере рыхлых отложений и твёрдых горных пород, ледовом покрове, эрозионно-гидрографической сети и болотах, почвах, растительности, хозяйственном использовании земель.
Для опознавания основных генетических форм рельефа вспомогательным материалом могут быть геологические карты соответствующих масштабов. В пределах ледниковых равнин выделены урочища камов и озов. Рельеф равнин, их заболоченность и заозеренность зависят от высоты над уровнем моря. Низкие и особенно низменные равнины слабо расчленены, для них характерны меандрирующие реки и заболоченность.
Горизонтали ОК, особенно крупномасштабных, удобны для построения ландшафтных профилей вдоль любых наземных маршрутов: с помощью профиля вскрываются пересекаемые им формы рельефа. Повышение дренажа и трофности происходит в зависимости от уклонов в тысячных, а категории лесных земель образуют экологический ряд: болота (менее 1), болотные боры (1–2), заболоченные боры (2–3), сырые субори (3–4), влажные сурамени (4–5), свежие сурамени и рамени (5–6), сельскохозяйственные земли, используемые под пашни (более шести тысячных) [53, 68].
Для оценки дренажа земель равнины по карте используется, кроме уклона поверхности, расстояние до ближайшей дрены, выпуклость формы рельефа (гряды, гребни, мысовидные части плакоров); вогнутые формы (подсклоновые равнины, ложбины, днища водотоков, лога), геологическое строение и литологический состав горных пород, увлажнение (песок на суглинке или глине); дренаж (подстилание отложений песком, песчаником, известняком).
Общегеографические карты подразделяются на обзорные – масштаб мельче 1 : 1 000 000, обзорно-топографические – 1 : 1 000 000–1 : 200 000 и топографические – крупнее 1 : 200 000. Масштаб ОК подбирается в зависимости от решаемых задач и ранга картографируемых ПТК (таблица 5.1).
Для оценки экологических режимов земель (трофности, водности, затопляемости и дренажа), для видов урочищ и подурочищ определялись уклоны дневной поверхности измерением расстояния между горизонталями. Для этой цели составлена таблица уклонов в тысячных и градусах (таблица 5.2). Таблица 5.2 – Уклоны поверхности ПТК Лужско-Тосненского ландшафта по расстоянию между горизонталями и полугоризонталями в миллиметрах топографической карты М 1 : 25 000 при сечении рельефа 2,5 м Расстояние между горизонталями и полугоризонталями Уклоны в тысячных Уклоны в градусах и минутах Расстояние между горизонталями и полугоризонталями Уклоны в тысячных Уклоны в градусах и минутах 200 Менее 1 Менее 4 10 10 34 100 1 4 9 11 38 50 2 7 8 12 41 30 3 10 7 14 48 20 5 17 6 17 58 15 6 23 5 20 109 14 7 24 4 25 126 13 8 28 3 30 146 12 8 29 2 50 253 11 9 31 1 100 542 Примечание. Расчёт таблицы приведён для сечения между горизонталью и полугоризонталью равным 2,5 м.
Для восприятия рельефа топографических карт разработана цветовая шкала. Она позволила увидеть генетические формы рельефа, направление и уклон поверхности, крутизну, направление стока
Ландшафтные индикаторы Лужско-Тосненского ландшафта Внемасштабные условныеобозначениятопографических карт Индицируемые лесорастительные условия Высокоствольная лесная растительность (плотный зеленый цвет) Отграничивают дренированные территории с минеральными грунтами от болот, оводненных и каменистых земель.
Древесные породы со средней высотой и густотой древостоя Литологический состав (трофность) рыхлых отложений, условия проточности, дренажа, мерзлотности в зависимости от экологических свойств древесной породы-индикатора. Запас древостоя.
Кустарники Территория за пределами распространения высокоствольных лесов (например, избыточно оводнённые ивняки поймы).
Сельскохозяйственные возделанные безлесные земли Наиболее богатые равнинные дренированные свежие и влажные земли. Сочетание удовлетворительного дренажа, глубокого залегания грунтовых вод, супесчанного и суглинистого механического состава земель. Отделяет равнинные местоположения от склонов, оставляемых под лесной и кустарниковой растительностью. Кустарничковая растительность Индицирует бедные (олиготрофные) леса и верховые торфяники Луга Влажные незаболоченные пойменные ПТК с неглубоким от поверхности залеганием грунтовых вод, дерновые гумусированные почвы. Мхи безлесных болот Топи с близкими от поверхности водами По топографической карте возможно с использованием горизонталей построение гипсометрического профиля. Анализ топографических карт совместно с планом насаждений и таксационной характеристикой древостоев выявляют природные рубежи ландшафтных фаций. Изображаемые на топографических картах ландшафтные объекты использованы в качестве индикаторов ПТК и лесорастительных условий (таблица 5.3). На крупномасштабных топографических картах для оценки производительности древостоев (бонитет, полнота, запас) использованы внемасштабные размерные характеристики леса. Рядом с обозначением древесной породы в числителе указывается средняя высота (в м), в знаменателе – средний диаметр стволов (в сантиметрах) и среднее расстояние между деревьями (в метрах). Этих данных достаточно для определения площади сечения стволов на 1 га, полноты и запаса древостоя.
По среднему расстоянию и таблице правильных точечных множеств получаем число стволов на 1 га; по числу стволов и среднему диаметру – площадь сечения стволов, по площади сечения на гектаре и средней высоте древостоя, используя стандартные таблицы полнот и запасов, определяется запас древостоя.
Указанные на топографической карте средние высоты древесных пород дают ориентировочные сведения о классе бонитета древостоя. Например, если указана высота 10 м, то бонитет древостоя не ниже Vа класса, 14 м – не ниже V, 19 м – не ниже IV, 23 м – не ниже III, 27 м – не ниже II, 31 м – не ниже I класса. Если выделы вида ландшафтной фации многократно повторяются на исследуемой территории, то с помощью топографической карты возможно дальнейшее уточнение таксационных характеристик.