 |
 |
 |
| Все о российских лесах | О сайте | Поиск |
|
| |||
| ||||
| ||||
|
|
Введение
Однако систематических исследований, которые позволили бы оценить, в какой степени лесная, равно как и любая другая природная зона России, находится в малонарушенном состоянии, до сих пор не проводилось. Все заключения о площадях сохранившейся в России дикой природы основывались исключительно на экспертных оценках. Более того, сохранившиеся массивы малонарушенной дикой природы рассматриваются как безграничный резерв для эксплуатации природных, прежде всего сырьевых, ресурсов. Предлагаемая работа — первая попытка составить карту крупных малонарушенных
территорий дикой природы, которые еще сохранились в лесной зоне России. Под
термином «малонарушенные лесные территории» в данной работе понимаются целостные
природные территории в пределах лесной зоны площадью более 50 тыс. га, не имеющие
внутри постоянных поселений, действующих транспортных коммуникаций и не затронутые
современной интенсивной хозяйственной деятельностью.
Целью создания атласа было достоверно оценить состояние и дать достоверную картину распространения сохранившихся малонарушенных лесных территорий, а также показать, насколько они взяты под охрану в рамках сети федеральных особо охраняемых природных территорий, с точностью, достаточной для практического применения в сфере управления природопользованием (масштаб около 1 : 1 000 000). Такого рода информация необходима для решения по крайней мере двух задач:
Информация настоящего атласа также необходима тем лесопромышленным компаниям,
которые готовы прилагать усилия для предотвращения использования древесины из
конкретных экологически чувствительных территорий.
1. Минимальная площадь малонарушенной лесной территорииРазмер малонарушенной лесной территории является ключевым фактором, определяющим ее устойчивость и свойства. Отдельные небольшие фрагменты малонарушенных территорий не способны сохранять и поддерживать весь набор свойств, присущих нетронутым лесным экосистемам. Например, для поддержания устойчивых популяций крупных хищников бореальный лес (тайга) с полным набором природных компонентов (включая лесные пожары) должен иметь площадь в десятки тысяч, а иногда и в сотни тысяч гектаров. Кроме того, небольшие по размеру участки испытывают значительное влияние «краевых эффектов» со стороны близлежащих территорий, преобразованных деятельностью человека.В настоящей работе использовались следующие размерные критерии:
2. Значимые и фоновые антропогенные воздействияСуществующее представление о том, что в мире еще сохранились территории, полностью избежавшие влияния человека, в действительности неверно. Вся поверхность Земли в то или иное время испытывала прямое или косвенное воздействие человеческой деятельности. Так, с момента заселения лесной зоны люди стали главной причиной увеличения частоты лесных пожаров. Подчас оказывается сложно разделить вклад антропогенных (таких, как выпас домашнего скота и лесные пожары, возникшие по вине человека) и природных факторов в формирование современной структуры лесных экосистем.Поэтому любое определение «ненарушенности» не может игнорировать этот факт. Малонарушенные лесные территории, в понимании данной работы, также не являются участками дикой природы в строгом и абсолютном значении этого слова. Они понимались нами всего лишь как природные территории, сохранившиеся в наиболее близком к естественному состоянии по сравнению с другими участками в пределах лесной зоны. На практике выделение таких территорий требует проведения границы между участками, нарушенными в большей и в меньшей степени, то есть между теми участками, которые испытали «значимое» антропогенное воздействие, и теми, воздействие человека на которые мы считаем «незначимым» («фоновым»). К значимым антропогенным воздействиям мы относили такие, при которых естественный лесной ландшафт был коренным образом преобразован (распашка, участки близ крупных промышленных центров и т. п.), а также все типы современного (по крайней мере за последние 60 лет) промышленного освоения. К фоновым (незначимым) типам антропогенных воздействий нами были отнесены следующие четыре группы: 1. Древние, доиндустриальные виды хозяйственной деятельности человека и их современные аналоги (в данной работе рассматриваются скорее не как нарушения, а как факторы эволюции современных лесных экосистем):
2. Подсечно-огневое земледелие и выпас домашних и одомашненных животных. Хотя эти виды деятельности человека во многих случаях вели к коренным преобразованиям естественного лесного ландшафта, в тех регионах, где нами выделены малонарушенные лесные территории, эти воздействия в основном не оказывали существенного влияния на состояние лесных экосистем. В тех случаях, когда такое воздействие все же имело место, оно принималось за фоновое. В то же время в более освоенных регионах эти виды хозяйственной деятельности в значительной степени определили современный облик многих, прежде полностью лесных, ландшафтов. Однако в таких регионах малонарушенные лесные территории, в понимании данной работы, не сохранились вовсе, и эти регионы были исключены из рассмотрения еще на первых этапах работы. 3. Прошлые индустриальные воздействия на лесные территории, прекратившиеся на данной территории в последние 60 лет (например, промышленные выборочные рубки XVIII—XIX вв. и начала XX в.). 4. Антропогенные воздействия глобального и регионального масштаба (такие, как глобальное загрязнение атмосферы и изменение климата, повсеместное изменение численности определенных видов животных или акклиматизация чужеземных видов), влияние которых на лесные экосистемы в настоящее время не может быть оценено достоверно. 3. Давность нарушенийНачалом современного этапа освоения малонарушенных лесных территорий можно считать переход на интенсивную эксплуатацию лесных ресурсов, произошедший в 1930-е гг. Выбор данного временнуго рубежа был связан с тем, что именно в этот период происходят некоторые радикальные перемены в системе природопользования в России:
4. Лесные пожарыЛесные пожары, начинающиеся от молний, являются частью естественной динамики бореальных лесных ландшафтов. Факты возникновения лесных пожаров от естественных причин достоверно зафиксированы практически во всех регионах России. Несмотря на это, возникновение большинства пожаров в лесной зоне страны связано с деятельностью человека. В настоящее время не представляется возможным точно определить, какая часть пожаров возникает по вине человека, а какая — по естественным причинам. В частности, в официальной статистике значительное количество пожаров фигурирует в графе произошедших «по неустановленным причинам». Практика отнесения лесных пожаров к категории «начавшиеся от молнии» также вызывает сомнения. В. А. Иванов (1985) в своем обзоре по лесным пожарам указывает, что, как правило, анализ связи между молниями и лесными пожарами проводится на основе визуальных наблюдений. В течение нескольких дней после грозы все пожары относят к загоранию от молний, без анализа возможностей их антропогенного происхождения. Весьма вероятно, что оценка доли пожаров, вызванных молниями, завышена. Тот же автор указывает, что имеющиеся методики не позволяют определять истинные причины лесных пожаров.Однако даже без учета того факта, что доля лесных пожаров, начавшихся вследствие природных факторов, вполне вероятно, завышена, большинство авторов указывает на преобладание загораний, вызванных антропогенными причинами (Захаров, Столярчук, 1977; Нога, Тихонов, 1979; Софронов, Вакуров, 1981; Одинцов, 1995; Сергиенко, 1996, 1999; Фуряев, 1996, и др.). В целом по России доля лесных пожаров антропогенного происхождения оценивается в 80—90%. Лишь для отдельных регионов с резко континентальным климатом, таких, как бассейн Иртыша, Эвенкия и Якутия, доля пожаров, возникающих от молний, в отдельные периоды оценивается в 33—67% (Нога, Тихонов, 1979; Иванов, 1985). Но даже для этих регионов карты распространения пожаров показывают их приуроченность к районам с высокой плотностью населения или интенсивной хозяйственной деятельностью (Валендик, Иванова, 1996).
Опубликованные статистические данные убедительно показывают, что пожары от молний могут преобладать только в отдельные экстремальные годы и в отдельных удаленных регионах. Таким образом, хозяйственная деятельность человека является главной причиной лесных пожаров в России. Вероятно, и в достаточно отдаленном прошлом значительное количество пожаров было связано с хозяйственной деятельностью человека — подсечно-огневым земледелием, охотой, оленеводством, в дальнейшем также с лесозаготовками, добычей полезных ископаемых, углежжением и транспортом (Пономаренко и др., 1996). При прочих равных условиях воздействие конкретного пожара на лесные экосистемы не зависит от его причин. По характеру гари обычно невозможно определить, был ли конкретный пожар «природным» или «антропогенным». Пожар, начавшийся от непогашенной спички или оставленного костра, будет выглядеть точно таким же, как и пожар, возникший в этом же месте от удара молнии. В связи с этим отдельные пожары, не связанные с современной хозяйственной деятельностью, независимо от причины возгорания можно рассматривать как один из компонентов природной динамики лесных территорий и как естественный фактор их формирования в прошлом. Совершенно иначе обстоит дело с пожарной динамикой целого ландшафта. Структура лесного ландшафта, формируемая пожарами, зависит от ряда параметров пожарной динамики для данной территории, особенно от частоты возгораний и их приуроченности к определенным местам. От этих факторов косвенно зависят и другие характеристики пожарного режима территории: интенсивность пожаров, характер распространения огня, преобладание верховых или низовых пожаров и многие другие. При более или менее равновесном (в масштабах длительных периодов времени) характере пожарной динамики формируется вполне определенная структура лесного ландшафта. Наряду с часто выгорающими участками, как правило, сохраняются пожарные рефугиумы — участки, в силу различных причин не затрагиваемые пожарами в течение длительного времени (например, переувлажненные местообитания, участки вдоль рек и ручьев). Именно мозаика участков с разным характером повторяемости пожаров обусловливает более высокий уровень биологического разнообразия и устойчивость лесов в пределах такой территории в целом.
Повышение частоты лесных пожаров, вызванное современной хозяйственной деятельностью, меняет пожарную мозаику лесных территорий: доля лесов, находящихся на ранних стадиях пирогенных сукцессий, увеличивается, а доля пожарных рефугиумов уменьшается или же они исчезают полностью. Меняются гидрологический режим, характер и глубина залегания многолетнемерзлых пород, интенсивность эрозии почв и т. д. Хотя последствия каждого конкретного пожара не зависят от причин его возникновения, совместное влияние антропогенных и природных пожаров дает результат, сильно отличающийся от действия одних только природных пожаров. Увеличение частоты пожаров в результате современной интенсификации природопользования приводит к резкому изменению характера лесных ландшафтов и может быть расценено как значимое антропогенное нарушение. Типичным примером является повышение числа пожаров в местах добычи нефти, газа или золота, проведения геологоразведочных работ, а также вдоль трасс транспортных коммуникаций. Чем выше интенсивность природопользования и более развита инфраструктура, облегчающая проникновение людей в лесные массивы, тем сильнее влияние огня на природные экосистемы. Интенсификация хозяйственной деятельности и развитие инфраструктуры приводят также к изменениям и в динамике конкретных гарей. Даже если к элементам антропогенной инфраструктуры примыкает гарь естественного происхождения, динамика растительности на ней с большой вероятностью будет иной по сравнению с гарью, окруженной естественными экосистемами (из-за более высокой вероятности повторных пожаров, заноса сорных видов и т. д.). В настоящем исследовании выделение территорий, пройденных лесными пожарами, проводилось по космическим снимкам. При использовании такого подхода непосредственно выявить причину каждого конкретного пожара невозможно. В связи с этим нами был принят формальный алгоритм, позволяющий условно, но однозначно разделить гари «естественного» и «антропогенного» происхождения. В дальнейшем анализе все гари «антропогенного» происхождения рассматривались в качестве антропогенно нарушенных территорий. Все гари и их мозаики (включая участки, на которых уже сформировался молодой лес), непосредственно примыкающие к источникам антропогенных нарушений (элементы инфраструктуры и др.), рассматривались как имеющие «антропогенный» пожарный режим. Такие территории классифицировались нами как нарушенные, несмотря на то что значительная часть этих гарей, вполне вероятно, могла иметь естественное происхождение. В качестве источников антропогенных нарушений рассматривались населенные пункты, дороги, трубопроводы, промышленные сооружения, вырубки и другие нарушенные территории, реки шириной более 60 м и т. п. Территории, по всем остальным признакам являющиеся ненарушенными и в пределах которых гари и их мозаики не граничили с какими-либо из вышеперечисленных источников антропогенных нарушений, рассматривались нами как имеющие «естественный» пожарный режим. Такие территории в дальнейшем классифицировались как малонарушенные, хотя многие гари, вполне вероятно, возникли в результате пожаров, начавшихся вследствие неосторожности геологов, охотников, туристов и т. п. Авторы осознают недостатки такой весьма условной классификации пожарного режима. Однако для составления карт нам был необходим объективный формальный метод, позволяющий однозначно отнести каждую конкретную гарь либо к нарушенным, либо к малонарушенным территориям. При этом для решения данной задачи любая крайность выглядела бы еще менее привлекательной. С одной стороны, полное исключение всех гарей из малонарушенных лесных территорий явно неприемлемо. Пожары — естественный компонент динамики лесных ландшафтов, и многие леса имеют явное пирогенное происхождение. С другой стороны, было бы также явной ошибкой включать все гари в малонарушенные лесные территории. Как уже отмечалось выше, большинство лесных пожаров в России имеет явно антропогенное происхождение. Огромные площади молодых лесов и свежих гарей вокруг очагов промышленного освоения сформировались в основном под влиянием частых лесных пожаров. При этом их структура коренным образом отличается от малонарушенных лесных территорий. Мы были вынуждены использовать вышеизложенное формальное правило классификации пройденных огнем территорий просто потому, что никаких достоверных методов разделения природных и антропогенных лесных пожаров в настоящее время не существует. 5. Северная граница малонарушенных лесных территорийНа крайнем севере России лесная зона не имеет ярко выраженной границы. По мере продвижения на север деревья становятся все ниже, а древостои — все более разреженными. В результате малонарушенные лесные ландшафты могут постепенно переходить в столь же малонарушенные тундровые. При таких условиях проведение северной границы лесной зоны является непростой задачей, полностью определяемой тем, что понимать под словом «лес», и это явно не связано напрямую со степенью нарушенности территории.Граница так называемых «лесов густых высоких», показываемых на топографических картах и использованных в настоящем атласе, не слишком годится для указания в качестве северной границы сомкнутых лесов (в дальнейшем именуемой «северной границей леса»). Анализ космических снимков среднего разрешения показывает, что топографические карты для этих регионов частично устарели; кроме того, на этих картах значительные участки кустарниковой тундры показаны как леса. Поэтому северная граница лесов в Европейской России и в Западной Сибири была проведена нами на основе зимних космических снимков среднего разрешения и с учетом данных по ключевым участкам, характеристики которых нам были известны. Под лесопокрытыми понимались территории шириной более двух километров с сомкнутостью древесного полога не менее 20%. На северной границе леса его узкие полосы (например, вдоль рек) и участки с сомкнутостью древесного полога менее 20% рассматривались как тундровые ландшафты и не включались в малонарушенные лесные территории. Другие безлесные ландшафты (горные нелесные экосистемы и болота), примыкающие к северной границе леса, также были исключены из лесной зоны. В целом в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке северная граница леса проводилась по тем же правилам, что и в Европейской России и в Западной Сибири: исключались узкие полосы шириной менее 2 км. Кроме того, исключались также участки с высотой древесной растительности менее 7 м, что отвечает международно признанным критериям лесопокрытых территорий (согласно определению ФАО — Организации по продовольствию и сельскому хозяйству ООН) (FAO, 2002) и примерно соответствует определению категории «леса густые высокие» на российских топографических картах. Таким образом, участки с доминированием стлаников в данном исследовании лесом не считались и степень их нарушенности не оценивалась. В Европейской России и в Западной Сибири данный критерий не имел значения, так как стланики здесь практически не встречаются. В то же время для значительных территорий разреженных лиственничных древостоев определить степень сомкнутости древесного полога по снимкам среднего разрешения можно лишь со значительной погрешностью, особенно при использовании снимков, сделанных в холодный период года (когда лиственница стоит без хвои). Трудности усугублялись высокой изменчивостью освещенности и мощности снежного покрова в горных условиях, а также недостаточным количеством ключевых участков по таким территориям В связи с этим в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке при проведении «северной границы леса» учитывался также ряд абиотических факторов, влияющих на структуру лесных экосистем, в том числе наличие или отсутствие вечной мерзлоты. Такой подход, предложенный К. В. Зворыкиным и Ю. П. Пармузиным (Физико-географическое..., 1956), предполагает проведение северной границы собственно леса по пределу распространения сомкнутых высокоствольных лесов, образованных главным образом деревьями, имеющими один относительно прямой ствол. Практически граница была предварительно проведена нами по тематическим картам (климатическим, гидрологическим, растительности, почв), а затем откорректирована по космическим снимкам. При этом из рассмотрения были исключены разреженные лиственничные древостои с сомкнутостью крон не более 30—40%. В некоторых регионах интенсивная хозяйственная деятельность привела к значительному сдвигу северной границы леса к югу (например, в окрестностях Салехарда, Вилюйского вдхр., а также в междуречье Лены и Вилюя). Фрагменты лесных массивов, оказавшиеся за пределами северной границы леса («лесные острова» в тундре), на предмет их ненарушенности не анализировались из-за недостатка информации. Эти лесные массивы показаны на итоговой карте как отдельная категория в том виде, как они нанесены на топографические карты масштаба 1 : 500 000 и без указания степени их нарушенности. 6. Южная граница малонарушенных лесных территорийВ большинстве случаев малонарушенные лесные территории, выявленные в рамках данного исследования, имеют четко выраженную южную границу антропогенного происхождения. Обычно она идет вдоль транспортных коммуникаций либо вдоль границ сельскохозяйственных угодий. Однако исключением из этого правила являются некоторые массивы на юге Сибири, а также на Кавказе. Здесь по мере движения на юг или подъема в горы леса могут постепенно переходить в лесостепь, степь или альпийские луга. Если травянистые сообщества при этом не имели очевидных признаков антропогенной нарушенности, они включались в состав малонарушенных территорий, которые ограничивались лишь явно нарушенными участками или границами страны. Однако задача полного выявления малонарушенных территорий за пределами лесной зоны в рамках данной работы не ставилась. Это — отдельная непростая работа, которая требует особого подхода и проведения дополнительных исследований.7. Малонарушенные лесные территории, выходящие за пределы Российской ФедерацииНекоторые малонарушенные лесные территории выходят за пределы Российской Федерации и продолжаются на территории сопредельных государств. В таких случаях в настоящем атласе показаны только российские части таких территорий вне зависимости от их площади, но при условии, что площадь всего малонарушенного ландшафта превышает 50 тыс. га.Методика выявления малонарушенных лесных территорийОснову подхода, использованного в настоящем атласе для выделения малонарушенных лесных территорий, составляет принцип «от противного». Из общей территории зоны исследования последовательно исключались очевидно преобразованные и нарушенные территории. Оставшиеся участки отфильтровывались по размеру (50 тыс. га). Те из них, площадь которых превышала данное пороговое значение, признавались малонарушенными лесными территориями, если применение иных методов не позволяло выявить в них нарушенные участки. В противном случае процедура повторялась. В рамках данной работы исключение нарушенных участков и выявление оставшихся малонарушенных лесных территорий осуществлялось в три этапа с использованием на каждом последующем этапе все более и более детальных источников информации.
На всех этапах работы привлекалась дополнительная информация, содержащаяся на лесохозяйственных картах (схемах лесонасаждений, генерализованных по лесхозам, окрашенных по преобладающим породам), картах растительности и на других тематических картах. Правильность дешифрирования отдельных участков уточнялась по результатам полевых обследований (интенсивность которых была значительно выше в европейской части России). Правильность дешифрирования снимков среднего разрешения также выборочно проверялась по более детальным снимкам высокого разрешения. Выбор такого подхода отчасти был обусловлен высокой стоимостью и ограниченной доступностью важнейших исходных материалов (космических снимков высокого разрешения, материалов лесоустройства, детальных топографических карт). С другой стороны, использование поэтапного подхода позволило на основе менее детальной, но более доступной информации исключить значительные площади из дальнейшего анализа уже на начальных этапах. Это позволило значительно сэкономить время и финансовые ресурсы на последующих, более трудоемких этапах. Содержание каждого этапа анализа приведено ниже. Более детальное обоснование и описание данного методического подхода дано в книге «Малонарушенные лесные территории Европейского Севера России» (Ярошенко и др., 2001). Этап 1. Исключение нарушенных участков вблизи основных элементов инфраструктуры (с учетом их буферных зон) и фрагментов площадью менее 50 тыс. гаНа этом этапе основным источником информации были топографические карты масштаба 1 : 500 000. Качество этих карт в ряде случае было весьма низким, поэтому на данном этапе с них была использована информация только об основных элементах инфраструктуры, корректность которой не вызывала серьезных сомнений. Список таких объектов и размеры буферных зон вокруг них даны в табл. 1. Размер буферных зон определялся приблизительно, исходя из оценочных предположений о том, на каком расстоянии от данного типа объектов их воздействие на лесные экосистемы можно считать значимым. Осознавая всю условность принятых размеров буферных зон, авторы считают данный вопрос второстепенным для картографирования в масштабе данного атласа (от 1 : 1 500 000 до 1 : 3 000 000). В некоторых случаях ошибки, связанные с тем, что элементы инфраструктуры, изображенные на топографических картах, в реальности отсутствовали или были показаны некорректно, на последующих стадиях анализа исправлялись по космическим снимкам.
Целью первого этапа было сократить размеры рассматриваемой территории (в пределах лесной зоны России) за счет исключения из дальнейшего анализа явно нарушенных участков — основных элементов инфраструктуры вместе с буферными зонами вокруг них, а также фрагментов разделенных ими природных ландшафтов площадью менее 50 тыс. га. Результатом первого этапа стала карта территорий, имеющих площадь не менее 50 тыс. га, в пределах которых отсутствуют населенные пункты и основные транспортные коммуникации. Этап 2. Исключение крупных участков площадных нарушений, различимых на космических снимках среднего разрешения (150—300 м)Основным источником информации на этой стадии были космические снимки двух типов: летние и зимние снимки МСУ-СК (с российских спутников серии «Ресурс-О1», разрешение 150 м, использована 771 полоса различной длины) и варианты снимков ETM+ (с американского спутника Landsat-7) с уменьшенным разрешением около 300 м (использовано 8900 сцен). Целью данного этапа было сократить рассматриваемую территорию (ландшафты, не фрагментированные основными элементами инфраструктуры, были выделены на предыдущем этапе) за счет дальнейшего исключения наиболее активно используемых земель по космическим снимкам среднего разрешения. Обычно исключенные территории были представлены массивами сельскохозяйственных угодий, карьерами и сплошными вырубками. Кроме того, были исключены гари, примыкающие к элементам инфраструктуры. Размеры единичных нарушенных участков, исключенных на втором этапе, колебались от 30—50 до 150—200 га. Нарушенные участки меньшего размера, а также другие нарушения, не выявляемые при помощи космических снимков среднего разрешения, на этом этапе не рассматривались, а их анализ был перенесен на следующий этап. После исключения нарушенных участков не рассматривались фрагменты, площадь которых стала менее 50 тыс. га или ширина менее 10 км.
Из-за отсутствия снимков высокого разрешения на значительную часть территории (север Сибири и Дальнего Востока) для этих регионов результаты данной стадии стали окончательными (зона точности 3, см. рис. 8). Результатом второго этапа анализа стала карта потенциально малонарушенных лесных территорий. Этап 3. Исключение небольших линейных и площадных нарушений, различимых на космических снимках высокого разрешения (15—35 м)На этом этапе использовались космические снимки высокого разрешения из трех источников: ETM+ (спутник Landsat-7) (262 сцены), ASTER (спутник TERRA) (1470 сцен) и МСУ-Е (спутники серии «Ресурс О1») (516 сцен). Кроме того, для небольшой части Мурманской обл. были использованы снимки со SPOT-HVR (15 сцен). В основном использовались летние снимки, однако при их отсутствии применялись и снимки, сделанные в другие сезоны. На этой заключительной стадии анализа из оставшихся потенциально малонарушенных лесных территорий были исключены участки с линейными и площадными нарушениями — небольшие по площади либо недостаточно четко выраженные для того, чтобы их можно было исключить на предыдущих этапах (см. табл. 2). Были удалены вытянутые узкие (менее 2 км шириной) части малонарушенных лесных территорий, а также их фрагменты, которые не соответствовали критериям по площади или по ширине. Отдельные нарушенные участки, исключенные на этом этапе, в зависимости от типа и давности нарушения имели размеры от 1—2 до 10—20 га. Снимки высокого разрешения позволили также во многих случаях проверить или уточнить правильность нанесения основных линейных элементов инфраструктуры. Результатом этого последнего этапа было выделение не фрагментированных инфраструктурой лесных массивов, в пределах которых отсутствовали признаки значительных нарушений. При этом их минимальная площадь была равна 50 тыс. га, а минимальная ширина — 10 км. Итоговая карта малонарушенных лесных территорий была сделана на основе результатов третьего этапа анализа, за исключением территорий, для которых отсутствовали космические снимки высокого разрешения (зона точности 3, см. рис. 8). На третьем этапе анализа при интерпретации космических снимков высокого разрешения использовались лесохозяйственные материалы (в ограниченном объеме они также учитывались и на втором этапе). В основном они были представлены схемами лесонасаждений, генерализованными до уровня лесхозов и окрашенными по преобладающим породам, масштаба от 1 : 150 000 до 1 : 300 000. Существующие более детальные карты (планы лесонасаждений отдельных лесничеств и пр.) для выполнения данной работы оказались недоступны из-за их высокой стоимости или фактически существующих ограничений на доступ к данным материалам. Для некоторых регионов не были доступны и менее детальные карты как в связи с отсутствием системы свободного доступа к ним, так и из-за отсутствия в настоящее время в России централизованного архива подобной информации.
Точность составленных карт для различных частей страны оказалась разной в зависимости от количества и качества имеющейся информации. Для проверки точности составляемых карт в рамках работ по подготовке настоящего атласа были организованы полевые экспедиции. Кроме того, использовались данные, любезно предоставленные нам другими исследователями. На большей части севера Европейской России (зона точности 1, рис. 8) использовались снимки высокого разрешения (15—35 м) в сочетании с достаточно большим количеством точек наземных наблюдений (173 ключевых участка). При этом значительная часть территорий на юге Европейской России и Западной Сибири была исключена на первом этапе анализа, в том числе в связи с наличием надежных данных наземных исследований и отдельных космических снимков (зона точности 0, рис. 8). На Кавказе, в центре Европейской России, а также на юге Урала, Сибири и Дальнего Востока (зона точности 2, рис. 8) работа в основном была проведена с использованием космических снимков высокого разрешения, но при относительно меньшем количестве наземных наблюдений. Для некоторых участков, на которые отсутствовали космические снимки высокого разрешения, использовались достоверные данные, полученные в результате предыдущих исследований, выполненных участниками проекта, либо предоставленные другими экспертами. Возможно, отдельные участки в пределах этой зоны оказались интерпретированы некорректно, то есть фактически нарушенные были отнесены к малонарушенным, и наоборот. Всего для уточнения карты в зонах 2 и 3 были использованы наземные данные из 235 ключевых участков. На оставшейся территории (центральная и северная части Сибири и Дальнего Востока, некоторые участки на востоке европейской части страны и на юге Сибири — зона точности 3, рис. 8) работа в основном основывалась на данных космических снимков среднего разрешения (150—300 м), а данных наземных наблюдений было недостаточно. Для этих территорий проводилась выборочная проверка точности интерпретации космических снимков среднего разрешения по снимкам высокого разрешения. В этой зоне до принятия каких-либо управленческих решений рекомендуется провести дополнительный анализ, который включал бы в себя полевые исследования и использование космических снимков высокого разрешения.
Для древостоев притундровой и лесотундровой зон севера Сибири и Дальнего Востока, сильно фрагментированных и разреженных по естественным причинам (зона точности 4, рис. 8), имевшейся информации (космические снимки преимущественно среднего разрешения и отдельные точки полевых наблюдений) для достоверной оценки степени антропогенной трансформации этих экосистем было недостаточно. Несмотря на это, значительная часть этих территорий была проанализирована в ходе нанесения северной границы территории настоящего исследования (см. раздел «Северная граница малонарушенных лесных территорий»). В окончательном варианте атласа эти территории не были отнесены к зоне, по которой проводился анализ. Покрытые лесом участки к северу от этой границы показаны на картах иным цветом как «леса за пределами зоны исследования». Их очертания приведены в соответствии с российскими топографическими картами ГУГК масштаба 1 : 500 000, в основном отражающими ситуацию на 1970—1980-е гг. и местами заметно завышающими лесопокрытую площадь по сравнению с данными космических снимков. На основании ограниченного количества доступной для анализа информации авторы не рискуют в рамках данной публикации делать окончательные заключения о нарушенности конкретных территорий лесотундровой зоны и примыкающих к ней редкостойных лесов, однако считают своим долгом заметить, что такие экосистемы чрезвычайно чувствительны к любым видам нарушений, даже косвенно связанным с деятельностью человека. Несмотря на то что они, как правило, находятся в удаленных районах, считать их совершенно ненарушенными неверно. По крайней мере некоторые территории, расположенные севернее проведенной нами границы лесной зоны, несут на себе признаки явных и масштабных антропогенных нарушений. В целом проведенный анализ скорее завышает, чем занижает оценку площади малонарушенных лесных территорий. Это является следствием принятого нами принципа принятия решений о нарушенности территории. В соответствии с ним участок считался малонарушенным до тех пор, пока не обнаруживались убедительные доказательства обратного. Ситуация, когда признаки антропогенных нарушений были пропущены, значительно более вероятна, чем возможность того, что малонарушенная территория была признана нарушенной по ошибке. В принципе не исключены и отдельные случаи второй ситуации. Так, редкостойные лиственничные леса на скальных грунтах в зимний период плохо отличимы от гарей. Для снижения риска подобных ошибок мы старались максимально использовать дополнительную информацию. Однако, вероятно, некоторого количества таких ошибок избежать все-таки не удалось.
Тем не менее гораздо более вероятны случаи, когда признаки нарушений не были обнаружены, особенно на территориях, на которые у нас отсутствовали космические снимки высокого разрешения. Некоторые виды нарушений без использования таких снимков вообще не могут быть выявлены.
В рамках подготовки настоящего атласа Инженерно-технологическим центром «Сканэкс» была опробована методика непосредственного выявления крупнейших малонарушенных территорий с преобладанием сомкнутых лесов. В процессе этого исследования была проведена классификация таких лесов по группам растительных сообществ на основе легенды к карте «Растительность СССР» (1957). Целью исследования была апробация метода непосредственного выявления на основе космических снимков среднего разрешения крупных малонарушенных территорий, в которых доля собственно леса составляет не менее 50%. Метод основан на экспертном подборе характерных участков малонарушенных лесов различных типов и последующем использовании автоматического алгоритма для выявления аналогичных участков в пределах данного космического снимка. Результаты исследования показали, что этот подход довольно чувствителен даже к небольшим различиям как в составе лесов, так и в качестве космических снимков. Наилучшие результаты были достигнуты для сомкнутых лесов.
В результате исследования была подготовлена карта, показывающая размещение крупных массивов предположительно сомкнутых лесов в пределах малонарушенных лесных территорий, а также их состав (основные группы растительных сообществ). Эти карты приведены во второй части раздела «Тематические карты» настоящего атласа. Использовались разносезонные космические снимки среднего разрешения с российских спутников серии «Ресурс-О1». Снимки были геометрически трансформированы с помощью оригинальной программы «ScanEx Transformer» и собраны в мозаичные покрытия по шестиградусным зонам в проекции Гаусса—Крюгера. При трансформации снимки были приведены к одинаковому разрешению 150 х 150 м и привязаны к топографическим картам масштаба 1 : 1 000 000. Тематический анализ был проведен с использованием оригинальной программы «ScanEx NeRIS», использующей нейронный алгоритм на основе самоорганизующихся сетей Кохонена (Kohonen self-organizing maps). Были отобраны участки сомкнутых лесов, экспертно оцененные как типичные малонарушенные. Эти участки были далее использованы для обучения используемой в программе нейронной сети. Качество и степень репрезентативности этих лесов на снимках среднего разрешения проверялись с помощью снимков МСУ-Е (спутники серии «Ресурс-О1») с разрешением 35 х 45 м.
После обучения нейронная сеть использовалась для классификации элементов (пикселей) данного космического снимка по спектральным характеристикам (значениям спектральных яркостей в нескольких используемых каналах). Полученный в результате такой классификации растровый слой подвергался дальнейшей обработке с учетом текстурных и контекстуальных характеристик (характеристик окружения) элементов изображения. Результат обработки выдавался в виде восьмибитового растрового слоя. Основываясь
на оценках экспертов, ему присваивалась цвета в соответствии с принятой легендой,
по которым проводилась итоговая векторизация результатов. Для визуального контроля
полученный векторный слой затем сравнивался с исходным снимком среднего разрешения
и фрагментами снимков высокого разрешения.
Леса России — это уже давно не безграничные просторы нетронутой дикой природы. Скорее эти леса можно представить в виде цепи отдельных малонарушенных массивов, отделенных друг от друга обширными пространствами, полностью преобразованными или значительно нарушенными хозяйственной деятельностью человека. Хотя из этой печальной картины есть и исключения: действительно обширные территории дикой природы еще сохранились на Камчатке, севере Восточной Сибири и Дальнего Востока, в горах Алтая и Тувы. В Европейской России, на юге Сибири и Дальнего Востока основной причиной фрагментации и нарушения лесов являются лесозаготовки и связанные с ними лесные пожары, а также использование земель в сельском хозяйстве и при строительстве транспортных коммуникаций. В Западной Сибири, северной части Восточной Сибири и Дальнего Востока основная причина фрагментации и нарушений — добыча полезных ископаемых (включая геологоразведку и строительство транспортной инфраструктуры) и связанные с этой деятельностью крупные лесные пожары. В России сохранилось около 289 млн. га малонарушенных лесных территорий (см. табл. 3), что составляет 26% части страны, расположенной южнее северной границы лесной зоны. Около 75% малонарушенных лесных территорий находится на лесных землях. В это число входят участки как покрытые сомкнутыми насаждениями, так и те, на которых лесная растительность только возобновляется (после пожаров либо других природных катастроф). Оставшиеся 25% приходятся на нелесные природные экосистемы (болота, тундры и горные луга). Вместе с тем надо признать, что бульшая часть малонарушенных лесов образована малопродуктивными редкостойными и горными насаждениями.
Только 5% малонарушенных лесных территорий (14,4 млн. га) в настоящее время находятся под охраной, входя в состав федеральных особо охраняемых природных территорий — государственных природных заповедников, национальных парков, федеральных заказников и памятников природы, причем более 2/3 приходится на долю заповедников. Крупные лесные территории (то есть мозаика лесных и нелесных экосистем) России испытывают сильный пресс со стороны современной системы землепользования (см. табл. 4и диаграмму 1). В наибольшей степени сохранились экосистемы Восточной Сибири, где доля малонарушенных лесных территорий составляет 39% земель, находящихся южнее северной границы лесной зоны. Далее следуют Дальний Восток (доля малонарушенных лесных территорий — 31%) и Западная Сибирь (25%). Наибольшей антропогенной трансформации подверглась европейская часть страны (лишь 9% малонарушенных лесных территорий).
Несколько другая картина получается, если оценивать степень сохранности собственно малонарушенных лесов. Для этого площади лесов в пределах малонарушенных лесных территорий сравнивались с общей площадью лесов в пределах исследованной территории. В обоих случаях площадь лесов определялась по топографическим картам масштаба 1 : 500 000 (категория «леса густые высокие»). В Восточной Сибири доля лесов, находящихся в составе малонарушенных лесных территорий, наибольшая и составляет 35% от всех лесов региона в пределах зоны исследования. Далее следуют Дальний Восток (26%), Западная Сибирь (23%) и Европейская Россия (12%). В среднем по России в составе малонарушенных лесных территорий находится 26% всех лесов в пределах зоны исследования (табл. 4).
Согласно мировой классификации, предложенной Ольсоном и др. (Olson et al., 2001), в России представлены шесть крупных групп экорегионов (major habitat types), которые расположены в пределах зоны исследования (две оставшихся группы экорегионов — тундра и ксерофитные кустарники — в основном лежат за ее пределами). В трех группах экорегионов из этих шести 90% и более площади испытывают значительное воздействие человека. Только одна группа экорегионов — горные травянистые сообщества, которые можно относить к лесным с большой условностью, сохранила в малонарушенном состоянии более половины своей площади. Более 80% всех малонарушенных лесных территорий приходятся на единственную группу экорегионов — бореальные леса (тайгу) (диаграмма 2). Наибольшую по сравнению с другими долю малонарушенных лесных территорий имеют следующие субъекты Российской Федерации:
ЗаключениеПолученные результаты разрушают представление о том, что на территории России до сих пор преобладают малонарушенные, нетронутые лесные территории. Такие ландшафты преобладают только на севере Восточной Сибири и Дальнего Востока. Однако и там воздействие человека, особенно в качестве основной причины возникновения лесных пожаров, в значительной степени определяет динамику растительного покрова. На большей части Европейской России и Западной Сибири, юга Восточной Сибири и Дальнего Востока лесная растительность уже коренным образом преобразована хозяйственной деятельностью. Во многих из этих регионов крупных малонарушенных территорий не сохранилось. Уцелевшие здесь малонарушенные леса представлены мелкими фрагментами, которые не способны поддерживать все компоненты и функциональные свойства, присущие малонарушенным лесным территориям. Без принятия решительных мер в ближайшие годы малонарушенные лесные территории могут полностью исчезнуть в пределах целых экологических регионов и даже природных зон. Сложившаяся ситуация вызывает серьезное беспокойство. Наиболее продуктивные и богатые в плане биологического разнообразия леса Южной Сибири, Дальнего Востока и Европейской России одновременно в наибольшей степени изменены деятельностью человека. Площадь малонарушенных лесных территорий здесь продолжает сокращаться из-за продолжающегося экстенсивного «освоения» природных ресурсов. Наиболее угрожающая ситуация складывается с малонарушенными широколиственными и хвойно-широколиственными лесами. В Европейской России такие экосистемы фактически исчезли. На Дальнем Востоке это же может произойти и с лесами, окружающими Сихотэ-Алинь, наиболее богатыми в России по своему биологическому разнообразию. Малонарушенные лесные территории здесь сохранились только на самых труднодоступных горных участках и представлены преимущественно хвойными насаждениями без широколиственных пород и без кедра. Почти все уникальные дальневосточные широколиственные и хвойно-широколиственные леса в последние десятилетия в разной степени были пройдены промышленными рубками. При принятии решений об охране и использовании оставшихся малонарушенных лесных
территорий, безусловно, должен учитываться весь комплекс экологических, социальных
и экономических факторов. В регионах, где такие леса еще сохранились, лесопромышленным
предприятиям можно рекомендовать соблюдать особые меры предосторожности, имея
в виду необходимость сохранения достаточно крупных и представительных территорий
дикой природы. Необходимость такого подхода особенно очевидна и неотложна для
Европейской России, юга Сибири и Дальнего Востока, где малонарушенные лесные
территории становятся все более редкими и где угроза их существованию наиболее
велика. Разумной стратегией для этих регионов представляется введение на определенное
время моратория на освоение сохранившихся малонарушенных лесных территорий,
за время которого можно было бы принять взвешенные и обоснованные решения об
охране и использовании этих участков.
Настоящий атлас является первой попыткой показать на картах границы малонарушенных лесных территорий для такой большой страны, как Россия. Нашей задачей было составить карты, точность и детальность которых позволяла бы принимать управленческие решения по охране и использованию малонарушенных лесных территорий. Очевидно, что для полной реализации таких планов необходимы значительное время и финансовые средства. Проделанную работу было бы желательно продолжить как в направлении уточнения уже полученных результатов, так и расширяя сферу исследований. Очевидным путем повышения точности результатов является использование более детальной и качественной исходной информации. Это, с одной стороны, повысит точность выделения и проведения границ территорий, имеющих высокую природоохранную или иную ценность, а с другой стороны, повысит применимость полученных результатов для практических целей управления земельными и иными природными ресурсами. Точность может быть повышена как за счет доступа к космическим снимкам высокого разрешения на всю необходимую территорию, так и вследствие увеличения числа точек наземных исследований и объема привлекаемой дополнительной информации. Так, на севере России недостаточная обеспеченность данными не позволяет корректно дешифрировать крупные массивы как лесов, так и тундр. На юге страны объем доступной информации больше, однако и требования к точности здесь гораздо выше, поскольку южные леса представляют собой значительно бульшую ценность в плане сохранения биологического разнообразия. Сохранившиеся здесь малонарушенные территории меньше по размерам, а скорость изменений, вызванных интенсивным как легальным, так и нелегальным природопользованием, гораздо выше. Острая необходимость ведения более детального и оперативного мониторинга в южной части страны обусловливает более высокую (и дорогостоящую) потребность в оперативной информации. Другим направлением повышения качества исследований должно стать уточнение и совершенствование критериев, используемых для разделения малонарушенных и нарушенных участков. В частности, нужен более совершенный подход к классификации территорий, пройденных лесными пожарами. В настоящем исследовании все лесные пожары, примыкающие к объектам инфраструктуры, а также крупным рекам (шириной более 60 м), автоматически рассматривались как антропогенные по происхождению. Связанные с инфраструктурой гари и их мозаики (включая участки молодых лесов разных стадий пирогенных сукцессий) исключались из состава малонарушенных лесных территорий. Подобный механистический подход имеет очевидные недостатки. Однако альтернатива ему пока отсутствует. Поскольку подход к решению данной проблемы должен быть единым для всей страны, хотелось бы надеяться, что дальнейшие исследования позволят найти более надежный и аккуратный метод решения данной проблемы. Третьим направлением будущих исследований могло бы стать картирование дополнительных характеристик лесных ландшафтов. Настоящий атлас никак не ранжирует выделенные малонарушенные лесные территории по их природоохранной ценности и не анализирует их внутреннюю структуру. Это не значит, что такая работа не нужна, просто она находилась за рамками настоящего исследования. Проведение такого рода исследований является достаточно срочным, поскольку такая информация необходима для принятия более взвешенных и обоснованных решений об охране и использовании выделенных малонарушенных лесных территорий. Существует также срочная необходимость картографирования ценных с точки зрения охраны природы участков, которые остались за пределами выделенных малонарушенных лесных территорий, показанных в атласе. Низкая степень антропогенной нарушенности — это лишь одна из многих особенностей природных территорий, представляющих особую природоохранную ценность. В настоящее время практически отсутствуют карты территорий высокой природоохранной ценности, по степени своей детальности пригодные для принятия практических управленческих решений в сфере использования природных ресурсов. Для этих целей необходимы более детальные карты масштаба 1 : 500 000 (или даже 1 : 200 000), на которых лесные территории высокой природоохранной ценности были бы привязаны к существующему лесохозяйственному делению (квартальным сетям). Такого рода информация необходима для многих пользователей, включая государственные структуры, лесную промышленность, природоохранные организации. К территориям, для которых в приоритетном порядке надо составить более детальные карты лесов высокой природоохранной ценности, относятся Урал и южнотаежный пояс Европейской России (Ленинградская, Вологодская, Костромская, Кировская и Пермская области), Алтай-Саянский регион, Ангаро-Енисейский регион и бассейн озера Байкал, Сихотэ-Алинь и прилегающие к нему территории. С научной точки зрения крайне желательным расширением настоящей работы было бы проведение ретроспективного анализа антропогенных изменений природных ландшафтов страны. Необходимым условием для этого является доступ к более старым космическим снимкам. Помимо очевидной ценности такого рода работ для экологии они помогут улучшить понимание той роли, которую леса России играют в глобальном круговороте углерода. Организации, объединенные инициативой «Всемирная лесная вахта», с благодарностью примут любую поддержку, которая позволит продолжить и расширить работу по изложенным выше направлениям.
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Семейство сайтов Forest.RU: Всё о российских лесах | Дубы Евразии | Всероссийское Движение "Возродим наш лес" | Всё о сибирском кедре и его родственниках | Выращивание кедра сибирского в Средней полосе России
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Сохранившиеся
малонарушенные лесные территории сконцентрированы в небольшом числе административных
регионов страны. В пяти из них (все — в Сибири) находится почти половина малонарушенных
лесных территорий России. Это Республика Саха (Якутия), Эвенкийский авт. округ,
Красноярский край, Ханты-Мансийский авт. округ и Иркутская область. В Восточной
Сибири на долю пяти регионов с наибольшей площадью малонарушенных лесных территорий
приходится 85% от общей площади этой категории земель. В Европейской России
и в Западной Сибири этот показатель равен 90%, а на Дальнем Востоке достигает
98% (