Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Система наблюдений и анализа информации о состоянии насаждений на больших территориях

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Система наблюдений и анализа информации о состоянии насаждений на больших территориях"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

московский государственный университет леса

ГГД 0/

Тт--

,, , На правах рукописи

РЫБАКОВ Игорь Евгеньевич

ИСТЕМА НАБЛЮДЕНИЙ И АНАЛИЗА ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ НАСАЖДЕНИЙ НА БОЛЬШИХ ТЕРРИТОРИЯХ

03.00.16 — Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва —

1 993

Работа выполнена па кафедре промышленной экологи и защиты леса Московского государственного университет леса.

Научный руководитель — доктор биологических нау

профессор Мозолевская Е. Г.

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор Сабо Е. Д.; кандидат биологических нау Тузов В. К.

Ведущая организация — Федеральная служба лесног

хозяйства, Главное управлеш •охраны и защиты леса, отде защиты леса.

Защита состоится « /5"». . . декабря. . .1993 на заседании специализированного совета Д.053.31.05 пр Московском государственном университете леса .10. час. .3 о . мин., аудитория 313.

Отзывы на автореферат в ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ просим направлять и адресу: 141001, Мытищи-1, Московской области, Московски государственный университет леса. Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мо< ковского государственного университета леса.

Автореферат разослан « /3 » ноября 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических.наук, доцент Е. Г. Куликова

Подп. к печ. 11.11.93 г. Объем 1 п. л. Зак. 577 Тир. К

Типография Московского государственного университета леса

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы." Наблюдение и контроль за состоянием лесных массивов, расположенных в отдаленных труднодоступных районах и кмеюшх еысоко? средозащитное и ресурсное значение является одной иг наиболее актуальных задач современного лесного хозяйства. Сувдствувзая з рамках лесного хозяйства система надзора за вредителями, болезнями и санитарным состоянием насагдешгй действует, и то не в дслхнсм мзсптабе, только э районах интенсивного ведения лесксго хозяйства. При этом применяющаяся технология сбора и обработки лесопатологической информации на обеспечивает необходимой оперативности и достоверности данных к затрудняет принятие эффективных управленческих решений.

К числу насаждений, требующих срочной организации системы наблюдения за их состоянием, относятся елозо-пихтовые леса Дальнего Востока. Эти леса, в которых преобладающей породой'является ель аянекая (Picea ajanensis) Fisch et Сагг.), подвержены периодическому массовому усыхаяию, которое в отдельные годы шлет охватывать площадь до 5-6 млн га. До сих пор контроль за состоянием этих лесов ведется крайне неэффективно. Лесоустройство проводится нерегулярно и через значительные промежутки времени. Наблюдения авиационной службы охраны лесов от пожаров чаде всего констатируют ухе сформировавшиеся очаги массового усыхания, когда отмирает не менее 20-30"Х древостоя. Экспедиционные десопато-логические обследования носят эпизодический и фрагментарный характер.

В этой ситуации представляется своевременным и целесообразным проведение исследований по разработке системы наблюдений за состоянием насаждений, обеспечивающей получение оперативной и достоверной информации о динамике состояния насаждений и своевременное принятие рациональных лесохозяйственных решений.

Исследования велись как плановые в программе НИР кафедры экологии-и защиты леса Московского Государственного университета леса по разработке методов лесопатологического мониторинга и входили в план научно-исследовательских работ Всероссийского научно-исследовательского информационного центра по лесным4 ресурсам (ВНИИЦлесресурс) в 1991 -.1992 гг. в рамках тем "Динамика

а

состояния темнохвойных лесов Дальнего.Востока" (1991 г.) и "разработка методов десапатодогического мониторинга" (1592 г.).

Иэль исследований заключалась в разработке эффективной системы сбора и обработки информации о состоянии лесов, позволявшей наиболее рацйоналъивди методами осуществлять наблюдение ва состоянием насаждений на больших площадях в малонаселенных труднодоступных районах, в данном случае - за состоянием елово-пихтовых насаждений на материковой части Дальнего Востока, где в последние годы наблюдалось массовое усыхание древостоев.

Основными задачами исследований при этом были: ' ■ 1. оценка размеров и изучение характера и интенсивности массового усыхания елово-пихтовых лесов на Среднем Сихотэ-Алине по дачным наземного обследования и дистанционного зондирования;

;2. изучение литературных источников и данных собственных полевых исследований, проведенных в период с 1989 по 1992 годы, с целыо выявления возможных причин усыхания насаждений ели аянс-кой в исследуемом районе, в том числе определение степени влияния насекомых- дендрофагов, возбудителей гнилевых болезней, условии местопроизрастания , возрастной и породной структуры насаждений на интенсивность процессов ослабления и усыхания лесов;

3. разработка новых и усовершенствование существующих методов сбора информации о состоянии лесов, с использованием различных методов наземного и дистанционного обследования и учетом существующих географических и экономических условий;

• 4. анализ существующих методов и средств обработки информации' с помсяфю ПЭ8М, создание системы информационного обеспечения, учитывающей особенности объекта и целей исследования.

Научная новизна настоящей работы заключается в комплексном подходе к проблеме контроля состояния насаждений, включающем рациональное сочетание наземных и дистанционных методов наблюдения, применение ландшафтного анализа для размещения сети пунктов наблюдения и систематизации информации; в создании системы методов сбора и обработки данных о состоянии лесов, расположенных на больших плошадях в малонаселенных, труднодоступных районах.

Практическая ценность работы состоит в создании информационного обеспечения системы регионального специализированного мониторинга состояния елово-пихтовых лесов.Дальнего Востока, подверженных массовому усыханию. Разработанная система методов изу-

- s -

чения условий местопроизрастания насаждений, наблюдения за сос- . тоянием лесных экосистем и комплексом факторов, определяющих это состояние., методов и средств обработки информации может быть применена для мониторинга состояния таежных лесных массивов в других регионах России.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Охрана лесных згаскс-т»м и рациональное использование лесных ресурсов" (Москва, 1931) я wo.-оччи» ц.яуч(,0-т.--хн1'ч»"'счич конференциях Московского лесотехнического института 11990-1992).

Публпк^чии. По материалам диссертации опубликовано четыре статьи, чатернелн исследований использованы в отчетах НИР.

•у^ь-'Ч ц структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти гдзр. вчвслоз, списка литературы из 83 наименований. 4-х приложений. Работа изложена на 14э страницах и включает 17 таблиц и 29 рисунков.

Î. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА, ОБЪЕКТОВ, МЕТОДИКА И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 1989-1992 гг.в елово-пихтовых лесах Среднего Сихстэ-Алиня на территории Светлинского и Верхне-перевальнинского лесхозов Приморского края . Выбор объекта исследований связан с массовым усьгханием елово-пихтовых лесов, охватившим в этом районе насаждения на плокади Солее 100 тыс.га.

•Исследуемые насаждения относятся к Охотско-Амурской провинции ЕЕразиатской области лесов умеренного климата и лесорасти-тельному округу »одной тайги. Преобладающей лесной формацией здесь являются елово-пихтовые леса, с главной лесообразущей породой - елью аянской (Picea ajanensis Fisch et Сагг.) и основной сопутствующей пороной - пихтой белокорой i.Abies nepnrolepis Maxim.». Елово-пихтовые насаждения расположены в среднегорном поясе растительности на высотах от 600 до 1000 м над у. и. и приурочены в основном к платообразным равнинам и склонам с небольшой крутизной. -,

Полевые исследования состояния лесов велись ' на территории трех полигонов. Территория полигона I в верховьях р. Единка (.плотэдь обследованных насаждений около 11 Т{*з.га) расположена

• - ó -

на восточном макросклоне Сихотэ-Алиня на территории Тернейского района Приморского края. Преобладавшая высота над уровнем моря 800-1100 м., относительные превьлекия до 4СО м., характерны типичные .юормы ореднегорнсго рельефа. Территория полигона П - на Нахтакинском плато (обследованная плонадъ около Ю тыс.га) -такде раслилиленз на .lu-j-iuUnuM м&лри-'-^ине Сихотэ-Алиня на высоте 600:- «00 м. h.v.m. и относится к Tcdüokckomv району Пркморе-

I

кого края . Практически все насаждения этого полигона расположены на платообрааных нагорьях. Территория полигона Ш в бассейне р. Зева (около 22 тыс.га) расположена на западном макросклоне Сихотэ-Алиня в Пожарском районе Приморского края на высоте 1000-1200 м.н.у.м. для рельефа характерны сглаженные формы, небольшие относительные превышения - 50-100 м, велика доля заболоченных участков.

На территории всех трех полигонов преобладают леса из ели зянской и пихты белскорой. Возрастная структура и таксационные характеристики насаждений на всех трех полигонах довольно близки. Значительная часть елово-пихтовых насаждений иэ подвергалась воздействии человека и стихийных бедствий и относится к девственным лесам, по возрастной структуре приближаясь к абсолютно разновозрастным. По данным лесоустройства, подавляющее больикнс-тво насаждений имеет средний возраст 160 лет. Преобладают насаждения Ш класса бонитета, зеленомошнсй группы типов леса, с полнотой 0.7-0.8; средний запас составляет 160-180 кбм/га.

Работа по' теме диссертации состояла из следующих основных этапов: изучение состояния вопроса по литературным источникам; полевые исследования: выбор и разработка средств технического и программного-обеспечения хранения и обработки получаемых данных; анализ полученной информации; разработка методов наблюдения га состоянием насаждений, сбора и обработки информации.

Первичное обследование насаждений, закладка части постоянных пробных площадей были выполнены в 19S9 г. при лесопатологи-ческом обследовании лесов этого района, проводившимся Московски!, .специализированным.лесоустроительным предприятием, в состав которой входил автор. В 1990-1992 гг. исследования продолжалис-i автором в качестве аспиранта МЛТИ и сотрудника ВНИИЦлесресурс.

На обследованной площади-в насаждениях q преобладанием ел1 аянской были выделены полигоны, на территории которых ежегодж

проводились наблюдения. Поа исследовательские полигоны подбираюсь участки, наиболее характерные зля данного региона, имевшие признаки массового уидсзнйя разных лет и в то же время по возможности доступные.

31ля получения данных о состоянии насаждении использовались различные методы наземного и дистанционного обследования. Наземное обследование вгагсчало маршрутную лесопатологическую таксацию (около 100 км. ежегодно) и дётадьные работы - закладку и повторны? перечеты на постоянных пробных плошалях (всего заложено 14 постоянных пробных площадей по 200-400 деревьев на каждой; повторные перечеты проводились ежегодно на 9-10 из них), анализ модельных деревьев (в среднем по 40-50 модельных деревьев ежегодно) . Наземным работам ежегодно предшествовало проведение азиале-сопагологичэскй! тяксапии на штопали около 200 тыс. га. Были так-».е дегидрированы и использованы материалы аэрофотосъемки масштаба 1:17000. проведенной в 1989 г.

Методика проведения полевых работ в пелом соответствовала существующим методикам лесЬпатологического обследования насаждений. Внесенные незначительные изменения определялись спецификой задач и объекта исследований.

5 качестве основного средства обработки и хранения информации применялись 15М-совместимые ПЭВМ класса XT и AT. Как программная основа использовалась система управления данными FoxBa-se+, для проведения статистического анализа и различного рода вспомогательных операции -"пакеты прикладных программ Statffrap-hícs, Kwikstat, Lotus 123. С применением указанных пригрьшшм средств создан повнцельнки банк лесопатологкиеской информации и информационно-поисковая система, позволяйте вводить, хранить и анализировать информацию о состоянии насаждении на площади до 1-1,6 млн.га. Даяние в повыдельном банке лесопатологической информации хранились в виде реляционных таблиц в файлах, подразделяющихся по содержания, объекту описаниями времени проведения наблюдений. Применялась система экранных форм и стандартных эап--рооов, унридэюгзя работу с компьютерными средствами.-

Отдельные методические положения, представляющие собой предмет исследований, изложены ниже.

2. МАССОВОЕ УСЫХАНИЕ АЯНСКИХ ЕЛЬНИКОВ: ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИИ ПРОБЛЕМЫ, ' .

.Периодически повторяющиеся вспышки массового усыхания лесов с .преобладанием ели аякокой имеют давкив историю. Одно иъ первых подробны); описаний этого явлений было сделано б 1925 г. Ив дальнейиам массовое усыхание ели айнской, наблюдавшееся в значительны^ размерах в 30-х, конце 50-х, начале 70-х годое, привлекало внимание-многочисленных исследователей.

В результате анализа опубликованных исследований можно сформулировать основные положения, характеризующие этот процесс: 1) протяженность ео времени и географическое расположение подверженных усыханию лесных массивов позволяют исключить иэ числа причин факторы, связанные с непосредственным воздействием загрязнения окружающей среды 2). массовое усыхание аянских ельников не связано с неоСратимыми изменениями состояния природной среды и не ведет к смене лесной-формации; 3) возникновение и развитие усыхания в е'лово-пихтовых насаждениях определяется сложным комплексом абиотических и биотических параметров, характер и степень влияния которых проявляются неодинаково в различных условиях; при этом существенное значение имеет возрастная структура насаждений и воздействие климатических стрессовых факторов; 4) предположение об усыхании елово-пихтовых лесов вследствие воздействия вредителей или болезней леса в настояшее время представляется маловероятным.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЯ ЕЛОБО-ПИХТОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ

, В РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЙ.''

. Массовое усыхание елово-пихтовых лесов наблюдалось в разное . время практически во., всех районах, где,ель аянская является главной лесообразующей породой. В последнее,время наиболее ярко оно проявилось в 1989-1992 гг. на Среднем Сихотэ-Алине, где по-• гибли насаждения на площади около 60 тыо.га.

В елово-пихтовых насаждениях наблюдалось два типа усыхания: вершинный, характерный для периодов массового усыхания, и отвб-лово-комлевой, отмечавшийся в полосах усыхания около лесосек и у естественного отпада в насаждениях. При вершинном типе усыхания

••Слеталось покраснение и гибель хвои и заселение стволовыми ¿родителями. начинасшиеся с верхней часта кроны. Процесс усьяа--14 развивался оч°яъ быстро - з некоторая случаях деревья поги-' г.тл в течение 1-1,5 ме'С. При стволово-комлевом типе усыхйяия -•ичбл*«»'? Дерева происходили более постепенно, гибель

'•'ба и гяс^снке стволовыми начинялись с средней или нижней час-

^Т^ГЛ-.Я.

><с.ТОпг«г; в^пг-октскгччого анализа проведено изучение 'связи -!_гд сгчог'-гйхся суммарному отпаду (деревьев, отно-

■-Я2НХСЧ к категориям состояния "усыхающие", "свежий сухостой" и ">тг|!гни с»-',петой"; с таксационными показателями нас-акдений -гтгтнет-о? зогрэстом. высотой и диаметром (?абя. 1).

Таблица 1

Корреляционная связь содержания суммарного отпада с сседкиу:! диаметром и высотой ели в насаждении

КС Гр 9 ЛЯ II ИИ у р ■ нь знач- ти по годам В среднем • / станд. откл-е

1ййС| i 1490 i 1991 j 1Р92.

О, ?А • П. б? 0.71 0,22 0,59

ГчоЛТ '0 '0 /0 /0,01 /0,25

TTt,ra- 0, 64 0,54 0,58 0,22 0,50

метп /0 '0 /0 '0,01 ' /0,19

Г» Яй 0,57 0.63 0-. 19 0.51

ira •'0 • '0 /0. /0.02 /0,22

К?к зядуо :*? дачнкх Тэбл. 1, размер отпада увеличивается с горрастом :-асй-'.денк= е достаточно высоким уровнем связи. Это по-лл*ек!!? п"гтз£гр'дгттся и наблюдениями нз постоянных пробных пло-гтгказьтвггп,"", что з первую очередь усыханкю подвержены

у-:о?-?,чъ численности основных видов хвоегрыэудих вредителей не фенезег?, существенного влияния на состояние нзсая-

г-ь-у иа - Ограниченно** распространение н уровень

влияния имеют возбудителя. болезней хвоя. Среди насексмых-нсило-ф=гов, вкловои состав вторых з елово-пихтовых лесах насчитывает Лолее чем 4C« видев, ведущую роль играли-три вида: больной черный naxiostai усач «.мргоеЬа'ия urussovl Fisch.), короед типограф (Ips tiposraphus. L.) '<' дальневосточный еловый лубоед (Blastopnagus puelius)..заселенно стволовыми вредителями подвергались в основ-

ном деревья IV-V категорий ссстоания, текущий, отпаяв разхлчнык условиях был отработан на 30-50 X. Непосредственной, зависимости возникновения и Интенсивности усыхаши от уровня встречаемости и численности стволовых вредителей да выявлено.

Среди грибных болезней .ствола на ели наиболее часто наболю-далось поражение тремя видами возбудителей гнилевых болезней: еловой.губки (РЬеШпиэ р1ги), трутовиками Швейница (Рпае1из зп*е1п112Н) и Гартига (РЬеШгшБ пагагп); пихта также часто поражается поперечным раком (Ро]у2ис1из С1гс1/юа1из). Встречаемость и уровень влияния гнилевых болезней очень близок в насаждениях, затронутых и не затронутых массовым усыханием.

Анализ полученных данных показывает, что первопричиной массового усыхания ели аянской насекомые-дендрофаги и возбудители гнилевых болезней не являются.

Изучение особенностей динамики состояния насаждений, пораженных массовым усыханием, позволило сделать ряд выводов.

Существенное влияние- на развитие массового усыхания оказывает породный состав насаждения. Ель - основная лесообразукщая порода, ее биологическими особенностями определяется состояние насаждения в целом.. Увеличение количества ели в составе' насаждения тесно коррелирует с уменьшением'доли условно здоровых деревьев и .соответствующим увеличением доли суммарного отпада. Наличие такой зависимости подтверждает вывод об обусловленности массового усыхания -насаждений биологическими особенностями ели аянской и о большом значении для состояния насаждения доли ели в ооставе. Пихта находится в сравнительно угнетенном, состоянии, но ее' состояние значительно устойчивей.' После резкого уменьшения доли здоровых деревьев при сильном усыхании 1989-1990 гг., когда существенно изменилась структура древостоя, состояние пихты стабилизировалось -'размер, текущего отпада невелик, дальнейшего ухудшения не происходило. В елово-лиственничных насаждениях массовое усыхание не наблюдалось.

Вырубка леса инициирует усыхание деревьев в насаждениях, примыкающих к лесосеке,' на полосе шириной 60-100 м., независими от прочих факторов. Под воздействием-условий, способствующих массовому усыханию, этот процесс распространяется на горазда большее расстояние и может привести к оплошному усыханию всегс насаждения.

' На основании приведенного .анализа данных, полевых наблвдрфй- \ можно сделать выгод, что воэшкновение. и развитие' вспышек массо- . вого усихяяия опрёдЫвгетсй 'олокным• кгашеябЬм факторов,-'в'kqsó-' ' рем зедуггую- pata играет, возрастная структура елово^пихтового, насаждения и стрессовое воздействие климатических факторов-.-; Роль.' ; i такого фактора' может: играть недостаток влаги.. В пбльзу-атого предположения говоря? данные предварительного анализа' климатических данных за 1975-1991 гг., показавший, что в годы, непосредственно предшествовавшие массовому, усыханию, этом районе, наблюдалось уменьшенное количество осадков. Так, в 1988 г. количество осадков было почти в 3 раза ме,нЬше среднего многолетнего, значения.' . ' ■ ' " ' '' '

Наблюдение за состоянием, насаждений на .трех полигонах , выя-зило его особенности, связанные с условиями местопроизрастания ; насаждений. На полигоне вбасс. • р. Единка,, для которого харак- 1 •терне. преобладание хорошо дренированных склонов- и узких водораз-. делов, • не было выявлено признаков сколько-нибудь значительного-ослабления и усыхания елево-пихтовых насаждении. В насаждениях, басс: р. Эевы, расположенных, на;склонах средней крутизны и невысоких возвышенностях, было отмечено некоторое ослабление насаждений, .' а-таете'появление• а течение 1991-1992 в отдельных, учас,т-■гах, небольшого количества свежего сухостоя!

На Нахтахияском плато, подавляющее бЬльшинс.твЬ насаждений : которого расположены на равнинных участках. платооОразных нагорий, ' массовым усыханием 1989 - 19.90 гг. были охвачены древостой на плопади около" ÍOO т'кс. : га.', в т. ч'. около .40- тыс. га. .с .Интенсивностью отпада более 50 X. Непосредственно на полигоне при.-, обследовании насаждений площадью около id тью... га. -усыханием различной интенсивности было затронуто, около 7600 га. В I99ír 1% произошло повторное массовое усыхание, / в результате которого,'*, окончательно погибли насаждения, начавшие .усыхать в 1989 году -на площади.около 22 тыс. га, и'с различной интенсивностью, пораже-; ны насаждения еще на 10 тыс. га. ••' '• •

Столь различная подверженность массовому усыханию насаждений. схолных по многим'параметрам (по таксационным показателям, географическому положение,' климатическим .условиям¡, приводит,к выводу п' отеествЬккпй. роли в этом процессе, условии местопроизрастания , определяющихся ландшафтной приуроченностью.

t

4. ИеГгГчПеСЙАНИЕ МЕТ0303 ЛАНЕИАОТНЗГО РАЙД-Ш?05А-К? В ЛЕЛЯХ

онгднгаашю системы сбора шададш о отстояний лесс®

По' результатам анализа данных половых исследовании ^л сделан вывод о приуроченности елово-пихтевух насаждений. подверженных' массовому усыхзниа к определенным -сектам ланззафтз. где-довательно, необходимо бьио изучить сгрс*»**? ландшафтов еосл«гу-ечой территории,- провести ее отратзйихзиио в ц^лях .эая^ктигното слежения за' состоянием лесов.

В процессе исследований была разработана схемэ районирования темнсжвсйнйх лесов Дальнего Восток«, основанная на -м-гтодач ландааргко-^р^одогкческ&го анализа Д. м. Кяреева.. йсполг зуемык подход основан на представлении о том, что геогр'аф!иёская оболочка Земли, я-зляртся системой -взаимосвяааяныэс , природно- террите-риэльных гатаексов дПТК), .ра>падагаювдх-ея в едецупде* иерархии: лангггзфтнЕя оболочка Эемяк - континенты - ландшафтные, 'страны -.•дакдшздткне областиландшафта - местности -,уроч№з. -

Сог.тагэт (^»стгугаййк :схекгм • яянзггфтч^о ртерияро*«»«?», ркгтолож'ену в пределах Дакь.чевссточой средн?- и • гизк3г?тяс>й -«^¿ягаувткой стрй$гё с темно- ж овестюхаои--•нкмя и левами. Средне-Скх^-з-АлЯмьскет «-ре»зю<г

'структурах, с ««ояо-отхтевдазг; и «.»эрп-л^явшивдыте лесами.'

¿¡¡кда«$<гвое, рзйош*рс®5на? - ?*ггжгерякг опрелглекие нч граяии, . Я'С00ТЕ5Я?Е2У ЛаИДГ.=$Г5ЬР ^Г-СгС^'Т-ТС'-Тз К.я «скове К.г.рТОГр&5И-; ческой гйэдмижй,: анализа МЕтериалоз сагктрогональ.нои азрофо--осъейкк к згяикх нагеукого обсгедо'вадге.' . О «той етлью.еыл сс с-. тазлгч .лннд7=5-т'кс-зкологшеок!-1й клжяие^гтор., Ьист^тегкругезш иякоЕкеся зяэзия о- геологическом отроении, гидрологии, почвенных •условий«,. гдаугяетаяэм 'йдарсве.'V

Нз тегрпгсрип обследуемого региона в соответствит' с оссбен-ностяйи геологического строения выделего три ландпафта: Зерхае-бждаское гулквяичгсиое нагсрь е, яахтаяизеков бзг&льтсзсе плато, . Средкегорье. верхней части бассейна р. - аптека.- в пределах которых . рзсгсло.уекь: полпгокь-; по. строенет .мезорельефа вкделеЕО семь .-■•"эссов лан^шафтак^ местностей- {например - дниса долин, рек, пол-'

рий вынутый склон и т.д. .1; в соответствии с приуроченностью к определенным формам мезорельефа выделено тринадцать классов уро-чиш верхняя часть склона, подножие склона, замкнутая слабодре-нкр^гниг» гпадика и т.д.); по критерию однородности экологических и лесороетательчых условии в пределах части элемента мезорельеф 1.капг:-п.'.?р, ельники зеленомошные подножий склонов), формы микрорельефа 'например, лиственничники маревые замкнутых слзбоп-роточны* впадия) выделено девятнадцать классов фаций.

Не. основе опыта проведения этих работ составлены методические рекомендации по ландшафтному районированию елово - пихтовых лесов Дальнего Востока в целях ведения наблюдения за состоянием насаждений, созданы ландшафтные карты территории полигонов. представл?"ске собой стабильную, не зависящую от временных,'случайных изменений основу для сети пунктов наблюдений и систематизации получаемой информации.

5. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ • НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ НАСАЖДЕНИЙ.

Система методов сбора и обработки информации* и создание информационной системы должна удовлетворять следующим основным требованиям: 1) обеспечение сбора и обработки оперативной и достоверной информации, качественный и количественный состав которой позволил бы принимать хозяйственные решения,, а также проводить анализ данных с последующи выходом на моделирование происходящих процессов и их прогнозирование; 2) потенциальные возможности информационной системы должны позволять сбор и обработку информации' при, размерах контролируемого объекта-от лесохозяйс-твенного предприятия (1-5 млн. га) до региона (области, края) площадью 10-15 млн. га.; 3) открытость информационной систейы, допускающая, возможность ее модификации, с перспективой использования аналогичных систем для мониторинга состояния, лесов в различных-регионах; 4) возможность реализации разработанной системы в существующих экономических условиях.

В зависимости от требуемой детальности наблюдений и допустимого уровня затрат наблюдение за состоянием насаждений может нестись на лубом уровне ланлсафтной иерархии, при этом элементарным объектом наблюдения является однородное по лесотаксяцион-ным показателям насаждение, находящееся в пределах одной фации.

!". • ".'; 'В качестве основных параметров,, характеризующих состояние 'насаждений, используются размер текущего. « суммарного отпада в j наваждении, а также распределение деревьев по категориям состоя. нйя; .дополнительными параметрами являются состояние крон деревь-.ев (дехромация, дефолиация), состояние популяций насехом..х-денд-, рофагрв и степень влияния болезней. леса, климатические .покйзате-, ли, » ландшафтная' приуроченность, таксационные показатели древсс-тоя и отдельного дерева.

Техукее наблюдение за изменениями состояния насаждений ведется при патрулировании службой авиационной охраны лесов от пожаров; при необходимости определения интенсивности и распространения изменений в состоянии лесного фонда проводится авизлесопа-тологическая таксация', периодически '.1 раз в 3-5 лет) данные -авизлесопатологическои таксации, размеру очагов и интенсивность дыхания '-/точня^тся с помощью матеоиало.в самолетной с^отось^мки; ' при обнаружении .существенных изменений в. состоянии насаждений :. назначается специальное' наземное обследование.

Изучение.динамики состояния насаждений,'выявление факторов, ее определяющих осуществляется при проведении периодических уче-: тов на сети постоянных пунктов наблюдения ,<ПШ), расположенной ня нерегулярной 'основе методом стратифицированной выборки. .

Возможности применения выборочных методов для слежения за ■ состоянием насаждении подтвеждают теонзя корреляция данных о ди-. намике состояния насаждении по перечетам на постоянных пробных . шгоиадях (ШП) и сплоеного обследования насаждений полигона (табл.2). Приведенные данные свидетельствуют о достаточно высо-

■ Таблица 2

Корреляционная зависимость распределения деревьев по категориям -состояния за. период наблюдений на постоянных пробных плрдадях и по данным стяжного лесопэтологического обследова-

. кия •'■..'■-

; Категория. ■ j Эдсро- i Оса ¡состояния ¡ные j 1 1 !' 1 СИЛЬНО! !.ося. 1 У CHX. I Свежий icvxoor щ У в i I целом |

Коэффициент 0,9Э • корреляции. 0,60 0,73 0,66- ; o,6i .0,95 0,93

Уровень 0,02 значимости -6,40 0.27 0,34 0,38 0,05 0,01

кой корреляции этих данных в пределах данного полигона га период наблюдения.

- 1.5 -

Данные выборочных наблюдений достаточно адекватно характера? уют изменение состояния насаждений площадью около Ю тыс.га при динамично меняющейся в ходе массового' усыханйя ситуации. 1 , Лля определения необходимого объема наблюдений на постоянных пунктах наблюдения были вычислены ошибки выборочной доли Для каждой категории состояния при перечетах на'всех ППП полигона П за период наблюдений и определены необходимые объемы выборки при различных уроенях доверительной вероятности. Как выяснилось, для слежения за состоянием насаждений в условиях массового усыхания. достаточен размер ППН, обеспечивающий перечет не менее 100 деревьев основной породы - ели аянской. При, таком размере ППН обеспечивается определение распределения по всем категориям состояния с доверительной вероятностью 95 % и допустимой ошибкой до о X для деревьев Ш-У категорий и до 10 7. - для I, П и Ш. катего-' рий состояния (табл. 3). - '

Таблица 3

Необходимый объем выборки для выявления распределения деревьев по категориям состояния при перечетах на ППН при различном уровне значимости и допустимой ошибке

Категории состояния Допустимая ошибка определения выборочной доли

• +/-5 X.. +/- 10 7.

• Уройень значимости

0,05 (,Р=95%) 0,1 (Р=90%) 0,05 .(Р-95Х) 0,1 (Рь90Х)

Здоров. 302 211 75 ■ \ 53

Ослйбл. 263 184 6§' 46

С.ослабл, 70 49 18 12

Усыхатад. 19 13 5 3 /

Се . сухост.. 56 39 14 10

Ст.сухост. 373 261 93 . 65

Сумм.отпад ■ 362 268 96 67

Количество ППН определяется требуемым уровнем детальности наблюдений и разнообразием природных условий в наблюдаемом, реги-. оне. Размещение их на территории насаждений, подлежащих наблюде- , ниу|. произголится на основе ландшафтного районирования и определяется рядом критериев: 1) пункты постоянного наблюдения должны

- -

¡располагаться но всех' основных элементах ландшафта, г которых ведущей компонентой растительного покрова, являются леса <~ преобладанием ели аянокой; в пределах -укэдаяянх страт нэиОолър;=я плотность сети наблюдения должна предусматриваться: 'а в насаждениях с повышенным количеством ослабленных деревьев и текущего отпада; 3) в насаждениях, основной сопутствующей породой в котс-рых является пихта белокорая и с наибольшей долей ели гяко-ок V составе: 4) в древоотрях старшего кограста. С цель» ум-'.-нь-г-^и-. затрат желательно размещать пункты наблюдения по компактно, для обеспечения точности привязки - объединять постоянной траноектой.

Данные, полученные при дистанционных и наземных не&шдаш* ях, в г7^'льтзте ^^тифрировэн^я ■'ет'-'рич-т'ов 'у г

тэкле поступающая метеорологичесх-зл пк^осу'е^пч хрянится и ос.рг." батыззется при помош ЧЕМ - совместим-к ПгЗМ; для ■гогдгшиа л поддержания повыдельного банка лесопатологическои информации, используются реляционных баз данных семейства Шзз'е и разработанное программное обеспечение; на основе ?того банка функцкойк-рует информационно-поисковая система,, ориентированном на эксплуатацию пользователями-практиками и обеспечивающая ввод, потек, анализ данных в интерактивном режиме и выдачу результатов обработке данных через систему стандартны;; и универсальных запросе..

При организации информационного обеспечения необходимо ориентироваться кг создание в ближайшей перспективе.геоинформациоя-ной системы, включающей фактографические ' (повыдельный банк лесо-'патологической информации) и картографические базы данных.

ВЫВОДЫ

1. 'На .'территории материковой части российского Дальнего Востока периодически наблюдается крупномасштабное ухудшение состояния и массовое усыхачие елово-пихтовых лесов, образуемых. елью аянокой и пихтои белокорой. В последнее время наиболее ярко оно проявилось в 1999-1992 гг. на Среднем Оихотэ-Алине, где охватило насаждения на- илопэди около 100 тыс. га., в т. ч. около 60 тыс. га. лесов погибло.

. 2. Возникновение и развитие массового ус-ыхания не^зхдений с преобладанием ели аянской определяется сложным комплексом факто-

ров, в котором ведущую, роль играют возрастная структура насаждения и стрессовое воздействие климатических факторов.

Непосредственной зависимости возникновения и интенсивности усыхан:л от уровня ' воздействия грибных болезней или насеко-мых-дендрофзгсв не выявлено; з усыхании насаждений насеко-' мые-ксилоФаги играют роль вторичных вредителей, ' отрабатывая.теку щий отпзд.

3. При наблюдении за состоянием насаждений в качестве сис-темсорганизукщего признака, позволяющего максимально учесть сложность организации объекта и влияние комплекса факторов, определяют»: его состояние, необходимо использовать ландшафтную приуроченность элемента системы; при этом объектом изучения выступая? лесные насаждения природно-территориальных комплексов различного ранга.

4. в предлагаемую систему наблюдения входит комплекс методов дистанционного наблюдения, ведущегося на всей площади насаждений, и наземного обследования, производящегося выборочным методом на оскзве стратификации территории с применением ландшафтного подхода. На основании анализа данных полевых исследований составлены ландшафтные карты, разработана методика районирования насаждений, методика проведения наблюдений. ■

5. Получаемая информация хранится в повыдельно.м банке лесо-патологической информации. Основным средством обработки и хранения информации" являются 1ЕМ-совместимые ПЭВМ, в качестве программной основы используется система управления базами данных семейства ОВа'ге. На основе банка данных создана информационно-поисковая система, облегчающая ввод, поиск и анализ•данных.

5. В результате работы по теме создана осноез информационного обеспечения регионального специализированного мониторинга состояния елово-пихтовых лесов Дальнего Востока, подверженных массовому усыханию: создана фактографическая база данных; проведено ландшафтное районирование изучаемых насаждений, созданы ландшафтные карты; разработана методика проведения наблюдений за состоянием лесов, учитывающая особенности объекта наблюдений.

Предлагаемые методы и подходы в значительной степени универсальны и разработанная система наблюдения за состоянием на-^ач'дении мелет быть применена в других регионах России.

По материалам диссертации опублико?зш следующие работы: .' 1.' Методы сборз и анализа информации для оценки уровня влияния различных факторе? на состояние темнг.х войнах лесов Сре'дкеУс 'Сихртд Алиня. Вопросы защиты, охраны леса и озеленения городов. Вып.. 224, ШГГИ, М., 19Q0-, с. 39-41

2. Динамика состояния темнохвойных лесов Дальнего Востока. •Отчет о НИР/ ВНИИЦ лесресурс, М., 1991, 105 с.

3. Разработка методов лесопатологического мониторинга. Отчет о НИР/ ВНЗОЩлесресурс, М., 1992, 79 е..

4. Типы отмирания ели в очагах массового усыхачкя на Среднем Сихотэ-Алине. Лесохозяйственнзя информация. М., ВНШЩльлрг-сурс, 1993, вып.9, с.1-3.

5. Изучение проблемы массового усыханин нлп аянс-кои н, Дальнем Востоке. Лесохозяйственная информация. М., ВНИйЦлесре-сурс, 1993, вып.10, с.1-6.

о. Ландяэфтный подход к лес-опатологическому районировчни горнотаежкых лесов (на примере елово-пихтовых насаждений Дальне го востока). В науч.тр.: Вопросы экологиии и моделирования лес ных экосистем. Вып.248. М., ШГО1, 1992, с.31-41