Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2016 номер 4

Статья посвящена новому аспекту в изучении биологической продуктивности лесных экосистем на географической основе, опосредованной климатическими параметрами. Впервые на большом фактическом материале показаны особенности изменения удельной чистой первичной продукции (УдЧПП) лесообразующих пород Евразии в трансконтинентальных градиентах. УдЧПП представляет отношение чистой первичной продукции (ЧПП) к фитомассе и выражается в относительных единицах или процентах (по аналогии с процентом текущего прироста стволовой древесины в традиционной лесной таксации). Сформирована база данных о фитомассе и ЧПП лесных экосистем (т/га) в количестве 920 определений для двухвойных сосен (подрод Pinus ), 116 - для лиственниц ( Larix Mill.), 480 - для елово-пихтарников ( Picea Dietr. и Abies Mill.) и 230 определений для березняков ( Betula L.) на территории от Великобритании до юга Китая. При помощи аппарата многофакторного регрессионного анализа установлены статистически значимые изменения УдЧПП над-, подземной и нижнего яруса в двух трансконтинентальных градиентах: по зональным поясам и континентальности климата. Показана возрастная динамика показателей УдЧПП древесных пород, имеющая общую закономерность снижения с возрастом древостоя, но разные количественные параметры. Закономерности изменения УдЧПП по зональным поясам и в связи с индексом континентальности климата статистически значимы, однако между древесными породами обнаружены существенные расхождения, объяснить которые пока не представляется возможным. Поскольку УдЧПП означает «скорость превращения органического вещества», или интенсивность круговорота веществ, то вместо наличного запаса фитомассы, входящего в сформированную базу данных, в формулу УдЧПП нужно, по-видимому, включать производительность фитомассы, т. е. наличную фитомассу плюс весь ее отпад и опад на тот или иной момент времени. Однако информация о пуле детрита пока имеется на уровне экспертных оценок.

Публичное управление в сфере лесных отношений является одной из важнейших отраслей экологического управления на общегосударственном и местном уровнях. Правовой основой управления выступает лесное законодательство, от качества и регулятивного потенциала которого напрямую зависит эффективность государственно-властной деятельности, направленной на рациональное использование, охрану, защиту и воспроизводство лесов. Необходимость реформирования и адекватной оптимизации лесного законодательства, а также правоприменительной деятельности назрела давно, что подтверждается научными исследованиями и фактическими обстоятельствами. Фундаментальная проблема лесного управления заключается в отсутствии официальной дефиниции понятий «лес» и «городские леса». Проблемы охраны лесов от пожаров и управления в лесной отрасли (например, связанные с предоставлением лесных участков и куплей-продажей лесных насаждений) получили повсеместное распространение. В составе управленческой проблематики дополнительно обозначаются: а) рассогласованность правотворческой деятельности компетентных субъектов относительно регулирования лесных отношений; б) сочетание в одних ведомствах одновременно распорядительных и контрольно-надзорных функций; в) отсутствие единой актуальной и объективной системы государственного кадастрового учета. Упоминаются особенности привлечения к юридической ответственности за лесные правонарушения. Отмечается, что прокуратура, будучи центральным надзорным ведомством государства, за счет специфики своей работы и занимаемого в системе разделения властей положения обладает большими (в сравнении с другими субъектами управленческих связей) возможностями по выявлению, преодолению и устранению проблем лесного администрирования. Рассматриваются отдельные материалы судебной практики, подтверждающие активную роль отечественной прокуратуры в поддержании режима законности и правопорядка в соответствующей области. По результатам исследования сформулированы обобщенные выводы.

Рослесхоз опубликовал статистический сборник, в котором отражена изученность земель лесного фонда субъектов Российской Федерации, федеральных округов и в целом по стране. Сборник не содержит достоверных сведений о площадях лесов, на которые отсутствуют или утрачены лесотаксационные материалы, о степени подробности и точности выполненных работ по изучению лесов. Данные сборника о давности таксации лесов находятся в противоречии с презентациями официальных лиц Рослесхоза и «Рослесинфорга», опубликованными на конференциях и совещаниях, посвященных состоянию и проблемам лесоустройства. Предусмотренные документацией государственного лесного реестра четыре способа (метода) таксации не охватывают весь спектр применявшихся технологий изучения лесов. Из-за отсутствия инструктивных указаний по учету площадей аэровизуального обследования, рационального сочетания наземной таксации с камеральным дешифрированием аэрофотоснимков и инвентаризации резервных лесов на основе материалов аэрокосмических съемок допущена несогласованность при отражении способов таксации лесов. Не обеспечены преемственность терминов и сопоставимость информации, периодически публикуемой в статистических справочниках и сборниках, издаваемых федеральными органами исполнительной власти, без чего невозможно проследить динамику изученности лесов за сколько-нибудь продолжительный период. На основе анализа опубликованных материалов об изученности лесов предложены пути устранения выявленных недостатков. Они базируются: а) на необходимости регламентации заполнения форм государственного лесного реестра; б) на использовании выверенной терминологии, не допускающей противоречивого (неоднозначного) толкования используемых слов или выражений; в) на учете всех методов (способов) изучения лесов последних шести десятилетий, с применением и на основе которых изготовлены используемые в настоящее время лесотаксационные материалы; г) на учете изменений параметров организационно-технических показателей таксационных разрядов, последовавших после введения в действие Лесоустроительной инструкции (2008).

Общественным советом при Министерстве природных ресурсов и экологии Красноярского края рекомендовано разработать в 2016 г. «Стратегию и основные направления развития лесного комплекса Красноярского края на период до 2030 года». Для этого предлагается создание рабочей группы при Министерстве из ведущих квалифицированных специалистов науки и практики. При разработке стратегии следует соблюдать принцип преемственности, для чего проводится анализ предыдущего опыта разработки и исполнения подобных материалов. Важным показателем является динамика лесного фонда за продолжительный период. Динамика лесного фонда Красноярского края за 50-летний период (с 1961 по 2011 г.) свидетельствует о развитии лесного комплекса по экстенсивному пути. Общий запас древесины за этот период уменьшился на 12 %, а запас древесины хвойных - на 35 %. Проанализирована Концепция и основные направления развития лесного комплекса Красноярского края на период 2004-2015 гг., разработанная Государственным научным центром лесопромышленного комплекса (ГНЦ ЛПК). Отмечены основные недостатки этого документа, являвшегося основой развития лесопромышленного комплекса. О лесном хозяйстве - неотъемлемом блоке лесного комплекса, как и о биосферной роли леса, ничего не сказано. Традиционно были переоценены древесные ресурсы, не учтена их эколого-экономическая доступность. Последующие стратегии и программы развития лесного комплекса Красноярского края, разработанные министерством, повторили недостатки концепции. По материалам Стратегии развития лесопромышленного комплекса Красноярского края до 2020 г. ежегодная расчетная лесосека составляет 81.9 млн м³, поэтому делается вывод, что можно неограниченно повышать объемы лесозаготовок в крае. Между тем экономически доступная ежегодная расчетная лесосека по краю составляет 26.8 млн м³ (32.7 % от действующей). Предложены подходы и структура Стратегии и основных направлений развития лесного комплекса на период до 2030 г.

Цель данного исследования - изучение взаимосвязи урбанизации с количеством и особенностями лесных преступлений, которые являются серьезным препятствием для устойчивого развития лесного хозяйства. Хотя леса занимают лишь около 27 % территории Турции, увеличение запасов древесины, количество древесного сырья на единицу площади, соотношение площади продуктивных лесов и общей площади страны имеют решающее значение для Турции. Сильно пересеченная местность Турции и такие факторы, как вмешательство человека, пожары, вырубка лесов для сельского хозяйства, незаконные рубки или неправильный выпас скота, приводят к сокращению площади существующих лесов и ухудшению их структуры. В прошлом леса в Турции вырубались для собственных нужд в основном местными жителями, проживающими в сельской местности. Лесные преступления, происходящие в настоящее время, зависят от различных социально-экономических причин и оказывают значительные негативные воздействия на устойчивость и существование лесов. В развитых странах лесные преступления, такие как незаконные рубки, выпас скота, незаконное использование недревесных ресурсов леса, браконьерство, расширение территорий населенных пунктов путем самозахвата лесных земель, были в основном ликвидированы из-за отсутствия кадастровых проблем, более высокой сознательности людей в отношении защиты окружающей среды и лесов и более высокого уровня жизни сельского населения. За последние 20 лет в Турции наблюдаются резкое сокращение населения, проживающего в сельской местности, и уменьшение лесных преступлений в сельских регионах. С другой стороны, законные и незаконные воздействия на леса усиливаются в связи с ускорением процессов урбанизации. Данное исследование проведено в бассейне р. Есилирмак с целью выявления лесных преступлений за последние 11 лет. Площадь бассейна р. Есилирмак составляет 3 964 375 га - около 5 % от общей площади Турции - и имеет протяженность 519 км.

Работа выполнена с целью выявления погрешностей метода дешифрирования лесов, основанного на автоматизированной классификации пикселей изображения по спектральной яркости. Дешифрирование произведено по спутниковому снимку Landsat 5 (август 2005 г.). Результаты дешифрирования сравнивали с данными массовой таксации - описаниями лесотаксационных выделов и планом лесонасаждений, окрашенным по преобладающим древесным породам. Площадь лесного участка 80.8 тыс. га, лесотаксационных выделов на участке около 2700, из них 573 выборочных; задано 10 кластеров классификации изображения. Обнаружено, что на уровне генерализации лесотаксационного выдела наблюдаются недопустимые погрешности в наименованиях категорий земель, лесных формаций и преобладающих пород древостоя. Поэтому дешифрирование лесных земель методом классификации спектральных яркостей пикселей спутникового снимка применимо только для мелкомасштабного картографирования. Включение в процесс дешифрирования пространственного анализа цифровой модели рельефа (ЦМР) позволяет повысить качество результатов. Страты местоположений формализованы посредством учета абсолютных высот местности, значений уклонов и экспозиций. Пространственный анализ выполнялся на основе данных Shuttle radar topography mission (SRTM). Полученные величины ошибок полноты древостоев, средних значений возраста и высот деревьев превышают нормативно установленные даже для наименее подробного III разряда лесоустройства. При этом снижения величин ошибок с переходом к отдельным стратам местоположений не наблюдается. Наименование лесных земель, варьирование таксационных показателей насаждений не зависят от изображения на спутниковых снимках, поэтому представляется сомнительной сама возможность достижения требуемой точности дешифрирования методами классификации и преобразования изображений, в том числе с помощью нормализованного вегетационного индекса. Таким образом, использование методов классификации спутниковых изображений для инвентаризации лесов в их современном виде рекомендовать нельзя.

Для основных древесных видов Северной Америки, Европы и Японии опубликованы тысячи аллометрических уравнений для оценки фитомассы в основном по высоте дерева и диаметру ствола на высоте груди, предназначенных для наземной таксации. Однако принципиально новый лазерно-локационный метод съемки лесного полога позволяет в режиме реального времени обрабатывать огромные массивы морфологических показателей деревьев, совмещать их с аллометрическими моделями фитомассы и оценивать углеродные пулы лесов. Впервые для лесов Евразии сформирована база данных о фитомассе деревьев 28 древесных и кустарниковых видов в количестве 2.4 тыс. определений, и на ее основе разработаны трансконтинентальные аллометрические модели фракционной структуры фитомассы двух типов и двойного назначения. Первые включают в качестве регрессоров диаметр кроны и высоту дерева и предназначены для их лазерной таксации с бортовых носителей, а вторые имеют традиционное назначение для наземной таксации фитомассы по высоте и диаметру ствола дерева. Те и другие объясняют в большинстве случаев более 90 % изменчивости фитомассы. Скорость обработки данных лазерной локации, не сопоставимая с наземной таксацией, дает возможность оценивать изменение углеродного пула лесных фитоценозов на той или иной территории в ходе ее периодических облетов. Предложенная информация может быть полезна при осуществлении мероприятий по стабилизации климата, а также при валидации результатов имитационных экспериментов по оценке углерододепонирующей способности лесов.

Проведены исследования пространственно-временной изменчивости верхней границы леса северо-западного побережья оз. Байкал (Байкальский и Верхнеангарский хребты) на основе анализа процессов лесовозобновления и динамики радиального прироста лиственницы в экотоне верхней границы леса и за ее пределами. Большое количество развитых каров и цирков с существенными перепадами высот в строении горной системы способствует формированию прерывистой границы леса и подгольцового пояса. Древостой верхней границы леса в районе исследований представлен лиственницей даурской. Получены три древесно-кольцевые хронологии лиственницы. Самая длительная хронология получена для горно-таежного пояса Байкальского хребта - свыше 460 лет. Начиная с 1980-х гг. наблюдается устойчивый тренд увеличения радиального прироста деревьев. Наиболее отчетливо он прослеживается у деревьев верхней границы леса Байкальского хребта. Отмечается продвижение древесных пород в подгольцовый пояс и горную тундру, которое зависит от высот, экспозиции и уклона склонов, а также мест произрастания конкретных сообществ. Современной особенностью растительности района исследований является обильный жизнеспособный подрост лиственницы (возраст от 2-3 до 25 лет) и пихты в экотоне верхней границы леса и в подгольцовом поясе, а также появление отдельных экземпляров ели. Основная масса подроста (2/3) представлена деревьями, средний возраст которых 15-25 лет, т. е. они появились в конце 1980-х гг. В результате увеличения мощности снежного покрова в зимний период всходы деревьев получили большую защиту от вымораживания, в результате чего возросла способность подроста доживать до старших возрастов.

Предлагается для анализа состояния древостоев использовать метод тенденций, занимающий промежуточное положение между статичной оценкой жизненного состояния и оценкой состояния в динамике. Тенденции учитывают совокупность факторов, влияющих на состояние деревьев. Основой метода является анализ распределения деревьев по категориям состояния. Данный подход позволил выявить зависимость состояния деревьев от почвенных условий произрастания и древесной породы. Лиственница сибирская характеризуется здоровым состоянием вне зависимости от способа создания, густоты, числа рядов и почвенных условий. Объяснить данную ситуацию можно возрастом лесных полос, не превышающим 20 лет. В более старшем возрасте на состояние полезащитных лесных насаждений оказывают влияние почвенные условия. Лучшие условия сформированы в древостоях чистого состава рядной и шахматной посадки на южных черноземах. В чистых многорядных сосновых насаждениях состояние деревьев более здоровое в сравнении со смешанными древостоями. Жизненное состояние березовых насаждений ослабленное. Благоприятные условия выявлены в чистых насаждениях вяза приземистого трехрядной и шахматной посадки в сравнении со смешанными древостоями. Относительно благоприятные условия для роста деревьев тополя черного наблюдались в чистых четырехрядных древостоях, произрастающих на обыкновенных черноземах. Балльная система оценки насаждений показывает, что здоровое состояние имеют лиственничные полосы Ширинской степи. Полезащитные лесные полосы в республиках Хакасия и Тыва, за некоторым исключением, находятся в ослабленном и сильно ослабленном состоянии. В этих лесополосах требуется проведение срочных агротехнических и лесоводственных мероприятий, направленных на улучшение минерального питания и влагообеспеченности защитных насаждений.

В 2007-2014 гг. на постоянной пробной площади в 0.024 га в пригородных насаждениях Красноярска (подтаежно-лесостепная зона Средней Сибири) проведены ежегодные таксационные учеты в молодняке сосны. В 2007 г. его средний возраст был 7 лет. На пробной площади учтено 413 деревьев высотой более 1.3 м: 412 живых и одно усохшее. С 2007 г. ежегодно измеряли параметры каждого дерева: диаметр на высоте 1.3 м ( D _1.3), высоту ( H ), категорию состояния (по 6-балльной шкале Санитарных правил РФ, 1998). Объем ствола ( V ) каждого дерева рассчитывали по регрессионному уравнению, включающему переменные V , D _1.3, H . Параметры уравнения рассчитывали по модельным деревьям, отобранным в 2007 и 2014 гг. Запас определяли как сумму объемов стволов отдельных деревьев. На ранней стадии формирования насаждения видовое число ( f ) в молодняке сосны превышало единицу. За период 2007-2014 гг. средний диаметр увеличился от 1.8 до 5.3 см, средняя высота - от 2.3 до 6.2 м, запас растущих деревьев - от 16 до 128 м³/га, запас сухостоя - от 0 до 1 м³/га. В 2007 г. зарегистрирована густота более 17 тыс. шт./га. Максимальная густота (более 18 тыс. шт./га) зарегистрирована в 2009 г. В следующие годы этот показатель монотонно снижался. В 2014 г. густота была менее 15 тыс. шт./га. Увеличение густоты обусловлено увеличением числа деревьев высотой более 1.3 м (врастанием новых деревьев), снижение - высокой фитоценотической нагрузкой и изреживанием насаждения. В 2007 г. категория состояния насаждения была близка к единице, а в 2014 г. - 1.3. Состояние молодняка сосны, естественно возникшего на заброшенной пашне после низового пожара, можно оценить как очень хорошее. При отсутствии низовых пожаров из этого молодняка может сформироваться высокополнотный сосновый древостой.

Выполнен анализ возрастной динамики средних диаметров совокупностей хвойных древостоев различных типов леса северного макросклона Высокогорного Хамар-Дабана (природного лесного массива в Юго-Восточном Прибайкалье). Представлены усредненные данные средних диаметров древостоев по классам возраста, а также их текущий периодический и общий средний приросты. Дана лесохозяйственная оценка. Для анализа выбраны наиболее представительные типы леса: три кедровника, три пихтача, один ельник и два кедровостланика. Охвачен весь высотный диапазон горной тайги. Для каждого типа леса рассчитаны математико-статистические показатели. Самыми крупномерными древостоями являются кедровники. Динамику средних диаметров древостоев с возрастом изучали по преобладающим древесным породам каждого типа леса. В целом у всех древесных пород наибольшие значения текущего периодического прироста, как и ожидалось, характерны для молодого возраста, но дальнейшее снижение его происходит по-разному, что отчасти связано с разной продолжительностью жизни древесных пород. Текущий прирост с возрастом не снижается у кедровостлаников. Что касается среднего прироста, то он в течение жизни древостоев стабильнее текущего. Для кедровников с V класса возраста (возраст приспевания древостоев) он находится в диапазоне 0.20-0.24 см/год, у пихтовников - от 0.12-0.15 до 0.18-0.21, для ельника - 0.18-0.24 и для кедровостлаников - от 0.02-0.03 до 0.05-0.06 см/год. С возрастом средний прирост у кедровостлаников повышается, у остальных пород не изменяется или несколько снижается.

В июне и июле 2010 г. на территории Ярославской, Вологодской и Костромской областей в результате воздействия нескольких ураганных ветров зафиксированы обширные нарушения лесного покрова в виде ветровалов и буреломов (Крылов и др., 2012; Potapov et al., 2014). Проведенный ретроспективный анализ данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) за период 1984-2011 гг. показал, что среди 21 выделенного массового ветровала в пределах Костромской области и приграничных территорий ветровал июля 2010 г. уникален по величине суммарной площади нарушения лесного покрова. По нашим оценкам, его площадь составила более 60 тыс. га, что в 4 раза превосходит среднюю ежегодную площадь сплошных вырубок на территории Костромской области (Петухов, Немчинова, 2014). Кроме определения площадей ветровальных нарушений лесного покрова важно представлять состав и структуру поврежденных насаждений. На базе данных лесоустройства и ДЗЗ выполнен анализ таксационных характеристик лесных насаждений, пострадавших в результате воздействия нескольких ураганных ветров на территории Костромской области. В ходе анализа не выявлены связи между степенью (вероятностью) повреждения лесных насаждений и полнотой, типом леса, а также бонитетом. Для параметров насаждения - возраста, высоты, а в ряде случаев и преобладающей породы - обнаружена некоторая закономерность вероятности повреждения ураганным ветром. Насаждения с преобладанием ели в древостое показали себя несколько менее, а с преобладанием березы - более устойчивыми к воздействию ураганных ветров по сравнению с другими лесообразующими породами. Выборочность нарушения также наблюдается для древостоев возрастом более 40 лет и высотой более 16 м, что, возможно, связано с морфофизиологическими особенностями деревьев данного возраста и высоты.

Представлены результаты исследований с целью валидации радиолокационного интерферометрического метода определения высоты лесного полога на основе спутниковых данных TanDEM-X и ALOS PALSAR. Исследования проведены на территории Байкало-Кударинского лесничества Республики Бурятия. Лесная растительность представлена преимущественно хвойными породами - сосной и елью с незначительной примесью лиственных пород - осины, березы и др. Высота лесной растительности определена путем вычитания цифровой модели рельефа (ЦМР) из цифровой модели местности (ЦММ). ЦМР построена по данным L-диапазона (длина волны 23.5 см) спутникового радара ALOS PALSAR на горизонтальной согласованной поляризации. При исследовании полагалось, что радиолокационный сигнал ALOS PALSAR проходит всю толщу леса и отражается от подстилающей поверхности, позволяя восстановить рельеф местности под лесным пологом. Для получения ЦММ использованы данные Х-диапазона (длина волны 3 см) радиолокационного интерферометра TanDEM-X. В последнем случае предполагалось, что радиолокационный эхо-сигнал рассеивается от некоторой виртуальной поверхности расположения фазовых центров рассеяния, характеризующих верхнюю границу сплошного лесного полога. Для проверки точности спутниковых определений высоты леса на исследуемой территории выполнены высокоточные геодезические измерения высоты деревьев с помощью электронного тахеометра и координат контрольных точек при помощи дифференциальных GPS-приемников. Расхождение спутниковых и наземных измерений по 11 тестовым участкам не превысило 2 м, что в основном связано с различием методик измерения - высоты отдельных деревьев наземными методами и высоты сплошного лесного полога с помощью радарной интерферометрии.

Изучали закономерности формирования коры на различных частях стволов деревьев лиственницы сибирской Larix sibirica Ledeb. В работе использованы материалы 10 пробных площадей, заложенных в лиственничниках зеленомошной группы типов леса, где было срублено и обмерено 703 модельных дерева. Пробные площади расположены в Приангарском и Среднесибирском подтаежно-лесостепном лесорастительных районах. Модельные деревья делили на секции, равные одной десятой длины ствола. В результате проведенных работ определены средние размеры двойной толщины коры у стволов различной величины. Построена математическая модель, описывающая закономерности формирования коры на отдельных относительных высотах стволов лиственницы сибирской разного диаметра. По полученному уравнению построена вспомогательная таблица, содержащая данные, характеризующие долю древесины в диаметре ствола в коре. Установлены относительные размеры коры на отдельных участках стволов. Для этой цели за базовый параметр взята двойная толщина коры в точке, соответствующей одной десятой длины древесного ствола. Размеры коры на остальных относительных длинах выражены в процентах от базовой величины. Относительные размеры коры изменяются от 206.8 % у основания ствола до 29.9 % на границе секции, соответствующей 0.9 доли длины ствола. В работе приводятся обобщающие сведения по указанным лесорастительным районам. Рассчитано уравнение парной зависимости относительной двойной толщины коры от значения относительной длины сечения ствола. Полученные данные будут использованы при построении нормативов по таксации древостоев лиственницы сибирской в районе исследования, таких как объемные, сортиментные и товарные таблицы.