Формирование древостоев Восточной Сибири под воздействием природных и антропогенных факторов

• Автор: Фарбер, Сергей Кимович
• Шифр специальности: 06.03.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 603 с. : ил. + Прил. (292с.: ил. )

ВВЕДЕНИЕ
Объект исследований. В диссертации рассматриваются лесные экосистемы. Уровень изучения - монодоминантная формация, объединяющая растительные ассоциации, эдификаторы которых относятся к одному ботаническому виду [Киреев, 1984].
Как и любой другой природный физический объект, лесные экосистемы определяются двумя координатами - пространством и временем. Координата пространства учитывает распределение лесных экосистем по земной поверхности. В диссертации рассматривается территория Восточной Сибири. Координата времени, если не брать во внимание дальний исторический экскурс, ограничена сукцессионным циклом. Описать лесные экосистемы означает присвоить им определенные качественные и количественные характеристики. Описанием лесной экосистемы уровня лесотаксационного выдела в координате пространства является таксационная характеристика насаждения, уровня ландшафта - таксационная характеристика растительной формации.
Существование лесных экосистем во времени выражается в течение естественных процессов. В координате времени описать лесные экосистемы означает присвоить качественные и количественные характеристики фазам и стадиям сукцессионного цикла конкретного насаждения выдела или растительной формации. Все этапы жизни леса в то же время являются частью сукцессионного цикла. Однако определяет направление лесообразовательного процесса, главным образом, начальная фаза сукцессии, которой поэтому в диссертации уделено особое внимание.
Систематические сведения о лесах представляет лесоустройство. Наименьшая учетная единица - таксационный выдел. Инструктивно обозначенная степень различия в условиях местопроизрастания и таксационной характеристике насаждений является основанием для контурного дешифрирования на аэрофотоснимках. Различия в характеристиках насаждений лесотаксационных
выделов дают основание называть их экосистемами. Породный состав является одним из таксационных показателей, определяющим деление лесного массива на выделы. К одной формации мы относим все насаждения, выделяемые по признаку общности главной породы.
Характеристика лесных экосистем, особенно на уровне лесотаксационных выделов, составляет колоссальный объем информации. Подчеркнем важное обстоятельство - эта информация собрана усилиями таксаторов лесоустроительных предприятий, но в полной мере ни наукой, ни практикой не востребована. Современный уровень хранения, обработки, актуализации данных позволяет за счет использования новейших технических средств перейти на технологию непрерывного лесоустройства, которое является в то же время структурной составляющей системы мониторинга лесов.
Изучаемые факгы и явления должны быть систематизированы, только при этом условии можно понять и объяснить их появление и видимый порядок. Классификация - это упорядочение объектов по схожести [Сокал, 1980]. Описание лесных экосистем производится в границах, идеология определения которых может быть различна. Существует комплексное физико-географическое (иначе ландшафтное) и специальное районирование [Исаченко, 1991]. К специальным видам районирования лесных территорий относятся лесорастительное, лесоэкономическое и лесохозяйственное.
Следует различать классификационные системы двух видов. Первый вариант - в качестве входов служат показатели самого объекта изучения. Пример системы с одним входом - одно, двух и т.д. ярусный лес (классификационный признак - деление лесного полога на ярусы). Пример лесной системы с двумя входами - деление насаждений на бонитеты (классификационные признаки -высота и возраст древостоя). При втором варианте классификационных систем в качестве входов служат показатели среды обитания - почвенно-грунтовые, климатические, орографические характеристики местопроизрастания. Именно
такие классификационные системы претендуют на универсальность, поскольку являются природной основой растительности.
Исторически оформились и существуют по настоящее время две идеологически противоположные научные школы классификации растительности -ландшафтоведение и лесная типология. Оба подхода на современном этапе используют в своих построениях дополнительную координату - время. Другое дело, какой из этих подходов более правилен, т.е. лучше отвечает поставленным целям. Однозначного ответа нет. В частности J. S. Rowe [1971] полагает, что для цели инвентаризации ресурсов лесных земель и создания основы для интегрального планирования наиболее информативная классификация будет основана скорее на общем ландшафте, чем на его отдельных компонентах. Для определенных объектов изучения это, конечно, справедливо. Важно изучать комплексно временную и пространственную структуру, например, заповедника “Столбы”, расположенного в окрестностях г. Красноярска. Но важна и стандартизация лесохозяйственных мероприятий. И тогда без типологии составляющих объект изучения участков не обойтись.
В то же время ландшафтный и типологический подходы не исключают друг друга абсолютно. Хотя невозможно найти два одинаковых ландшафта, это не означает отсутствие всякого качественного сходства. Сравнение позволяет установить группы ландшафтов, принципиально близких по ряду существенных признаков, т.е. их типизировать [Исаченко, 1991]. Объединяя фации в однородные по условиям местопроизрастания группы, мы получаем по сути уже типологическую классификацию леса.
Раскрытие пространственно-временной структуры сводится к описанию лесных классификационных подразделений. Сюда относятся обозначение начала и конца циклов, характеристика их фаз, стадий, вероятность образования. Речь, таким образом, идет о составляющих системы “лес”, рассматриваемой в координатах пространства и времени, территориально вписывающейся в Вое-
лучение статистических характеристик о заполнении и использовании банка данных, хранение информации);
- эксплуатация банка данных (выдача информации пользователям).
Важна идеология, на основе которой пишется программное обеспечение
ГИС. Считаем перспективным направление, когда сведения о прямых -функционально независимых показателях накапливаются по адресам основы, представляющей собой квадраты сети топографической карты. Такое построение базы данных автоматически стыкует информацию с географическими координатами. Сведения о производных показателях рассчитываются и далее выводятся на внешние устройства согласно алгоритмам законов их изменения в зависимости от прямых [Михалев и др.,1985; М1сЬа1еу и др., 1994].
Использование для целей лесоустройства специальных классификационных систем, производных от природной основы, хранение полученной информации по адресам квадратов топографических карт позволяет:
- автоматизировать изготовление планово-картографических материалов и расчет площадей учета;
- обеспечить слежение за текущими изменениями в лесном фонде;
- значительно увеличить разрыв между повторностями инвентаризаций;
- выявить по стратам классификационной системы насаждений оптимальные хозяйственные воздействия в течение цикла лесовыращивания;
- обеспечить преемственность результатов инвентаризации, так как каждое следующее будет ограничиваться внесением текущих изменений по соответствующим адресам массивов данных с расчетом новых таксационных показателей согласно зависимостям математической модели древостоев;
- автоматизировать учет лесного фонда и составление проектов ведения лесного хозяйства, алгоритм в общих чертах сводится к выборке данных из адресов массивов с распечаткой необходимых текстовых пояснений.