Овик Саядьян, Инна Хакобжанян, E-mail: hovik_s@yahoo.com
Осенью 1999 г. Экспериментальный центр по изучению лесов начал работы по таксации лесных угодий Нойемберян и Козман в северной части Республики Армения. Эта первая после распада СССР инвентаризация лесов была поддержана правительством Армении. На основе проведенных полевых работ были созданы журналы регистрации лесов, карты и составлен отчет. Авторы этой статьи активно участвовали как в полевых работах, так и в последующей обработке собранных данных. Для представления результатов проведенной инвентаризации использовалось программное обеспечение Arc View GIS с дополнительными модулями Spatial Analyst, 3D Analyst и Image Analysis и система обработки изображений ERDAS IMAGINE.
На первом этапе работ были скорректированы границы лесных угодий лесоводческого совхоза и других предприятий, расположенных в этом районе. Одновременно были подготовлены регистрационные формы (в формате xls) для внесения результатов полевых измерений и наблюдений. В таксационные журналы была введена информация о таких характеристиках как видовой состав лесов, диаметр деревьев, возраст, высота, толщина коры, скорость роста и др., а также описание местности. На основе полученных данных и старых топографических карт и карт лесов были составлены обновленные карты масштаба 1:25 000, которые стали основой для управления лесами этого района.
Результаты работ показали необходимость применения единых форматов, методов и технологий обработки данных при проведении инвентаризации лесов. В результате выполнения проекта и благодаря технической поддержке Центра изучения и контроля окружающей среды (ERMC) Американского университета Армении (AUA) удалось подготовить первую электронную ГИС карту лесов района Козман.
В этом проекте использовались имевшиеся и вновь полученные топографические данные, на основе которых была подготовлена карта рельефа с изогипсами через 50 м, представленная в виде нерегулярной модели TIN. Затем она была преобразована в грид-тему, были вычислены уклоны и экспозиция, построен рельеф с отмывкой.
Совмещение карты лесов и грид-темы топографии, а также анализ результирующей карты и лежащей в ее основе обновленной базы данных были проведены в ArcView. Были выявлены взаимосвязи бонитета (разбитого на 5 классов качества) с уклонами, экспозицией, видовым составом деревьев, топографией, зонами угрозы возникновения пожаров. Были выделены зоны возможных вырубок, проведено гидрологическое моделирование и другие исследования. Далее описаны некоторые результаты этого анализа.
Бонитет, уклон и экспозиция
Распределение видового состава деревьев и их продуктивность в значительной степени зависят от топографии местности. Бонитет, как обобщающая характеристика условий произрастания, позволяет провести анализ и выявить области с более и менее благоприятными условиями.
Бонитет тесно связан с уклонами местности, эта связь четко прослеживается и в видовом составе деревьев и в скорости их роста. В целом, на более крутых склонах условия менее благоприятны, но тут необходимо дополнительно учитывать экспозицию склонов. В этом районе выположенные участки и склоны преимущественно северной экспозиции благоприятнее для роста деревьев, чем склоны южной экспозиции.
Пожароопасность, уклон и экспозиция
Угроза возникновения пожаров также тесно связана с характеристиками рельефа, особенно с экспозицией склонов. Наиболее пожароопасные участки приурочены к склонам с южной экспозицией.
Распределение видового состава деревьев и топография
С топографией тесно связано распределение трех видов деревьев. Обычно буковый лес приурочен к северным склонам, а дуб, граб и дубовая поросль — к южным.
Эти общие закономерности характерны и для района Козман, но есть некоторые особенности, которые были выявлены с помощью анализа грид-тем в Arc View GIS.
Большая часть дубовой растительности встречается на юго-восточных, северо-восточных и северо-западных склонах. Чем старше возраст деревьев, тем больше они приурочены к северным склонам.
Рис. 1. Распределение дубовой поросли в лесном массиве Козман.
71,4% дубовой поросли расположено на наиболее теплых и солнечных северо-восточных и юго-восточных склонах (см. рис. 1). Часто распределение граба и его поросли сходно с распространением дуба и его поросли.
Буферные зоны и оконтуривание зон потенциальной вырубки
Широкое развитие эрозионных процессов в пределах покрытых лесом территорий Армении обусловлено горным характером местности и климатическими условиями. Это означает, что все мероприятия здесь надо проводить с большой осмотрительностью, учитывая их возможное воздействие на сложные природные экосистемы.
Основываясь на литературных данных и собранной информации, нами были выделены охранные буферные зоны, а также участки, наиболее подходящие для проведения вырубок.
На крутых участках с плохо пропускающими воду почвами ширина буферных зон вокруг лесных массивов должна быть наибольшей. На участках с высокой проницаемостью почв и уклонами менее 30% ширина буферных зон может не превышать 20 м. На практике следует придерживаться правила, что ширина буферной зоны должна не менее чем в два раза превышать ширину русел водотоков по обоим берегам и быть не менее 30 м.
Рис. 2. Построение буферных зон и выделение зон
возможной вырубки с учетом требований охраны природной среды.
На рис. 2 показаны 30-метровые буферные зоны, на основе которых выделены участки, где возможно проведение вырубки с учетом экологических и экономических соображений: вырубки не должны проводиться на крутых склонах и вблизи водотоков, и это должны быть спелые леса недалеко от дорог.
Гидрологическое моделирование, топография, дорожное строительство и окружающая среда
Применение расширения ArcView GIS для гидрологического моделирования позволило вычленить как постоянные и временные водотоки, так и места, где они могут образоваться. Система водотоков, полученная путем анализа грид-темы рельефа, достаточно точно соответствует реальной гидрологической сети (см. рис. 3). Полученная модель гидросети должна учитываться при дорожном строительстве и других инженерных работах. Сведение лесов около действующих и потенциальных водотоков приведет к незамедлительной активизации эрозионных процессов на этих участках, что чревато неблагоприятными последствиями как для дорог и других объектов, так и для местной флоры и фауны.
Рис. 3. Гидрологическое моделирование по району Козман.
Заключение
Применение новых информационных технологий позволяет значительно ускорить инвентаризацию лесов и повысить надежность получаемых результатов. К тому же, значительно облегчается работа с собранными данными. Их обработка и анализ средствами ArcView и ERDAS IMAGINE позволяют получить детальное представление обо всех аспектах лесных экосистем, которые необходимо учитывать в процессе принятия решений лицами, отвечающими за управление этими территориями. Детальная инвентаризация с использованием современных ГИС технологий и системы GPS призвана обеспечить устойчивое развитие и использование лесных угодий, а также их сохранение для будущих поколений.
