Введение к работе
Актуальность темы. Оценка состояния древостоев имеет важное значение для правильного назначения лесохозяйственных мероприятий, а также комплексного мониторинга окружающей среды на территориях, подверженных воздействию атмосферных выбросов промышленных предприятий.
В настоящее время существует большое количество методик определения жизненного состояния древостоев, использующих различные характеристики деревьев. Состояние древостоев может оцениваться путем измерения физиологических и морфометрических характеристик деревьев. Такой подход позволяет снизить субъективность оценки, но требует значительных материальных и временных затрат. Преимуществом визуальной оценки состояния деревьев является относительно высокая скорость получения результатов и меньшая трудоемкость, а недостатком -субъективизм и трудность выделения промежуточных категорий состояния древостоев. Применение цифровых фотографий крон деревьев и количественных методов их анализа позволяет значительно повысить точность и объективность визуальной оценки состояния деревьев.
Важным условием эффективного ведения лесного хозяйства является наличие актуальных карт жизненного состояния древостоев. При их составлении широко используются данные дистанционного зондирования (ДДЗ), которые являются одним из основных источников современной картографической информации.
Работа выполнена на кафедрах лесоустройства и лесной таксации, прикладной физики и биофизики Уральского государственного лесотехнического университета (УГЛТУ) при поддержке грантов РФФИ: № 06-04-49359 "Реакция древостоев на изменение климата и антропогенные воздействия", № 09-04-01004 "Климатогенная и антропогенная динамика древесной растительности в экстремальных условиях ее произрастания" и № 09-04-13850 "Исследование изменений климата, климатогенной и антропогенной пространственно-временной динамики древесной растительности с использованием многоцелевой информационной системы".
Цель и задачи исследований.
Цель работы - изучение состояния деревьев и древостоев сосны обыкновенной в условиях аэропромышленного загрязнения атмосферы по цифровым фотографиям крон и создание тематической карты состояния древостоев с использованием данных дистанционного зондирования.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1. Сбор и анализ данных о влиянии аэропромышленных загрязнений на морфологические характеристики деревьев сосны обыкновенной.
Разработка методики определения жизненного состояния деревьев сосны обыкновенной по цифровым фотографиям их крон.
Оценка жизненного состояния приспевающих и спелых сосновых древостоев в районе действия атмосферных выбросов медеплавильного производства на основе материалов фотографирования крон деревьев.
Создание тематической карты состояния древостоев с использованием спутниковых снимков района исследований и данных оценки состояния древостоев по цифровым фотографиям крон деревьев.
Сравнительный анализ результатов оценки состояния древостоев по цифровым фотографиям крон деревьев и спутниковым снимкам.
Научная новизна. Разработан экспресс-метод оценки состояния древостоев сосны обыкновенной по цифровым фотографиям крон деревьев. Проведена оценка состояния приспевающих и спелых сосновых древостоев в районе действия атмосферных выбросов Среднеуральского медеплавильного завода с использованием разработанного метода. Составлена электронная карта состояния хвойных древостоев на основе результатов анализа фотографий крон деревьев сосны обыкновенной и данных дистанционного зондирования. Проведен анализ пространственных закономерностей изменения состояния древостоев. Определена степень зависимости между данными оценки состояния древостоев сосны по фотографиям крон деревьев и результатами оценки состояния сосновых молодняков по морфометрическим характеристикам.
Положения выносимые на защиту:
Шкала оценки состояния древостоев, составленная по данным анализа цифровых фотографий крон деревьев;
Электронная карта состояния древостоев, созданная на основе результатов анализа фотографий крон деревьев и спутниковых снимков;
Пространственные закономерности изменения состояния древостоев, полученные с использованием спутниковых снимков и данных наземных исследований.
Практическая ценность работы. Результаты исследований имеют методическое значение и могут быть использованы при проведении научных, лесохозяйственных и лесоучетных работ в лесах, находящихся в зоне действия аэропромышленных загрязнений. Составленная карта состояния хвойных древостоев может служить основой при планировании и проведении экологического мониторинга на территории, прилегающей к Среднеуральскому медеплавильному заводу (СУМЗ).
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были доложены на научно-технических конференциях студентов и аспирантов УҐЛТУ «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России» (Екатеринбург 2007, 2008), Всероссийской конференции молодых ученых «Биосфера земли прошлое настоящее и будущее» (Екатеринбург, 2008), методической конференции с международным участием «Участие
вуза в реализации приоритетных национальных проектов России» (Екатеринбург, 2007).
Публикации. По материалам исследований опубликовано 7 научных работ, в том числе в издании рекомендуемом ВАК.
Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается анализом достаточного по объему экспериментального материала, применением современных математических методов обработки и анализа данных.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложения. Текст изложен на 80 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц и 12 рисунков. Список использованной литературы включает 142 наименования, в том числе 17 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Оценка состояния сосновых древостоев в условиях аэропромышленного загрязнения атмосферы по цифровым фотографиям крон деревьев и спутниковым фотоснимкам
