АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ЛЕСНОГО ФОНДА ЛИСИНСКОГО УЧЕБНО-ОПЫТНОГО ЛЕСХОЗА (ЛЕНИНГРАДСКАЯ ОБЛАСТЬ) ПО ТИПАМ ЛЕСА И УСЛОВИЯМ МЕСТОПРОИЗРАСТАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 3D МОДЕЛИ ПОВЕРХНОСТИ РЕЛЬЕФА

 

Алексеев А.С., Никифоров А.А. (СПбГЛТА, г.Санкт-Петербург, РФ)

 

Using the developed geoinformation system the analysis of distribution of the areas of forest vegetation cover of Lisino Field Training Centre on the series of forest types and groups of growth conditions was carried out.

 

Для проведения анализа встречаемости различных типов леса и условий местопроизрастания в составе лесного фонда лесхоза в связи с их положением на рельефе местности разработан специальный механизм отбора лесотаксационной информации. Данные объединяются в группы по признаку расположения выдела на определенной высоте над уровнем моря.  Механизм для отбора данных реализован в виде программного модуля [3], который производит расчет высоты над уровнем моря для каждого объекта – таксационного выдела. Для территории лесхоза сформировано 6 групп  ландшафтных единиц, различающихся по признаку – высота над уровнем моря с шагом в 10 м.

Программный модуль разработан на языке MapBasic [2], в котором реализованы два метода детального анализа высотного положения объекта-выдела [3]. Если расчет ведется по первому методу, послойно, тогда объекты, вошедшие в один высотный диапазон, объединяются в одну территориальную единицу. Если же по второму, то каждому объекту присваивается значение высоты над уровнем моря. Все лесотаксационные показатели для каждой ландшафтной единицы объединены. В ходе использования программного модуля можно получить любое, наперед заданное количество ландшафтных единиц. Для проведения анализа необходимы план в горизонталях и картографические объекты с привязанной к ним тематической информацией. Опытная проверка работы модуля производилась на материалах географической информационной системы, которая была разработана ранее [6].

Применение модуля показывает, что процент потерь картографических объектов составляет - 8 объектов из общего числа 8904, что составляет менее 0,09%, это показывает высокую точность расчета и достоверность применяемого механизма выборки. Полученные данные сведены в таблицы, пригодные для выполнения статистических расчетов и проведения анализа географического расположения объектов (положение объекта на 3D поверхности) [5].

Под типом условий местопроизрастания (ТУМ) традиционно понимают лесорастительные условия данного участка, основывающихся на двух показателях - богатстве почвы (обозначается буквами от A - бедные, до D - богатые местообитания) и влажности (цифрами от 0 - очень сухие, до 5 - болота) [4]. Классификация типов условий местопроизрастания П.С.Погребняка приведена на рис. 1.

 

 

 

Рисунок 1- Классификация типов условий местопроизрастания П.С.Погребняка

 

Тип леса – это участок леса или их совокупность, характеризующиеся общим типом лесорастительных условий, одинаковым составом древесных пород, количеством ярусов, аналогичной фауной, требующие одних и тех же лесохозяйственных мероприятий при равных экономических условиях. Тип леса выделяется по преобладающей древесной породе и другим  преобладающим растениям, индикаторам местопроизрастания леса и его особенностей [4]. Схема типов леса по В.Н.Сукачеву для сосняков приведена на рис.2.

 

 

Рисунок 2- Схема типов леса по В.Н.Сукачеву для сосняков

 

Для анализа информация о представленности территорий, занятых насаждениями различных типов леса последние были объединены в соответствии со схемой в серии – зеленомошная, ряд В - застойное увлажнение, ряд D – проточное увлажнение.   Типы условий местопроизрастания были  сгруппированы по степени увлажнения в 3 группы – свежие, влажные+сырые и мокрые, по почвенному богатству в 2 – бедные (А+В) и богатые (С+D).

Результаты, полученные в ходе отбора и группировки информации об  объектах-выделах для анализа структуры лесного фонда по сериям типов леса и группам условий местопроизрастания в связи с их положением на рельефе местности, представлены ниже в виде таблицы (табл. 1).

 

Таблица 1- Распределение покрытой лесом площади по сериям типов леса и группам условий местопроизрастания в зависимости от высоты над уровнем моря

		Ландшафтные единицы, высота над уровнем моря
		менее 40 м		от 40 до 50 м		от 50 до 60 м		от 60 до 70 м		от 70 до 80 м		более 80 м
		кол-во объектов	площадь, га	кол-во объектов	площадь, га	кол-во объектов	площадь, га	кол-во объектов	площадь, га	кол-во объектов	площадь, га	кол-во объектов	площадь, га
Серии  типов леса	оптимальное увлажнение (зеленомошники)	157	333,7	1208	3740,3	2799	8293,2	2036	6533	450	1256,7	5	12,5
	проточное увлажнение (ряд D)	23	55,6	249	671,7	665	2067,6	470	1493,8	131	560,6	0	0
	застойное увлажнение (ряд В)	2	4,8	57	161,1	145	344,3	136	449,8	12	22,2	0	0
	-	24	42,6	70	208,9	168	491,9	67	954,4	22	82,5	0	0
	Итого	206	436,7	1584	4782	3777	11197	2709	9431	615	1922	5	12,5
группы условий местопроизрастания	свежие	109	232,3	806	2528,6	1597	4527,3	934	2949,8	264	784,4	5	12,5
	влажные + сырые	71	148,6	668	1918,3	1862	5703,7	1588	5098,1	270	799	0	0
	мокрые	10	24,1	47	144	158	491,5	123	439,1	60	257,6	0	0
	-	16	31,7	63	191,1	160	474,5	64	944	21	81	0	0
	Итого	206	436,7	1584	4782	3777	11197	2709	9431	615	1922	5	12,5
	бедные	52	92,2	299	809,1	686	2282,7	639	2080	199	737,5	0	0
	богатые	138	312,8	1222	3781,8	2931	8439,8	2006	6407	395	1103,5	5	12,5
	-	16	31,7	63	191,1	160	474,5	64	944	21	81	0	0
	Итого	206	436,7	1584	4782	3777	11197	2709	9431	615	1922	5	12,5

 

С помощью разработанной геоинформационной системы проведен анализ распределения площадей лесного растительного покрова Лисинского УОЛХ по сериям типов леса и группам условий местопроизрастания,  результаты которого  представлены на рис. 3, 4, 5.

Результаты анализа, представленные на рис. 3. свидетельствуют о том, что леса зеленомошной серии типов леса приблизительно равномерно представлены в составе всех ландшафтных единиц (рис.3а),  насаждения ряда D, с проточным увлажнением, закономерно располагаются на повышенных участках территории лесхоза (рис. 3б), насаждения ряда В, с застойным увлажнением больше представлены на повышенных участках территории (рис. 3в), что также закономерно по причине преобладания на территории лесхоза верховых болот.

 

а)	б)
в)
Рисунок 3- Распределение площади лесов разных серий типов леса по ландшафтным единицам: а) с оптимальным увлажнением - зеленомошники, б) с проточным увлажнением – ряд D, в) с застойным увлажнением – ряд В. (% от площади ландшафтной единицы)

 

Результаты анализа представленности насаждений с разным типом условий места произрастания, определяемом по степени увлажнения, приведенные на рис.4 показывают, что свежие условия места произрастания встречаются более или менее равномерно по территории лесхоза (рис. 4а), за исключением самых высоких мест, где они занимают 100% территории.  Влажные, сырые и мокрые места обитания имеют тенденцию к увеличению в составе площади ландшафтных единиц по мере их возвышения (рис. 4б,в) в связи с преобладанием верховых болот на территории лесхоза. В целом, данные, представленные на рис.4  подтверждают  сделанные ранее выводы. 

 

а)	б)
в)
Рисунок 4- Распределение площади лесов с разным режимом увлажнения по  ландшафтным единицам: а) свежая, б) сырая+влажная, в) мокрая (% от площади ландшафтной единицы)

 

а)	б)
Рисунок 5- Распределение площади лесов с разным богатством мест обитания по  ландшафтным единицам: а) с бедными почвами, б) с богатыми почвами (% от площади ландшафтной единицы)

 

Рис. 5 показывает, что встречаемость участков с бедными условиями места произрастания закономерно растет с увеличением высоты над уровнем моря, и, соответственно, наоборот при снижении последней растет площадь богатых мест обитания,  в связи с аккумуляцией питательных веществ преимущественно на пониженных участках рельефа местности. Эти результаты хорошо согласуются с выявленной ранее закономерностью о преимущественном расположении на пониженных участках рельефа в лесхозе земель сельскохозяйственного назначения, под которые исторически отводятся наиболее богатые и продуктивные почвы [3].

В целом проведенный анализ показывает существенную зависимость структуры и продуктивности лесного растительного покрова от расположения участков последнего на рельефе изучаемой территории [7].

 

Литература

1.   MapBasic: Справочник. New York: Maplnfo Corporation, 1995. 584 c.

2.   Maplnfo Professional 7.0: Руководство пользователя. New York: Maplnfo Corporation, 2002.

3.   Алексеев А.С., Никифоров А.А.  Использование 3D модели для анализа свойств лесного растительного покрова Лисинского УОЛХ // Лесопромышленная логистика и информационные системы лесного комплекса: Материалы международной научно-технической конференции. - СПб.: СПбЛТА, 2003. С. 125-131.

4.   Белов С. В. Лесоводство. Учебное пособие для вузов.— М.: Лесн. пром-сть, 1983.— 352 с.

5.   Геоинформационные системы. Ю. Ю. Герасимов, С. А. Кильпеляйнен, Г. А. Давыдков. Йоэнсуу: Изд-во университета Йоэнсуу, 2001. 201 с.

6.   Никифоров А.А. Разработка информационной системы Лисинского УОЛХ с применением ГИС-технологий // Сборник докладов молодых ученых на ежегодной научной конференции Санкт-Петербургской лесотехнической академии. Выпуск 6. СПб.: СПбЛТА, 2002. С. 54-59.

7.   Алексеев А.С., Черниховский Д.М. Структура и продуктивность лесов в связи с  формами рельефа  Карельского перешейка // Лесоведение, 2001, №3, С.23-30